Čo je krokový motor?

Krokový motor základný:

A Stepper Motors je elektrický motor, ktorý otáča jeho hriadeľ v presných krokoch s pevným stupňom. Vďaka svojej vnútornej štruktúre môžete sledovať presnú uhlovú polohu hriadeľa spočítaním krokov - nie je potrebný žiadny senzor. Vďaka tejto presnosti sú krokové motory ideálne pre mnoho aplikácií.

Krokový motorický systém:

Prevádzka systému krokového motora sa točí okolo interakcie medzi rotorom a statorom. Tu je podrobný pohľad na to, ako typický krokový motor funguje: Generovanie signálu:  Riadiaci generuje sekvenciu elektrických impulzov, ktoré predstavujú požadovaný pohyb. Aktivácia vodiča:  Vodič prijíma signály z ovládača a napája vinutia motora v špecifickej sekvencii, čím vytvára rotujúce magnetické pole. Pohyb rotora:  Magnetické pole generované statorom interaguje s rotorom, čo spôsobuje, že sa otáča v diskrétnych krokoch. Počet krokov zodpovedá frekvencii impulzov odoslanej regulátorom. Spätná väzba (voliteľná):  V niektorých systémoch sa môže mechanizmus spätnej väzby, napríklad kodér, použiť na zabezpečenie toho, aby motor posunul správnu vzdialenosť. Mnoho systémov s krokom však funguje bez spätnej väzby a spoliehajú sa na presné ovládanie ovládača a ovládača.

Typy krokových motorov:

1. Personal Magnet Stepper Motors (PM)

Tieto motory používajú trvalé magnety pre rotor, ktorý zvyšuje krútiaci moment pri nízkych rýchlostiach. Sú jednoduché a lacné, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie, ktoré si vyžadujú miernu presnosť a rýchlosť.

2. Krokové motory s premenlivou neochotou (VR)

V premenlivom neochotnom motore je rotor vyrobený z mäkkého železa a prevádzka motora závisí od neochoty (odpor voči magnetickému toku) rotora. Tieto motory sú účinnejšie ako PM motory, ale majú tendenciu produkovať menší krútiaci moment.

3. Hybridné krokové motory

Hybridné krokové motory kombinujú funkcie motorov PM a VR, aby poskytli vynikajúci výkon. Ponúkajú lepší krútiaci moment a presnosť, vďaka čomu sú vhodné pre náročnejšie aplikácie, ako sú CNC stroje, 3D tlačiarne a robotické systémy.

Hybridné krokové motory sú hlavnými výrobkami BESFOC.

Hybridný krokový motor BESFOC:

Medzi naše krokové motory patrí 2-fázové a 3-fázové, s krokovými uhlami 0,9 °, 1,2 ° a 1,8 ° a motorov NEMA8, 11, 14, 16, 17, 23, 24, 34, 42 a 52. Vodotesné krokové motory IP67, prevodové krokové motory a integrované krokové servomotory atď., V ktorých je možné prispôsobiť parametre odstupného motora, kodér, prevodovku, brzdu, vstavané ovládače atď.

Hybridné krokové motory funkcie

Hybridné krokové motory kombinujú najlepšie vlastnosti krokových motorov permanentného magnetu (PM) a premenlivej neochoty (VR). Ponúkajú vysoký krútiaci moment, presné umiestnenie a efektívnu prevádzku. Nižšie sú uvedené kľúčové vlastnosti hybridných krokových motorov:

1. Vysoký krútiaci moment

Hybridné krokové motory dodávajú výrazne vyšší krútiaci moment ako tradičné krokové motory PM alebo VR. Dôvodom je kombinované magnetické princípy používané v ich dizajne, čo zvyšuje ich výkon.

2. Presné umiestnenie

Tieto motory poskytujú presnú kontrolu nad rotačnou polohou. Sú ideálne pre aplikácie, ktoré vyžadujú presné pohyby, ako sú CNC stroje, 3D tlačiarne a robotika.

3. Mikrostepingová schopnosť

Hybridné krokové motory môžu podporovať mikrosteping, čo znamená, že sa môžu pohybovať vo veľmi jemných prírastkoch (menšie ako celý krok). To má za následok plynulejší pohyb a jemnejšiu kontrolu po umiestnení.

4. Vysoká účinnosť

Hybridné krokové motory sú energeticky efektívnejšie ako ich čisté náprotivky PM alebo VR. Pracujú na nižších úrovniach prúdu pri udržiavaní krútiaceho momentu, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie zamerané na energiu.

5. Moment

Tieto motory sú navrhnuté tak, aby udržiavali silný krútiaci moment, aj keď sú stacionárne, čo je dôležité pre aplikácie, ktoré musia odolať vonkajším silám, keď nie sú v pohybe.

6. Kompaktný a robustný dizajn

Hybridné krokové motory sú zvyčajne kompaktné a odolné. Ich dizajn kombinuje spoľahlivosť stálych magnetov s robustnosťou premenlivej neochoty a ponúka robustné riešenie pre rôzne prostredie.

7. Široký rozsah veľkostí a konfigurácií

Tieto motory sú k dispozícii v rôznych veľkostiach a konfiguráciách, ktoré spĺňajú rôzne požiadavky na zaťaženie. Môžu byť prispôsobené tak, aby vyhovovali konkrétnym aplikáciám, či už ide o malé alebo rozsiahle stroje.

8. Nízka vôľa

Dizajn Hybridné krokové motory minimalizujú vôľu, čím sa zabezpečuje minimálne oneskorenie alebo 'Slack ' medzi príkazmi a pohybom. To je rozhodujúce pre aplikácie, ktoré si vyžadujú vysokú presnosť.

9. Všestranné možnosti jednotky

Hybridné krokové motory môžu byť poháňané rôznymi kontrolnými metódami, vrátane úplného kroku, polovičného kroku a mikrostepingu. Táto univerzálnosť umožňuje ich používať v rôznych aplikáciách s rôznymi požiadavkami na kontrolu.

10. Znížená tvorba tepla

Vďaka svojej účinnej prevádzke hybridné nevlastné motory vytvárajú menej tepla v porovnaní s tradičnými motormi, čím sa zlepšuje ich životnosť a výkon v nepretržitom používaní.

Záver

Hybridné krokové motory  kombinujú sily rôznych motorických technológií, aby poskytovali vysoko účinné, presné a univerzálne riešenie pre mnoho aplikácií na reguláciu pohybu. Ich robustný dizajn, vysoký krútiaci moment a schopnosť dosiahnuť hladký pohyb mikrostujúcich z nich sú vynikajúcou voľbou v odvetviach, ako sú automatizácia, robotika a výroba.

Štruktúra hybridných krokových motorov:

Štruktúra hybridného nevlastného motora pozostáva z niekoľkých kľúčových komponentov:

Stator, rotor, kryt, hriadeľ, ložisko, magnety, železné jadrá, drôty, vinutia izolácia, vlnité podložky atď.

Pracovný princíp hybridnej štruktúry motora:

• Cievky statora sú napájané v špecifickej sekvencii a vytvárajú magnetické polia, ktoré priťahujú alebo odrážajú zuby rotora.

• Keď sa zuby rotora vyrovnávajú so stĺpmi statora, rotor sa presunie do ďalšej stabilnej polohy (a 'krok ').

• Kombinácia permanentného magnetu a zubov rotora zaisťuje presné umiestnenie a vysoký krútiaci moment s minimálnou stratou.

Výhody hybridných nevlastných motorov

Hybridné nevlastné motory ponúkajú početné výhody, čo z nich robí populárnu voľbu v rôznych aplikáciách, ktoré si vyžadujú vysokú presnosť a účinnosť. Nižšie sú uvedené kľúčové výhody hybridných krokových motorov:

1. Vynikajúci krútiaci moment a výkon

Hybridné krokové motory poskytujú vyšší krútiaci moment v porovnaní s tradičnými krokovými motormi. Tento vylepšený výstup krútiaceho momentu ich robí ideálnymi pre náročné aplikácie, ktoré si vyžadujú viac energie, ako je robotika, CNC strojové zariadenia a 3D tlač.

2. Presnosť

Jednou z hlavných výhod hybridných nevlastných motorov je ich schopnosť poskytovať presnú kontrolu nad pohybom. Ich dizajn umožňuje kroky s vysokým rozlíšením, ktoré sa prekladajú do presného umiestnenia a hladkého pohybu, ktoré sú nevyhnutné v úlohách, ktoré si vyžadujú starostlivú kontrolu.

3. Energetická účinnosť

Hybridné krokové motory sú navrhnuté tak, aby fungovali efektívne a znižovali spotrebu energie pri zachovaní výkonu. Táto energetická účinnosť je obzvlášť prospešná v aplikáciách, v ktorých je zásadná zachovanie energie, čo z dlhodobého hľadiska pomáha znižovať prevádzkové náklady.

4. Hladká a tichá prevádzka

V porovnaní s inými motormi pracujú hybridné nevlastné motory s menšími vibráciami a hlukom, najmä ak sa používajú mikrosteping. Vďaka tomu sú ideálne pre prostredia, kde sú nevyhnutné minimálny hluk a hladký pohyb, napríklad v zdravotníckych zariadeniach alebo špičkových tlačiarňach.

5. Znížená tvorba tepla

Hybridné krokové motory generujú menej tepla v porovnaní s tradičnými motormi. Toto zníženie tepla zlepšuje dlhovekosť motora a znižuje potrebu ďalších chladiacich mechanizmov, vďaka čomu sú spoľahlivejšie a nákladovo efektívnejšie.

6. Kompaktná veľkosť

Napriek ich schopnostiam s vysokým krútiacim momentom, Hybridné krokové motory sú kompaktné, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie obmedzené priestorom. Ich malá stopa je výhodou v projektoch, ktoré si vyžadujú efektívne využívanie dostupného priestoru.

7. Zvýšená trvanlivosť a spoľahlivosť

Hybridné nevlastné motory sú postavené tak, aby vydržali s odolnou materiálom a robustnou konštrukciou. Vďaka ich spoľahlivosti v nepretržitej prevádzke ich robí vhodnými pre priemyselné a vysoké požiadanie, čím sa zabezpečuje minimálna údržba a prestoje.

8. Široká škála možností kontroly

Hybridné krokové motory ponúkajú všestranné riadiace metódy vrátane plného kroku, polovičného kroku a mikrostepingu. Táto univerzálnosť umožňuje používateľom doladiť výkon motora podľa ich špecifických požiadaviek a poskytuje flexibilitu v rôznych aplikáciách.

9. Nízka vôľa

Vďaka návrhu nízkej vôle hybridné nevlastné motory minimalizujú polohové chyby a zabezpečujú plynulejšie prechody medzi krokmi. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách s vysokou presnosťou, kde je presnosť prvoradá.

10. Nákladovo efektívny

Zatiaľ čo Hybridné krokové motory ponúkajú vynikajúci výkon, zostávajú relatívne cenovo dostupné v porovnaní s inými vysokovýkonnými motormi. Ich kombinácia nákladovej efektívnosti a vysokého výkonu z nich robí výber pre mnoho odvetví.

Záver

Výhody hybridných nevlastných motorov z nich robia najvyššiu voľbu pre aplikácie, ktoré si vyžadujú vysokú presnosť, spoľahlivosť a energetickú účinnosť. Ich vynikajúci krútiaci moment, plynulá prevádzka, kompaktná veľkosť a potreby nízkej údržby ich robia ideálne pre širokú škálu odvetví vrátane robotiky, výroby a automatizácie. Či už hľadáte energeticky efektívne riešenie alebo motor, ktorý ponúka presný pohyb, hybridné nevlastné motory sú vynikajúcou voľbou.

Ako ovládať krokový motor

Ako ovládať hybridný krokový motor

Hybridné krokové motory kombinujú charakteristiky motorov permanentného magnetu (PM) a premenlivej neochoty (VR). Tieto motory ponúkajú presný pohyb a vysoký krútiaci moment, vďaka čomu sú vhodné pre širokú škálu aplikácií, od 3D tlače po robotiká a CNC stroje. Ovládanie hybridného nevlastného motora zahŕňa riadenie signálov, ktoré poháňajú jeho pohyb, vrátane jeho smeru, rýchlosti a krokov. Nižšie je uvedený podrobný sprievodca, ako efektívne riadiť hybridný krokový motor.

1. Pochopte pracovný princíp hybridných nevlastných motorov

Hybridné krokové motory fungujú tak, že sa pohybujú v diskrétnych krokoch na základe sekvencie elektrických impulzov odoslaných na motorové cievky. Každý impulz otáča motor špecifickým množstvom, zvyčajne 1,8 ° za krok v 200-stupňovom motore, čo vedie k úplnej rotácii. Úpravou sekvencie a frekvencie impulzov môžete ovládať smer, rýchlosť a veľkosť kroku motora.

2. Vyberte ovládač motora kroku

Hybridný krokový motor vyžaduje, aby vodič previedol ovládacie signály (zvyčajne z mikrokontroléra) na príslušný prúd a napätie na pohon motorov. Niektoré populárne ovládače motorov s krokom sú:

• A4988 : Populárny ovládač, ktorý podporuje úplné, polovičné a mikrostappingové riadenie.

• DRV8825 : Vodič, ktorý podporuje vyššie prúdy a mikrosteping pre plynulejší pohyb.

• TB6600 : Robustný ovládač pre vysokorýchlostné hybridné krokové motory používané vo väčších aplikáciách.

Uistite sa, že vodič, ktorý si vyberiete, je kompatibilný so špecifikáciami vášho motora, najmä napätia, prúdu a rozlíšenia krokov.

3. Zapojenie motora a vodiča

Ak chcete ovládať hybridný krokový motor, musíte prepojiť motor k vodičovi správne. V závislosti od návrhu majú hybridné krokové motory štyri vodiče (bipolárne) alebo šesť vodičov (unipolárne). Bipolárne motory vyžadujú dve cievky, z ktorých každá je pripojená k dvom kolíkom na vodičovi, zatiaľ čo Unipolar Motors môžu obsahovať stredový kohútik na cievky.

Bežné kroky zapojenia:

• Pripojte vodiče motora k výstupným kolíkom vodiča.

• Pripojte napájací zdroj k vodičovi podľa jeho napätia a prúdu.

• Pripojte ovládacie kolíky vodiča (krok a DIR) k mikrokontroléru (napríklad Arduino) na ovládanie motora.

4. Ovládajte krokový motor s mikrokontrolérom

Na kontrolu hybridného krokového motora sa bežne používa mikrokontrolér (napr. Arduino, Raspberry Pi). Mikrokontrolér vysiela krokové impulzy do ovládača krokového motora na riadenie jeho pohybu. Kľúčové signály, ktoré musíte spravovať, sú:

• Krok (signál impulzov) : Každý impulz zaslaný vodičovi motora kroku spôsobuje, že motor urobí jeden krok.

• DIR (smerový signál) : Tento signál určuje smer rotácie. Zmena úrovne logiky (vysoká alebo nízka) v DIR PIN spína smer rotácie motora.

5. Programovanie riadenia motora

Musíte napísať kód, ktorý dá pokyn mikrokontroléru, aby odoslal príslušné signály vodičovi motora kroku. Tu je príklad riadenia hybridného krokového motora pomocou Arduino:

const int steppin = 3;    // Krokový kolík pripojený k Arduino Pin 3 Const Int int dirpin = 4;     // DIR PIN pripojený k Arduino PIN 4 void setup () {pinMode (steppin, výstup);   // Nastavte kolík krok ako výstupný pinmód (dirpin, výstup);    // Nastavte PIN DIR ako výstup} void loop () {digitalWrite (dirpin, high); // Nastavte smer na v smere hodinových ručičiek pre (int i = 0; i <200; i ++) {// 200 krokov pre jednu plnej rotácie digitálnej digitálnej (steppin, high);  // Pošlite impulz do motora oneskorenia MICROSECONDS (1000);      // Pulz DigitalWrite (Steppin, Low);   // Ukončiť impulzové oneskorenie (1000);      // Trvanie impulzu} oneskorenie (1000);  // pauza pred zmenou smerovania digitalwrite (dirpin, nízka); // Nastavte smer na proti smeru hodinových ručičiek pre (int i = 0; i <200; i ++) {digitalWrite (steppin, high);     oneskorenie (1000);     DigitalWrite (Steppin, Low);     oneskorenie (1000);   } oneskorenie (1000); // pauza}

Tento kód otočí motor v smere hodinových ručičiek za 200 krokov (jedna úplná rotácia) a potom proti smeru hodinových ručičiek.

6. Rýchlosť a zrýchlenie riadenia

Rýchlosť Hybridné krokové motory sú určené frekvenciou impulzov zaslaných do kolíka kroku. Na reguláciu rýchlosti môžete nastaviť oneskorenie medzi impulzmi. Kratšie oneskorenie bude mať za následok rýchlejšiu rotáciu, zatiaľ čo dlhšie oneskorenie spomaľuje motor. Napríklad zníženie oneskorenia na 500 mikrosekúnd sa motor otáča rýchlejšie.

Okrem toho, ak sú potrebné hladké zrýchlenie a spomalenie, môžete postupne znižovať alebo zvýšiť oneskorenie medzi impulzmi, čo pomáha predchádzať trhaným pohyam. Táto technika je známa ako rampovanie.

7. Režimy krokov (plný krok, polovičný krok, mikrosteping)

Vodič motora kroku môže pracovať v rôznych režimoch krokov, čo ovplyvňuje výkon a plynulosť motora. Niektoré bežné režimy zahŕňajú:

• Režim s plným krokom : Motor podniká plné kroky, čo vedie k menej presnému, ale rýchlejšiemu pohybu.

• Polovičný režim : Motor podniká menšie kroky ako režim úplného kroku a ponúka plynulejší a presnejší pohyb.

• MicroStepping : Toto je najvyšší režim presnosti, kde motor podniká veľmi jemné kroky (rozdelenie plných krokov), čím poskytuje najhladší pohyb a najlepšie rozlíšenie.

Mikrostepping je obzvlášť užitočný, ak potrebujete hladké a vysoko presné pohyby, napríklad v 3D tlači alebo aplikáciách CNC.

8. Monitorovanie a spätná väzba

V niektorých pokročilých aplikáciách môžu byť hybridné krokové motory spojené s kódovačmi alebo inými systémami spätnej väzby na sledovanie ich polohy a rýchlosti. Tieto systémy spätnej väzby pomáhajú zabezpečiť, aby sa motor presný presunul do požadovanej polohy, najmä v kontrolných systémoch s uzavretou slučkou. Používanie kódovačov pomáha predchádzať zmeškaným krokom a zlepšuje celkový výkon motora.

Záver

Ovládanie hybridného krokového motora zahŕňa výber pravého ovládača motora, správne zapojenie a pomocou mikrokontroléra na odosielanie pulzných signálov, ktoré určujú pohyb motora. Úpravou frekvencie impulzov, riadením smeru a výberom rôznych režimov krokov môžete dosiahnuť presné riadenie pohybu pre širokú škálu aplikácií. Hybridné krokové motory so správnym nastavením ponúkajú hladký, presný a spoľahlivý pohyb pre všetko od robotiky po 3D tlač.

Aplikácie krokových motorov

Hybridné krokové motory sa široko používajú v aplikáciách, ktoré si vyžadujú presné riadenie pohybu, rotácie a polohy. Tieto motory sú obzvlášť vhodné pre úlohy, ktoré si vyžadujú presnosť, spoľahlivosť a efektívnosť. Nižšie sú uvedené niektoré z najbežnejších a najrozmanitejších aplikácií Stepper Motors:

1. 3D tlač

Postupný pohyb je nevyhnutný pre 3D tlač. Krokové motory riadia presný pohyb tlačovej hlavy a platformy na zostavenie, čo umožňuje vytvorenie zložitých a podrobných modelov. Vďaka ich schopnosti pohybovať sa v malých a presných prírastkoch sú pre túto technológiu ideálne.

2. CNC stroje

V strojoch CNC (počítačové numerické riadenie) riadia krokové motory pohyb rezných nástrojov a obrobkov s vysokou presnosťou. Táto presnosť je nevyhnutná pre mletie, otáčanie, vŕtanie a gravírovanie, ktoré si vyžadujú vysokú úroveň detailov a opakovateľnosť.

3. Robotika

Krokové motory sa bežne používajú v robotike na riadenie pohybu robotických ramien, kolies alebo iných mechanických komponentov. Ich presná kontrola umožňuje robotom vykonávať zložité úlohy s vysokou presnosťou v odvetviach, ako sú výroba, zdravotníctvo a výskum.

4. Riadiace systémy fotoaparátu

Vo fotografii a kinematografii sa v systémoch riadenia fotoaparátu používajú krokové motory na dosiahnutie hladkého a presného úprav zaostrenia, priblíženia a panvicu. Ich presný pohyb je nevyhnutný na zachytenie jasných a stabilných obrázkov, najmä v profesionálnom prostredí.

5. Automatizované výrobné systémy

V automatizovaných výrobných vedeniach ovládajú pásové dopravné pásy, montážne ramená a balenia. Ich schopnosť vykonávať opakujúce sa a presné pohyby z nich robí cenný nástroj v odvetviach, ako je výroba automobilov, spracovanie potravín a montáž elektroniky.

6. Textilný priemysel

Krokové motory sa používajú v textilných strojoch na ovládanie stavov, pletacích strojov a šijacích strojov. Ich presný pohyb zaisťuje presné šitie, tkanie a tvorbu vzorov, zlepšuje efektívnosť a kvalitu pri výrobe textilu.

7. Zdravotníctvo

Stepper Motors sa bežne vyskytujú v zdravotníckych pomôckach, ktoré vyžadujú presný pohyb, ako sú infúzne čerpadlá, chirurgické roboty a diagnostické stroje. Ich presnosť a spoľahlivosť zabezpečujú, aby tieto zariadenia vykonávali kritické úlohy bezpečne a efektívne.

8. Tlačiarne a skenery

V tlačiarňach a skeneroch riadia krokové motory pohyb papiera, atramentové kazety a skenovacie hlavy. To zaisťuje vysokú presnosť v procesoch tlače a skenovania, čo prispieva k kvalite konečného výstupu.

9. Letectvo a obrana

V leteckých aplikáciách sa v kontrolných systémoch používajú krokové motory na polohovanie satelitu, radarové systémy a umiestnenie antény. Ich vysoká presnosť a spoľahlivosť sú rozhodujúce pre zabezpečenie správneho fungovania týchto kritických systémov.

10. Spotrebiteľská elektronika

Postupné riadenie pohybu sa používa v rôznych spotrebiteľských elektronike, ako sú diskové jednotky, domáce spotrebiče a nastaviteľné stojany pre televízory. Krokové motory zaisťujú, že tieto zariadenia fungujú hladko a s presnosťou, čím sa zvyšuje užívateľská skúsenosť.

11. Polohovacie systémy

Hybridné krokové motory sa široko používajú v systémoch vyžadujúcich presnú reguláciu polohy, ako sú anténne systémy, držiaky ďalekohľadov a gramofóny. Poskytujú spoľahlivý, opakovateľný pohyb a zabezpečujú presné umiestnenie v rôznych oblastiach, od astronómie po zábavu.

12. Predajné automaty

V automatických automatoch riadia krokové motory pohyb výrobkov, aby sa zabezpečilo správny výdaj. Ich presnosť zaisťuje, že správny produkt sa dodáva zákazníkovi bez chýb, čím sa zlepší efektívnosť stroja.

Záver

Stepper motory sú nevyhnutné v odvetviach, ktoré sa spoliehajú na presné kontrolované pohyby. Ich schopnosť poskytovať presný a opakovateľný pohyb z nich robí základnou súčasťou v aplikáciách od 3D tlače po letecký priestor. Keďže technológia pokračuje v rozvíjaní, všestrannosť a spoľahlivosť motorových motorov zabezpečujú ich pokračujúce používanie v širokej škále odvetví, zlepšujú automatizáciu, presnosť a efektívnosť.