Čo je integrovaný krokový motor?

Vo svete presnej kontroly a pohybu, Integrované krokové motory sú základné komponenty, ktoré kombinujú pokročilú technológiu s kompaktným dizajnom. Tieto motory ponúkajú vysoko presný a spoľahlivý výkon, vďaka čomu sú nevyhnutné v rôznych priemyselných a spotrebiteľských aplikáciách. Tento článok sa ponorí do zložitosti integrovaných krokových motorov, zdôrazňuje ich funkcie, typy, výhody a použitia v reálnom svete. 

Pochopenie krokových motorov

Čo je krokový motor?

Krokový motor je typ elektrického motora, ktorý sa pohybuje skôr v diskrétnych krokoch, než sa neustále otáča. Vďaka tomu sú krokové motory ideálne pre aplikácie, kde je potrebná presná kontrola polohy, rýchlosti a smeru otáčania. Na rozdiel od konvenčných jednosmerných motorov, ktoré pri poháňaní nepretržite privádzajú, postupné motory rozdeľujú úplnú rotáciu na niekoľko menších, rovnakých krokov. Každý krok zodpovedá špecifickému uhlu rotácie, čo umožňuje jemnú kontrolu.

Ako funguje krokový motor?

Krokový motor pracuje prostredníctvom interakcie svojho statora a rotora. Stator je stacionárna časť motora, ktorá obsahuje cievky drôtu, ktoré pri pod napätím vytvárajú magnetické polia. Rotor je rotujúcou časťou motora, zvyčajne vyrobeného z magnetického materiálu.

Takto funguje krokový motor v základnom vyjadrení:

1. Cievky statora sú napájané v špecifickej sekvencii a vytvárajú magnetické pole.

2. Toto magnetické pole interaguje s rotorom a spôsobuje, že sa pohybuje v malých krokoch.

3. Rotor sa pohybuje, aby sa zarovnal s magnetickým poľom a dokončil jeden krok po jednom.

4. Zmenou sekvencie energie cievok sa môže rotor vyrobiť tak, aby sa otáčal v oboch smeroch, čo umožňuje presné riadenie jeho polohy.

Čo je integrovaný krokový motor?

A Integrovaný krokový motor  je typ krokového motora, v ktorom sa motor a jeho pridružená hnacia elektronika (napríklad vodič a ovládač) kombinuje do jednej kompaktnej jednotky. Táto integrácia zjednodušuje motorový systém odstránením potreby externých ovládačov, ovládačov a dodatočných káblov, čím sa motor uľahčí inštalácia, prevádzka a údržba. Integrované krokové motory sa používajú v aplikáciách, kde sú nevyhnutné presné riadenie pohybu, efektívnosť priestoru a ľahké nastavenie.

Kľúčové komponenty integrovaného krokového motora

A Integrovaný krokový motor  zvyčajne kombinuje tieto základné komponenty:

1. Krokový motor - primárny komponent, ktorý poskytuje rotačný pohyb v diskrétnych krokoch.

2. Vodič motora - elektronika, ktorá riadi napájanie dodávanú na cievky motora. Vodič diktuje smer, rýchlosť a polohu motora.

3. Ovládač - Často zabudovaný do obvodu ovládača, ovládač interpretuje ovládacie signály a sekvencie energiu motorových cievok, čím zabezpečuje hladký a presný pohyb.

4. Napájanie - poskytuje potrebnú elektrickú energiu pre motor a jeho vodič, zvyčajne zdroj energie jednosmerného prúdu.

Integráciou týchto komponentov do jedného balíka integrovaný krokový motor znižuje zložitosť zapojenú do zapojenia, znižuje celkovú stopu motorického systému a zlepšuje jeho spoľahlivosť.

Typy integrovaných krokových motorov

Integrované krokové motory sa dodávajú v rôznych konfiguráciách, z ktorých každá je navrhnutá tak, aby spĺňala špecifické požiadavky. Najbežnejšie typy zahŕňajú:

1. Unipolárny integrovaný krokový motor

Unipolárny krokový motor má pre každú fázu vinutie stredu, čo umožňuje jednoduchší dizajn vodiča. Tento typ integrovaného motora sa často používa v aplikáciách s nízkym výkonom, kde účinnosť a veľkosť sú kľúčovými úvahami.

2. Bipolárny integrovaný krokový motor

Naopak, bipolárny Integrovaný krokový motor  nemá na jeho vinutí stredný kohútik, ktorý umožňuje vyšší krútiaci moment a lepší výkon pri vyšších rýchlostiach. Tieto motory sú často uprednostňované v aplikáciách, kde je výkon dôležitejší ako výkonová účinnosť.

3. Hybridný integrovaný krokový motor

Hybridné krokové motory kombinujú funkcie z unipolárnych aj bipolárnych motorov a ponúkajú to najlepšie z oboch svetov z hľadiska krútiaceho momentu, rýchlosti a účinnosti. Tieto sa bežne používajú v priemyselnej automatizácii a robotike, kde je potrebná presnosť aj sila.

Integrovaný krokový motor BESFOC:

Vlastnosti:

1、Vysoko výkonný 32-bitový mikroplnič Cortex-  M4

2 、 Najvyššia frekvencia pulznej odozvy môže dosiahnuť 200 kHz

3 、 Vstavaná funkcia ochrany, ktorá účinne zaisťuje bezpečné používanie zariadenia

4 、 Regulácia inteligentného prúdu na zníženie vibrácií, hluku a tvorby tepla

5 、 Prijatie nízkeho vnútorného odporu MOS, zahrievanie sa zníži o 30% v porovnaní s bežnými výrobkami

6 、 rozsah napätia: DC12V-36V

7 、 integrovaný dizajn s integrovaným pohonným motorom, ľahká inštalácia, malá stopa a jednoduché zapojenie

8 、 Vybavené funkciou proti spätnému pripojeniu

 

Metóda komunikácie:

1 、 Typ impulzu

2 、 RS485 MODBUS RTU Typ siete

3 、 Typ siete Canopen

Úroveň ochrany:

Nepremokavý typ: IP30, IP54, IP65, voliteľné

Parametre integrovaného krokového motora BESFOC:

Model	Uhol kroku (1,8 °)	Fázový prúd (a)	Menovitý odpor (Ω)	Menovitý krútiaci moment (NM)	Celková výška tela L (mm)	Kódovač	Metóda riadenia (voliteľné)
BFISS42-P01A	1.8	1.3	2.1	0.22	54	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS42-P02A	1.8	1.68	1.65	0.42	60	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS42-P03A	1.8	1.68	1.65	0.55	68	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS42-P04A	1.8	1.7	3	0.8	80	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso

Model	uhol kroku (1,8 °)	fázový prúd (a)	Menovitý odpor (Ω)	Menovitý krútiaci moment (NM)	Celková výška tela L (mm)	Kódovač	Metóda riadenia (voliteľné)
BFISS57-P01A	1.8	2	1.4	0.55	65	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS57-P02A	1.8	2.8	0.9	1.2	80	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS57-P03A	1.8	2.8	1.1	1.89	100	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS57-P04A	1.8	3	1.2	2.2	106	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS57-P05A	1.8	4.2	0.75	2.8	124	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso
BFISS57-P06A	1.8	4.2	0.9	3	136	1000ppr/17bit	pulz	RS485	Koleso

                             

                         

Ako funguje integrovaný krokový motor

A Integrovaný krokový motor  pracuje rovnako zásadným spôsobom ako pravidelný krokový motor, ale s ďalšou vstavanou elektronikou na správu prevádzky motora. Primárny rozdiel je v tom, že integrovaný krokový motor kombinuje motor s ovládačom a ovládačom do jednej jednotky, ktorá zjednodušuje proces nastavenia a prevádzky.

Takto funguje integrovaný krokový motor podrobne:

1. Vstup riadiacich signálov

Prevádzka integrovaného krokového motora začína riadiacimi signálmi. Tieto signály sú zvyčajne generované mikrokontrolérom alebo ovládačom vyššej úrovne, ako je počítač alebo programovateľný logický radič (PLC), ktorý určuje požadovaný pohyb.

• Ovládač odosiela do motora pulzy alebo digitálne príkazy.

• Každý impulz zodpovedá jednému diskrétnemu kroku MOT alebo a poloha motora sa zmení podľa počtu a frekvencie prijatých impulzov.

2. Spracovanie signálu pomocou integrovaného ovládača

Jedna z kľúčových funkcií Integrované krokové motory sú vstavaný ovládač. V tradičnom nastavení motora s krokom by externé ovládače a ovládače interpretovali tieto impulzy a generovali požadovanú sekvenciu energie cievok. V integrovanom krokovom motore je ovládač zabudovaný do samotného motora, čím sa eliminuje potreba samostatných komponentov.

• Ovládač vo vnútri integrovaného motora interpretuje vstupné signály (ako je šírka impulzu, frekvencia a smer).

• Spracuje tieto signály na určenie vhodnej sekvencie na energiu cievok v motore. Ovládač je často schopný zvládnuť pokročilé algoritmy riadenia pohybu, ako je mikrostapping , aby sa zabezpečil hladký a presný pohyb.

3. Poháňanie cievok motora

Akonáhle ovládač spracuje vstupné signály, pošle príslušné napájanie do obvodu ovládača vo vnútri Integrované krokové motory . Vodič je zodpovedný za riadenie prúdu dodávaného na cievky motora.

• Cievky v statore sú napájané postupne v správnom poradí.

• Táto energizácia vytvára magnetické pole, ktoré interaguje s rotorom a spôsobuje, že sa posúva krok za krokom.

4. Pohyb rotora

Keď sú cievky napájané, rotor krokového motora sa zarovná s magnetickými poľami vytvorenými statorom. Rotor sa potom pohybuje v diskrétnych krokoch, zvyčajne v prírastkoch 1,8 ° alebo 0,9 ° za krok, v závislosti od konštrukcie motora. Presné rozlíšenie krokovania závisí od počtu pólov v rotore a statovi.

• V prípade unipolárnych motorov je rotor typicky magnetizovaný jedným smerom a energia je prepínaná rôznymi cievkami, aby sa rotor pohyboval.

• V prípade bipolárnych motorov je smer Cu rrent v cievkach obrátený, čo generuje silnejšie magnetické pole a zvyčajne vedie k vyššiemu krútiacim momentom.

5. Spätná väzba a nastavenie (voliteľné)

Zatiaľ čo Integrované krokové motory sa zvyčajne používajú v kontrolných systémoch s otvorenou slučkou (tj bez externej spätnej väzby), niektoré modely môžu obsahovať mechanizmy spätnej väzby alebo senzory na monitorovanie polohy rotora.

• V pokročilejších integrovaných krokových motoroch môžu byť zahrnuté funkcie, ako sú kódovače alebo senzory haly, aby poskytovali spätnú väzbu polohy kontrolérovi.

• Tieto senzory pomáhajú opraviť všetky chyby, ktoré sa môžu vyskytnúť v dôsledku variácií zaťaženia alebo zmeškaných Ste PS, čo zabezpečuje presný výkon motora aj v náročnejších aplikáciách.

Ovládanie funkcií integrovaných krokových motorov

Integrované nevlastné motory sa dodávajú so vstavanými funkciami, ktoré zvyšujú ich výkon, najmä pokiaľ ide o plynulosť a presnosť:

1. Mikrochping

Veľa Integrované krokové motory podporujú mikrosteping, čo je technika, v ktorej je každý celý krok rozdelený na menšie kroky. Táto technika vyhladzuje pohyb motora zvýšením počtu krokov na revolúciu, čím znižuje vibrácie a zvyšuje plynulý pohyb.

• Mikrostepping sa bežne používa v aplikáciách, ako je 3D tlač a CNC stroje, kde je kritický presný a hladký pohyb.

• Integrovaný ovládač upravuje prúd dodávaný do každej cievky na dosiahnutie týchto pohybov SMA LLER, čo dáva jemnejšiu kontrolu nad polohou rotora.

2. Kontrola rozlíšenia kroku

Integrovaný ovládač môže tiež umožniť používateľovi upraviť rozlíšenie kroku, čo umožňuje prevádzke motora v rôznych režimoch, ako je napríklad plný krok, polovičný krok alebo mikrostat. Táto flexibilita poskytuje rôzne kompromisy medzi krútiacim momentom, rýchlosti a plynulosti.

• Prevádzka v plnom kroku poskytuje štandardný počet diskrétnych krokov na rotáciu.

• Polovičná prevádzka poskytuje dvojnásobok rozlíšenia prevádzky v plnom kroku, pričom na polovicu sa pohybuje vzdialenosť pri každom impulze.

• Prevádzka Microstep môže rozdeliť každý krok na ešte menšie prírastky , čo poskytuje ultra hladký pohyb, ale s nižším krútiacim momentom na krok.

3. Ovládanie rýchlosti a smeru

Ten Regulátor integrovaných krokových motorov môže upraviť rýchlosť aj smer rotora. Zmenou frekvencie a načasovania riadiacich signálov (impulzov) môže regulátor zvýšiť alebo znížiť rýchlosť rotácie.

• Pohyb v smere hodinových ručičiek alebo proti smeru hodinových ručičiek sa riadi zmenou smeru pulznej sekvencie.

• Riadenie rýchlosti sa dosiahne zmenou frekvencie impulzov odoslaných do motora.

Výhody integrovaných krokových motorov

1. Kompaktný dizajn

Jednou z najvýznamnejších výhod integrovaných nevlastných motorov je ich kompaktný dizajn. Kombináciou motora a vodiča do jednej jednotky tieto motory ukladajú priestor a znižujú počet komponentov, ktoré je potrebné spravovať. Toto je obzvlášť prospešné v aplikáciách s obmedzeným dostupným priestorom, napríklad v kompaktných strojoch alebo vložených systémoch.

2. Zjednodušenie zapojenia a inštalácie

Inštalované integrované krokové motory sa inštalujú oveľa ľahšie ako tradičné krokové motory. Pretože motor a vodič sú umiestnené spolu, nie je potrebné zložité zapojenie a ďalšie komponenty na pohon motora. Toto zjednodušené nastavenie znižuje šance na chyby zapojenia a zjednodušuje údržbu a riešenie problémov.

3. Zvýšená spoľahlivosť

S menším počtom externých komponentov, Integrované krokové motory ponúkajú zvýšenú spoľahlivosť. Absencia vonkajších spojovacích spojení znižuje riziko mechanického zlyhania, čím sa tieto motory zvyšujú a menej náchylné na poškodenie opotrebením.

4. Znížené náklady

Zatiaľ čo integrované krokové motory môžu mať v porovnaní s tradičnými motormi vyššie počiatočné náklady, môžu byť z dlhodobého hľadiska nákladovo efektívnejšie z dôvodu znížených nákladov na komponenty a nižších požiadaviek na inštaláciu a údržbu. Integrovaný dizajn vedie k menšiemu počtu komponentov, čím sa znižuje celkové náklady na systém.

5. Vylepšená kontrola

Integrované krokové motory poskytujú presnú kontrolu nad pohybom. S vstavanými ovládačmi a ovládačmi dokážu spracovať komplexné riadiace schémy, ako je mikrosting, čo umožňuje plynulejšiu prevádzku a jemnejšiu presnosť polohy.

6. Zlepšená energetická účinnosť

V mnohých prípadoch Integrované krokové motory sú navrhnuté s ohľadom na energetickú účinnosť. Interný ovládač motora optimalizuje využitie energie, čo môže viesť k nižšej spotrebe energie v porovnaní so staršími systémami samostatných krokov.

Aplikácie integrovaných krokových motorov

Integrované krokové motory sa široko používajú v rôznych odvetviach kvôli ich flexibilite a spoľahlivosti. Medzi najbežnejšie aplikácie patrí:

1. Robotika

V robotike zohrávajú integrované krokové motory rozhodujúcu úlohu pri zabezpečovaní presného pohybu a umiestnenia. Či už ide o priemyselné roboty, robotické zbrane alebo autonómne roboty, tieto motory ponúkajú potrebnú kontrolu a spoľahlivosť pre vysokovýkonné operácie.

2. CNC stroje

Stroje počítača Numerical Control (CNC) vyžadujú presný a opakovateľný pohyb na rezanie a tvarovanie materiálov s vysokou presnosťou. Integrované krokové motory poskytujú potrebný krútiaci moment a riadenie, aby sa zabezpečilo, že tieto stroje môžu vykonávať vysoko podrobné úlohy.

3. Lekárske pomôcky

V lekárskej oblasti, Integrované krokové motory sa používajú v zariadeniach, ako sú stroje MRI, CT skenery a chirurgické roboty. Presnosť a spoľahlivosť týchto motorov sú nevyhnutné na zabezpečenie toho, aby zariadenie fungovalo presne a prispievali k lepším výsledkom pacientov.

4. 3D tlačiarne

3D tlačiarne vyžadujú motory, ktoré môžu dodávať konzistentné a presné pohyby na výrobu podrobných výtlačkov. Integrované krokové motory sa často používajú v 3D tlačiarňach na ovládanie pohybu tlačového lôžka a extrudéra, čím sa zabezpečujú vysokokvalitné výtlačky s minimálnou chybou.

5. Automatizácia kancelárie

V automatizácii Office sa integrované krokové motory používajú v zariadeniach, ako sú papierové podávače, faxové stroje a tlačiarne. Ich schopnosť poskytovať presné a kontrolované pohyby zaisťuje, že tieto zariadenia môžu bez prerušenia vykonávať úlohy.

6. Letectvo a letectvo

Letecké a letecké aplikácie si vyžadujú najvyššiu úroveň presnosti a spoľahlivosti a integrované krokové motory sa používajú v komponentoch, ako sú ovládače, radiče klapky a polohovacie systémy. Tieto motory pomáhajú zabezpečiť výkon kritických systémov pri zachovaní bezpečnostných noriem.

Záver

Integrované krokové motory revolúciou v spôsobe, akým sa v rôznych odvetviach uplatňuje kontrola presnosti. Ich kompaktný dizajn, ľahkosť inštalácie a vylepšená spoľahlivosť z nich robia základnú súčasť mnohých moderných systémov. Či už ste zapojení do robotiky, lekárskej technológie alebo automatizácie kancelárskych Integrované krokové motory ponúkajú výkon a presnosť potrebnú na zvýšenie inovácií a efektívnosti vo vašich aplikáciách.

Pre tých, ktorí hľadajú podrobnejšie informácie o Stepper Motors, ich integrácii a aplikáciách v reálnom svete, sa dôrazne odporúča skúmanie ďalších zdrojov a prípadových štúdií.