Що таке кроковий двигун?

Кроковий двигун BASIC:

 Steper Motors -це електричний двигун, який обертає його вал у точні кроки з фіксованим градусом. Завдяки своїй внутрішній структурі ви можете відстежувати точне кутове положення валу, підраховуючи кроки - не потрібний датчик. Ця точність робить крокові двигуни ідеальними для багатьох застосувань.

Система моторного кроку:

Експлуатація крокової системи двигуна обертається навколо взаємодії між ротором і статором. Ось детальний погляд на те, як працює типовий кроковий двигун: Генерування сигналу:  Контролер генерує послідовність електричних імпульсів, які представляють потрібний рух. Активація драйвера:  Драйвер отримує сигнали від контролера і підсилює обмотки двигуна в певній послідовності, створюючи обертове магнітне поле. Рух ротора:  магнітне поле, що генерується статором, взаємодіє з ротором, внаслідок чого його обертається дискретними кроками. Кількість кроків відповідає частоті імпульсу, що надсилається контролером. Зворотній зв'язок (необов’язково):  У деяких системах механізм зворотного зв'язку, такий як кодер, може бути використаний для того, щоб двигун перемістив правильну відстань. Однак багато крокових моторних систем працюють без зворотного зв'язку, спираючись на точне управління драйвером та контролером.

Типи крокових двигунів:

1. Постійні магнітні крокові двигуни (PM)

Ці двигуни використовують постійні магніти для ротора, що підвищує крутний момент на низьких швидкостях. Вони прості та недорогі, що робить їх ідеальними для додатків, що вимагають помірної точності та швидкості.

2. Змінні крокові двигуни (VR)

У змінному двигуні небажання ротор виготовлений з м'якого заліза, а робота двигуна залежить від небажання (стійкості до магнітного потоку) ротора. Ці двигуни є більш ефективними, ніж двигуни ПМ, але, як правило, виробляють менше крутного моменту.

3. Гібридні крокові двигуни

Гібридні крокові двигуни поєднують функції як PM, так і VR -двигунів для забезпечення вищої продуктивності. Вони пропонують кращий крутний момент та точність, що робить їх придатними для більш вимогливих додатків, таких як машини ЧПУ, 3D -принтери та робототехнічні системи.

Гібридні крокові двигуни - це основні продукти BESFOC.

BESFOC Гібридні крокові моторні види:

Our stepper motors include 2-phase and 3-phase, with step angles of 0.9°, 1.2° and 1.8°, and motor sizes of nema8, 11, 14, 16, 17, 23, 24, 34, 42 and 52. In addition to standard hybrid stepper motors, we also specialize in the production of linear stepper motors, closed-loop stepper motors, hollow-shaft stepper motors, IP65 IP67 Водонепроникні крокові двигуни, керовані крокові двигуни та інтегровані крокові сервомоторів тощо, в яких параметри, що ступінчасте двигун, кодер, коробка передач, гальмо, вбудовані драйвери тощо, можуть бути налаштовані відповідно до різних потреб.

Гібридні крокові двигуни функції

Гібридні крокові двигуни поєднують найкращі особливості постійного магніту (PM) та змінного кроку (VR) кроків. Вони пропонують високий крутний момент, точне позиціонування та ефективну роботу. Нижче наведені ключові особливості гібридних крокових двигунів:

1. Високий крутний момент

Гібридні крокові двигуни забезпечують значно вищий крутний момент, ніж традиційний моторний двигун PM або VR. Це пояснюється комбінованими магнітними принципами, що використовуються в їх дизайні, що підвищує їх продуктивність.

2. Точне позиціонування

Ці двигуни забезпечують точний контроль над обертальним положенням. Вони ідеально підходять для додатків, які потребують точних рухів, таких як машини ЧПУ, 3D -принтери та робототехніка.

3. Мікростепінг

Гібридні крокові двигуни можуть підтримувати мікростепінг, а це означає, що вони можуть рухатися з дуже тонкими кроками (меншими, ніж повний крок). Це призводить до більш плавного руху та більш тонкого контролю над позиціонуванням.

4. Висока ефективність

Гібридні крокові двигуни є більш енергоефективними, ніж їх чисті колеги ПМ або ВР. Вони працюють на нижчому рівні струму, зберігаючи крутний момент, що робить їх придатними для енергозвучних застосувань.

5. Високий крутний момент

Ці двигуни розроблені для підтримки міцного крутного моменту, навіть коли нерухомі, що важливо для застосувань, яким потрібно протистояти зовнішнім силам, коли не в русі.

6. Компактний та надійний дизайн

Гібридні крокові двигуни , як правило, компактні та довговічні. Їх дизайн поєднує надійність постійних магнітів із міцністю змінного небажання, пропонуючи надійне рішення для різних середовищ.

7. Широкий діапазон розмірів та конфігурацій

Ці двигуни доступні в різних розмірах та конфігураціях для задоволення різних вимог до навантаження. Вони можуть бути розроблені відповідно до конкретних застосувань, будь то для невеликих чи масштабних машин.

8. Низький люфт

Дизайн Гібридні крокові двигуни мінімізують зворотний зв'язок, гарантуючи, що між командами та рухом є мінімальна затримка або 'слабкість '. Це важливо для застосувань, що потребують високої точності.

9. Універсальні параметри приводу

Гібридні крокові двигуни можуть бути керовані різноманітними методами управління, включаючи повне кроки, напівпроти та мікростепінг. Ця універсальність дозволяє використовувати їх у різних програмах з різними вимогами контролю.

10. Зменшена генерація тепла

Через свою ефективну роботу гібридні крокові двигуни генерують менше тепла порівняно з традиційними двигунами, покращуючи їх тривалість життя та продуктивність у постійному використанні.

Висновок

Гібридні крокові двигуни  поєднують сильні сторони різних рухових технологій, щоб забезпечити високоефективне, точне та універсальне рішення для багатьох програм управління рухом. Їх надійний дизайн, високий крутний момент та здатність досягти плавного руху мікростепінгу роблять їх відмінним вибором у таких галузях, як автоматизація, робототехніка та виробництво.

Гібридна ступінчаста структура двигунів:

Структура гібридного крокового руху складається з декількох ключових компонентів:

Статор, ротор, кришка, вал, підшипник, магніти, залізні ядра, проводи, обмотка ізоляція, гофровані шайби тощо ...

Принцип роботи гібридної ступінчастої моторної структури:

• Котушки статора під напругою в певній послідовності, створюючи магнітні поля, які притягують або відбивають зуби ротора.

• Коли зуби ротора вирівнюються зі стовпами статора, ротор переміщується до наступного стабільного положення (A 'крок ').

• Поєднання постійного магніту та зубів ротора забезпечує точне розташування та високий крутний момент з мінімальними втратами.

Переваги гібридних крокових двигунів

Гібридні крокові двигуни пропонують численні переваги, що робить їх популярним вибором у різних додатках, що вимагають високої точності та ефективності. Нижче наведені ключові переваги гібридних крокових двигунів:

1. Чудовий крутний момент та продуктивність

Гібридні крокові двигуни забезпечують більш високий крутний момент порівняно з традиційними кроковими двигунами. Цей розширений вихід крутного моменту робить їх ідеальними для вимогливих додатків, які потребують більшої потужності, таких як робототехніка, машина з ЧПУ та 3D -друк.

2. Точність та точність

Однією з головних переваг гібридних крокових двигунів є їх здатність забезпечити точний контроль над рухом. Їх конструкція дозволяє зробити кроки з високою роздільною здатністю, що означає точне позиціонування та плавний рух, необхідні для завдань, які потребують ретельного контролю.

3. Енергоефективність

Гібридні крокові двигуни розроблені для ефективного роботи, зменшуючи споживання електроенергії, зберігаючи продуктивність. Ця енергоефективність особливо корисна для застосувань, де збереження енергії має вирішальне значення, допомагаючи знизити експлуатаційні витрати в довгостроковій перспективі.

4. Гладка і тиха операція

Порівняно з іншими двигунами, гібридні крокові двигуни працюють з меншою вібрацією та шумом, особливо при використанні мікростепінгу. Це робить їх ідеальними для навколишнього середовища, де мінімальний шум і плавний рух є важливими, наприклад, в медичному обладнанні або висококласних принтерах.

5. Зменшена генерація тепла

Гібридні крокові двигуни генерують менше тепла порівняно з традиційними двигунами. Це зменшення тепла покращує довговічність двигуна та зменшує потребу в додаткових механізмах охолодження, що робить їх більш надійними та економічно ефективними.

6. Компактний розмір

Незважаючи на їх високі можливості крутного моменту, Гібридні крокові двигуни мають компактні розміри, що робить їх придатними для космічних додатків. Їх невеликий слід - це перевага в проектах, що потребують ефективного використання наявного простору.

7. Підвищена довговічність та надійність

Гібридні крокові двигуни побудовані так, щоб тривати з міцними матеріалами та надійною конструкцією. Їх надійність у безперервній експлуатації робить їх добре підходить для промислових та високопотокових середовищ, забезпечуючи мінімальне обслуговування та простої.

8. Широкий спектр варіантів управління

Гібридні ступінчасті двигуни пропонують універсальні методи управління, включаючи повну крок, напівпроти та мікростепінг. Ця універсальність дозволяє користувачам тонко налаштувати продуктивність двигуна відповідно до їх конкретних вимог, забезпечуючи гнучкість у різних додатках.

9. Низький люфт

З низьким дизайном реакції гібридні крокові двигуни мінімізують позиційні помилки та забезпечують більш плавні переходи між кроками. Це особливо важливо у високоточних програмах, де точність є першорядною.

10. Економічний

В той час Гібридні крокові двигуни пропонують чудові показники, вони залишаються відносно доступними порівняно з іншими високопродуктивними двигунами. Їх поєднання економічної ефективності та високої продуктивності робить їх вибір для багатьох галузей.

Висновок

Переваги гібридних крокових двигунів роблять їх найкращим вибором для додатків, що вимагають високої точності, надійності та енергоефективності. Їх чудовий крутний момент, плавна робота, компактний розмір та низькі потреби в обслуговуванні роблять їх ідеальними для широкого спектру галузей, включаючи робототехніку, виробництво та автоматизацію. Незалежно від того, чи шукаєте ви енергоефективне рішення чи двигун, який пропонує точний рух, гібридні крокові двигуни-відмінний варіант.

Як керувати кроковим двигуном

Як контролювати гібридний кроковий двигун

Гібридні ступінчасті двигуни поєднують характеристики як постійного магніту (ПМ), так і змінних двигунів (VR). Ці двигуни пропонують точний рух і високий крутний момент, що робить їх придатними для широкого спектру додатків, від 3D -друку до робототехніки та машин ЧПУ. Контроль гібридного крокового двигуна передбачає управління сигналами, які рухають його рух, включаючи його напрямок, швидкість та кроки. Нижче наведено покроковий посібник щодо того, як ефективно керувати гібридним кроковим двигуном.

1. Зрозумійте принцип роботи гібридних крокових двигунів

Гібридні крокові двигуни працюють шляхом руху в дискретних кроках на основі послідовності електричних імпульсів, що надсилаються в котушки двигуна. Кожен імпульс обертає двигун на певну кількість, як правило, 1,8 ° на етап у 200-ступінчастому двигуні, що призводить до повного обертання. Регулюючи послідовність і частоту імпульсів, ви можете керувати напрямком, швидкістю та розміром кроку двигуна.

2. Виберіть кроковий драйвер двигуна

Гібридний кроковий двигун вимагає, щоб драйвер перетворював керування сигналами (як правило, з мікроконтролера) у відповідний струм та напругу для керування котушками двигуна. Деякі популярні крокові драйвери двигуна:

• A4988 : Популярний драйвер, який підтримує повноцінний, половину та мікростепінг.

• DRV8825 : Драйвер, який підтримує більш високі струми та мікростепінг для більш плавного руху.

• TB6600 : надійний драйвер для високопотужних гібридних крокових двигунів, що використовуються в більших додатках.

Переконайтесь, що обраний вами драйвер сумісний із специфікаціями вашого двигуна, зокрема напругою, струмом та кроковою роздільною здатністю.

3. Проводка двигуна та драйвера

Щоб керувати гібридним кроковим двигуном, потрібно правильно підключити двигун двигуна. Зазвичай гібридні крокові двигуни мають чотири дроти (біполярні) або шість дротів (однополярних), залежно від конструкції. Біполярні двигуни потребують двох котушок, кожна з яких підключена до двох шпильок на водія, тоді як однополярні двигуни можуть включати центральний кран на котушках.

Загальні етапи проводки:

• Підключіть дроти двигуна до вихідних штифтів драйвера.

• Підключіть джерело живлення до драйвера відповідно до його напруги та струму.

• Підключіть керуючі штифти драйвера (крок і дір) до мікроконтролера (наприклад, Arduino) для управління двигуном.

4. Контролюйте крокове двигун за допомогою мікроконтролера

Для управління гібридним кроковим двигуном зазвичай використовується мікроконтролер (наприклад, Arduino, Raspberry Pi). Мікроконтролер надсилає крокові імпульси до крокового драйвера двигуна, щоб керувати його рухом. Ключові сигнали, якими потрібно керувати, є:

• Крок (імпульсний сигнал) : Кожен імпульс, що надсилається на кроковий двигун двигуна, змушує двигун зробити один крок.

• DIR (сигнал напрямку) : Цей сигнал визначає напрямок обертання. Зміна логічного рівня (високий або низький) штифта DIR перемикає напрямок обертання двигуна.

5. Програмування управління двигуном

Вам потрібно написати код, який доручає мікроконтролеру надсилати відповідні сигнали драйверу крокового двигуна. Ось приклад управління гібридним кроковим двигуном за допомогою Arduino:

const int Stepin = 3;    // Крок штифта, підключений до штифта Arduino 3 const int dirpin = 4;     // DIR -штифт, підключений до Arduino PIN 4 void setup () {pinmode (Steppin, Output);   // Встановіть крок як вихідний pinmode (dirpin, вихід);    // встановіть штифт DIR як вихід} void pet () {digitalwrite (dirpin, high); // Встановіть напрямок на годинникову стрілку для (int i = 0; i <200; i ++) {// 200 кроків для одного повного обертання DigitalWrite (Steppin, High);  // Надіслати імпульс до руху двигуна затримки (1000);      // тривалості імпульсу DigitalWrite (Steppin, Low);   // Закінчити імпульсну затримкумікросекунди (1000);      // тривалість імпульсу} затримка (1000);  // пауза перед зміною напрямку DigitalWrite (Dirpin, Low); // Встановіть напрямок на проти годинникової стрілки (int i = 0; i <200; i ++) {digitalwrite (Steppin, High);     Devermicroseconds (1000);     DigitalWrite (Steppin, Low);     Devermicroseconds (1000);   } затримка (1000); // пауза}

Цей код обертає двигун за годинниковою стрілкою на 200 кроків (одне повне обертання), а потім проти годинникової стрілки.

6. Швидкість контролю та прискорення

Швидкість Гібридні крокові двигуни визначаються частотою імпульсів, що надсилаються до крокового штифта. Для управління швидкістю ви можете регулювати затримку між імпульсами. Коротша затримка призведе до більш швидкого обертання, тоді як більш тривала затримка сповільнить двигун. Наприклад, зменшення затримки до 500 мікросекунд зробить двигун швидшим.

Крім того, якщо потрібні плавне прискорення та уповільнення, ви можете поступово зменшити або збільшити затримку між імпульсами, що допомагає запобігти ривковим рухам. Ця методика відома як RAMPING.

7. Крок режими (повна крок, напівпроти, мікростеппінг)

Драйвер крокового двигуна може працювати в різних режимах кроку, впливаючи на продуктивність та плавність двигуна. Деякі поширені режими включають:

• Повний крок : двигун робить повні кроки, що призводить до менш точного, але більш швидкого руху.

• Напівпітний режим : двигун робить менші кроки, ніж повнометражний режим, пропонуючи більш плавний і точніший рух.

• Мікростепінг : це найвищий режим точності, де двигун робить дуже тонкі кроки (підрозділ повних кроків), забезпечуючи найгладкий рух та найкращу роздільну здатність.

Мікростепінг особливо корисний, коли вам потрібні плавні, високоточні рухи, наприклад, у програмах 3D-друку або ЧПУ.

8. Моніторинг та зворотній зв'язок

У деяких вдосконалених програмах гібридні крокові двигуни можуть поєднуватися з кодерами або іншими системами зворотного зв'язку для моніторингу їх положення та швидкості. Ці системи зворотного зв'язку допомагають точно переходити двигун у потрібне положення, особливо в системах управління замкнутим циклом. Використання кодерів допомагає запобігти пропущених кроках та покращує загальну продуктивність двигуна.

Висновок

Контроль гібридного крокового двигуна передбачає вибір правого драйвера двигуна, його правильно проводити та використовувати мікроконтролер для надсилання імпульсних сигналів, що диктують рух двигуна. Регулюючи частоту імпульсів, контролюючи напрямок та вибираючи різні режими кроку, ви можете досягти точного управління рухом для широкого діапазону додатків. За допомогою правильної установки гібридні крокові двигуни пропонують гладкий, точний та надійний рух для всього, від робототехніки до 3D -друку.

Програми Steper Motors

Гібридні крокові двигуни широко використовуються в додатках, які потребують точного контролю руху, обертання та позиціонування. Ці двигуни особливо добре підходять для завдань, що вимагають точності, надійності та ефективності. Нижче наведено деякі з найпоширеніших та різноманітних застосувань крокових двигунів:

1. 3D -друк

Крок за кроком є ​​важливим для 3D-друку. Steper Motors керують точним рухом друкованої головки та платформи збірки, що дозволяє створити складні та детальні моделі. Їх здатність рухатися з невеликими, точними кроком робить їх ідеальними для цієї технології.

2. Машини ЧПУ

У машинах CNC (комп'ютерний числовий контроль) крокові двигуни з високою точністю керують рухом ріжучих інструментів та заготовки. Ця точність є важливою для фрезерування, повороту, буріння та гравірування, які потребують високого рівня деталізації та повторюваності.

3. Робототехніка

Кеперні двигуни зазвичай використовуються в робототехніці для управління рухом роботизованих озброєнь, коліс чи інших механічних компонентів. Їх точний контроль дозволяє роботам виконувати складні завдання з високою точністю в таких галузях, як виробництво, охорона здоров'я та дослідження.

4. Системи управління камерами

У фотографії та кінематографії крокові двигуни використовуються в системах управління камерами для досягнення плавних та точних коригувань фокусування, масштабування та панірування. Їх точний рух має важливе значення для зйомки чітких та стійких образів, особливо у професійних умовах.

5. Автоматизовані виробничі системи

У автоматизованих виробничих лініях крокові двигуни контролюють конвеєрні ремені, збірні зброї та упаковки. Їх здатність виконувати повторювані, точні рухи, робить їх цінним інструментом у таких галузях, як виробництво автомобілів, переробка харчових продуктів та електроніка.

6. Текстильна промисловість

Кеперні двигуни використовуються в текстильній машині для управління ткацькими верстатами, в'язаннями та швейними машинами. Їх точний рух забезпечує точне зшивання, плетіння та створення шаблонів, підвищення ефективності та якості текстилю.

7. Медичне обладнання

Поступальні двигуни зазвичай зустрічаються в медичних пристроях, які потребують точного руху, таких як насоси для інфузій, хірургічні роботи та діагностичні машини. Їх точність та надійність гарантують, що ці пристрої виконують критичні завдання безпечно та ефективно.

8. Принтери та сканери

У принтерах та сканерах крокові двигуни контролюють рух паперу, картриджів з чорнилом та скануючі голови. Це забезпечує високу точність як у процесах друку, так і в скануванні, сприяючи якості остаточного виходу.

9. Аерокосмічна та оборона

У аерокосмічних додатках крокові двигуни використовуються в системах управління для супутникового позиціонування, радіолокаційних систем та позиціонування антени. Їх висока точність та надійність мають вирішальне значення для забезпечення належного функціонування цих критичних систем.

10. Побутова електроніка

Крок за кроком управління рухом використовується в різних побутових електроніках, таких як дискові накопичувачі, домашня техніка та регульовані стенди для телевізорів. Steper Motors гарантує, що ці пристрої працюють безперебійно та з точністю, покращуючи досвід користувачів.

11. Системи позиціонування

Гібридні крокові двигуни широко використовуються в системах, що потребують точного контролю положення, таких як антенні системи, кріплення телескопа та вертушки. Вони забезпечують надійний, повторюваний рух, забезпечуючи точне позиціонування в різних сферах, від астрономії до розваг.

12. Торгові машини

У торгових автоматах крокові двигуни керують рухом продуктів, щоб забезпечити правильне розподіл. Їх точність гарантує, що правильний продукт доставляється замовнику без помилок, підвищення ефективності машини.

Висновок

Степні двигуни незамінні в галузях, які покладаються на точні, контрольовані рухи. Їх здатність забезпечити точний, повторюваний рух робить їх важливим компонентом у програмах, починаючи від 3D -друку до аерокосмічного простору. Оскільки технологія продовжує просуватися, універсальність та надійність крокових двигунів забезпечують їх постійне використання в широкому спектрі галузей, покращуючи автоматизацію, точність та ефективність.