Krokový motor: práca princípe popis grafu charakteristiky

V moderných elektrických používať veľké množstvo rôznych zariadení, z ktorých niektoré sú navrhnuté tak, aby automatizovať proces operácie. Takže je krokový motor. Princíp fungovania tohto zariadenia a zariadenia opísané v tomto článku.

Čo je to?

Tzv electro-mechanické zariadenia na prenos riadiaceho signálu na mechanický pohyb rotora. Každý pohyb končí v presne vopred stanovenej upevňovacie polohe. Zariadenie je uhlové alebo lineárne. Je potrebné pripomenúť, že krokový motor princíp , ktorý bude vysvetlené nižšie, je synchrónne zariadenie.

Riadiace systémy s otvorenou slučkou (bez spätnej väzby)

Najčastejšie sa toto zariadenie je riadený špeciálnym elektronickým obvodom. Iba živé zdroj striedavého prúdu. Tieto motory sú často používané v obvodoch, ktoré vyžadujú otáčanie ovládacej frekvencie. To odstraňuje potrebu nákladných a zložitých spätnoväzbové slučky a ochrana motora je jednoduchšie (treba poskytnúť rýchlu Odpojenie iba).

Tento princíp operácie sa používa v systémoch s otvorenú komunikáciu. Treba mať na pamäti, že uvedený obvod (bez spätnej väzby), je výhodné z ekonomického hľadiska, ale má niektoré významné obmedzenia.

Preto otáčania rotora je relatívne nestabilné, oscilačné, spôsobí, že frekvencia otáčania a ďalšie charakteristiky pohybu v žiadnom prípade nemusí byť správny ako je to možné, čo sú v jednosmerných motorov so spätnou väzbou. Ak chcete rozšíriť rozsah krokového motora potrebného k hľadaniu spôsobov, ako znížiť vibrácie.

konfigurácia systému

Aby bolo možné lepšie porozumieť štruktúre krokového motora a jeho princíp činnosti, je možné uvažovať o prevádzke zariadenia v rámci svojho riadiaceho obvodu, čo je asi pred 20 rokmi bol použitý pre výrobu diernych štítkov. Pre tento účel sa bežne používa troch a štyroch fáz krokového motora. Teraz uvažujeme schéma prvej operácii.

Už sme sa zmienili, že rotor motora sa otáča vo vopred určenej vzdialenosti v reakcii na každej riadiacej impulz. Hodnota tohto otáčania je vyjadrený v stupňoch a je nazývaný krok. Logický obvod je aktivovaný pri získavaní signálu, a potom sa okamžite určiť správne fáze pre aktiváciu. Za to, že vysiela signál do meniča, nabíjací prúd, ktorý sa používa krokových motorov. Charakteristiky týchto zariadení vyžadujú použitie rôznych typov riadiacich systémov. Spravidla sú tieto namontované v bežných tranzistorov, keď relatívne nedávno na tento účel použiť integrované obvody. Vďaka svojej vysokej potenciálnej výstup automaticky žiaduce fáza budiaceho vinutia (prvá, napríklad). Ak je potenciálna znížená, že je automatická deaktivácia fáze. Takže realizovaný motorovú ochranu.

Fáza označené poradovými číslami 1, 2, 3, atď alebo písmenami A, B, C, atď. Poslednou možnosťou je použiť iba v prípade niektorých dvojfázových motorov. Tak, v danom okamihu iba jedna fáza napájaný z dvoch, troch alebo štyroch k dispozícii (v závislosti od typu motora). Vo vysvetlení princípov fungovania takéhoto zariadenia je trvalo uvedenú okolnosť, ale treba si uvedomiť, že tento obvod nie je dokonalé riadenie procesu.

A krok prírastok

Najjednoduchšie možnosťou je privádzať jednotlivé impulzy z riadiaceho obvodu. V tomto prípade, napríklad, je motor okamžite zmení z montážnej linky hnacieho kolesa v určitej vzdialenosti pred sebou. Je potrebné poznamenať, že pri použití masívnej mechanizmus vpred iba jeden krok ďalej zhoršuje problém vibrácií, a značná zotrvačnosť tak deje.

V takýchto prípadoch je oveľa oprávnené použiť krokový motor, ktorý môže byť v jednom jazdnom impulzu, aby sa niekoľko pohybov. Tiež nie je na škodu použiť hviezdu s jemným zubným hrebeň. Mimochodom, každý takýto pohyb sa nazýva prírastok.

V popísaných prípadoch sme prírastok sa rovná jeden a niekoľko krokov, resp. Po každom cykle sa motor kedykoľvek zastávky, potom sa všetko opakuje znova. Tento jav sa nazýva inkrementálne prevádzku a postupné ovládanie, resp.

Ak je akýkoľvek pohyb vykonáva v niekoľkých krokoch (ako je uvedené vyššie), môžu vibrácie rotora nie je možné. Ak je pohyb v jednom kroku, oscilácie majú kalenie so špeciálnym elektronickým zariadením. Všeobecne krokové motory (ktorého vlastnosti uvažujeme) je high-tech zariadenia pre ich práca vyžaduje veľa zložité elektronické "plnka".

Celkový princíp regulácie

Pre jeden prírastok počtu krokov v štyroch obciach v niektorých výrobných liniek, montážnych liniek. Keď dáta z pamäťového zariadenia (interná flash pamäť, pevný disk počítača), je poslaný do radiča, ktoré sa vykonávajú blok po bloku. Každý z nich obsahuje pevný počet symbolov (32, 48 alebo 64), a v rôznych systémoch a v rôznych priradenie zariadení na tomto obrázku môžu vážne líšiť.

Niet divu, že na základe domácej mikropočítače Arduino stalo bežným v uplynulých rokoch. Krokovým motorom je ideálny v tomto návrhu, pretože v takom viazaný môže pojať aj ako pohonný systém pre hračky a pre pomerne komplikovaného priemyselných zariadení.

Dátový blok sa prenáša pred jej použitím v polovodičovej pamäti riadiacej jednotky, a potom sa spustí pohyb v súlade s pokynmi, ktoré boli zaznamenané v prvom dátovom bloku (pred pripojením elektromotora je nutné zistiť, tieto charakteristiky).

Po vykonávaní inštrukcií systému začína čítanie druhej dátové polia. Ak každý pohyb sa skladá z väčšieho počtu malých krokoch, potom hlavný regulátor pred nutnosti pripojiť ďalšie kaskády. Najčastejšie sa jedná o funkcie, ktorú plní vstupu regulátora. To posiela dáta do druhej regulačnej slučky s konkrétnym systémom určitom intervale (Arduino). Krokový motor v tomto prípade je chránený proti žiadosti o preťaženiu.

Niektoré zo špecifík použitia SM

Budeme vám rozprávať o niektorých nuansy pomocou krokových motorov, rovnako ako dať definície bežne používaných termínov v tejto oblasti:

- Malý uhol stúpania. Ako viete, po každej hnacej rotor pulz motora sa otáča v určitom určitej miery. Ihrisko je menšia, tým vyššia môže byť okamžitá rýchlosť. Je dôležité vedieť, že krokové motory môžu tiež poskytnúť veľmi malý krok. Stepper číslo v tomto prípade je množstvo obratov v jednom kroku, a táto hodnota je pre inžinierov veľmi dôležité. To sa vypočíta podľa tohto vzorca:

S = 360 / θS, kde S - krok číslo, θ - krok uhol (uhol natočenia).

Vo väčšine prípadov je pohon krokového môžu vykonávať 96, 128 alebo 132 krokov na otáčku. Štyri-fáza model je niekedy rozdiel 200. vzácnych druhov presných motorov len pre jeden obrat možno vykonať okamžite na 500 alebo 1000 krokov. Avšak, pre jednoduché druhov je nedosiahnuteľné, pretože uhol natočenia je 90, 45 alebo 15 °.

- Vysoká presnosť rýchlosti. Je tento parameter určuje celkovú kvalitu prístroja. Už viete, že práca krokového motora ho potrebuje na zastavenie a zamknúť v určitej polohe po dátovom bloku. Samozrejme, bežní mechanika nám jasne hovorí, že vzhľadom na zotrvačnosti trecích síl a ďalšími faktormi môžu všetky druhy odchýlok od nastavených parametrov.

Boj proti nežiaducim účinkom

Medzera medzi rotorom a statorom zubov je vždy minimálne zvýšiť tuhosť fixácie. Veľmi presnosť polohovania, závisí na vlastnostiach meniča iba ako ďalšie faktory, ktoré je ovplyvnený v oveľa menšej miere.

A teraz je potrebné vziať do úvahy celý rad dôležitých funkcií a pojmov, ako je maximálna statické chvíli ustanovenia "mŕtvy" rotora a presnosti polohovania všetkých týchto ustanovení. Ak chcete určiť vyššie uvedené podmienky, sú tam dva okamžite prijala spoločnú koncepciu.

Maximálna statický efekt

Ako už bolo povedané, že má len dve polohy:

• Zadržiavacie. To je maximálny účinok, ktorý môže byť teoreticky aplikovať na hriadeli krokového motora je už radi, bez toho aby došlo k pohybu.
• Upevnenie. V súlade s tým je tiež maximálny statický účinok, ktorý môže byť aplikovaný na teoreticky nevybudenom hriadeľ motora, bez toho aby sa spôsobilo ďalšie rotáciu.

Prídržný moment je vyššia, tým nižšia je pravdepodobnosť výskytu chýb polohy spôsobených nepredvídateľnými zaťaženie (zakázané kondenzátory pre elektrické motory, napríklad). Full upevňovací bod je možné iba v tých modelov motorov, ktoré využívajú permanentné magnety.

"Mŕtvy" polohy rotora

Tam sú len tri miesta, v ktorom sa rotor úplne zastaví:

• Rovnovážnej polohy. To príde k úplnému zastaveniu vzrušený krokového motora.
• Fixácia. Tiež stav, v ktorom sa rotor zastaví. Ale tento termín je používaný iba pre tie motory, ktoré majú konštrukciu s permanentným magnetom.
• V moderných modelov krokových motorov, ktoré spĺňajú všetky bezpečnostné normy životného prostredia a energetiky, keď je rotor sa zastaví úplne odpojený a likvidáciu.

O presnosť polohovania

A konečne, poďme hovoriť o najdôležitejších pojmov. Jedná sa o presnosť polohovania. Môžete hádať, ako je dôležité pri prevádzke zložitých priemyselných zariadení. Existujú dva dôležité termíny:

• Chyba uhlovej polohy. Je definovaný ako pozitívne alebo negatívne odchode zo štandardného uhlové stavu, ktorý je často vidieť v prípadoch prevodu rotora z jednej polohy do druhej. Spravidla vinu zotrvačnosti a zlé kovania dielov.
• presnosť polohovania. Jedná sa o maximálnu hodnotu uhlovej polohy rotora chýb, ktoré sa vyskytujú v priebehu celého obdobia pohybu krokovanie.

Dôležité! Nájsť informácie o predpisoch pre každú kategóriu krokové motory môžu byť ako na oficiálnych stránkach ich výrobcov, rovnako ako z referenčnej dokumentácie, ktorý je dodávaný s týmto druhom produktov. Typicky je hodnota chyby je v rozmedzí od 0,08 až -0,03 °. Jednoducho povedané, presnosť polohovania sa vypočíta ako súčet týchto dvoch čísel: 0,08 ° + 0,03 ° = 0,11 °.

To znamená, že krokový motor, ktorý popisujeme pracovný princíp sa týka vysoko presné zariadenie.

Vysoký podiel elektromagnetického momentu k momentu zotrvačnosti

Ako ste si už predstavujú tým, že je krokový motor treba čo najrýchlejšie začať sťahovanie ihneď po obdržaní regulátora riadiaceho impulzu. Musí byť čo najrýchlejšie zastaviť, ktoré majú vysokú presnosť určovania polohy. Ak sa pri pohybe riadiacej sled impulzov je prerušený, motor prestane pracovať v polohe určenej posledného pulzu.

Je tiež potrebné pripomenúť, že elektromagnetický moment vo vzťahu k momentu zotrvačnosti v SE by mala byť oveľa vyššia ako u bežných elektrických motorov.

Zintenzívnenie frekvencie otáčania a frekvencia pulzov

Vzhľadom k tomu, rýchlosť otáčania v SM je v skutočnosti celý rad krokov za jednotku času namiesto pojmu "rýchlosť" v literatúre často možné splniť definíciu "krokovanie rýchlosti". Pred pripojením motora, tieto nuansy must-čítať.

Vzhľadom k tomu, väčšina krokové motory, táto frekvencia sa rovná počtu kontrolných pulzov, nebuďte prekvapení, nezvyčajné jej označenie v technických príručkách. Presnejšie povedané, pre takéto motory, je často jednotka Hertz (Hz).

Je dôležité si uvedomiť, že krok skutočná rýchlosť rotora motora otočí v žiadnom prípade neodráža. Odborníci sa domnievajú, že neexistuje žiadny dôvod, prečo nepoužívať v popise krokového motora je rovnaký počet otáčok za minútu, ktorý je použitý v opise technických vlastností konvenčných motorov. Pomer medzi skutočnou rýchlosťou a jeho analógové krokové vypočíta podľa nasledovného vzorca:

n = 60F / S, pričom n - počet otáčok, vyjadrená v otáčkach za minútu; f - rotačné frekvencie krokov; S - počet krokov.

Mimochodom, ako určiť potrebné kondenzátory pre elektrické motory? Veľmi jednoduché! Postačí, keď tu použiť tento vzorec:

C = 66 · Pnom

Nie je ťažké uhádnuť, čo sa rozumie pod Pnom Menovitý výkon motora v kW.

Najjednoduchšie pripojenie motora zapojenia EM-178

A teraz budeme uvažovať o jednoduché pripojenie krokového motora pre model EM-178, ktorý sa bežne používa v priemyselných tlačiarní.

fáza 0	white regulátor
1. fáza	oranžový
fáza 2	Pripojíte ovládač krokového motora na červenú
fázy 3	To sa pripojí k modrému konektoru
Total "+" sila	brown regulátor

Lakovnícke práce vo väčšom meradle jednoducho nebude fungovať, pretože tam sú milióny rôznych modelov, ktorých vlastnosti, ktoré majú významné rozdiely.

V súčasnej dobe, rôzne typy motorov tohto návrhu. V tomto článku sa budeme diskutovať o najbežnejší.

prúdové motory

Je tento druh zariadenia bežne používaných dnes. V skutočnosti je to takmer štandardná trojfázový motor, na ktorom existuje šesť statora zuby. Jednoducho povedané, každé dva zuby, proti sebe, patria do rovnakej fázy. Použité sériové alebo paralelné zapojenie cievok.

S ohľadom na rotora, potom je to len štyri zuby. Vo väčšine prípadov, výrobcovia statora a rotora vytvorené z magnetického materiálu, ale môže byť často nájsť necelých masívne rotory o bežných kovov. Problém je v tom, že látky, ktoré idú do ich výroby, je tam len jeden dôležitý požiadavka: mali by zabezpečiť čo najlepšie vodivosť magnetického poľa. To je nesmierne dôležité, ak uvážime krokový motor: Operácia sa priamo týkajú sile magnetického poľa.

Zariadenie s permanentným magnetom

Ako je použité rotora magnet valcového tvaru, pričom stator má štyri zuby s jednotlivými vinutia. Silne znížiť uhol stúpania, v týchto modeloch krokové motory musia byť zvýšená počtu pólov rotora, a počtu zubov na statora. Je však potrebné mať na pamäti, že obe tieto možnosti sú pomerne prísne fyzické obmedzenia. V poslednom odseku tohto článku má informácie o alternatíve zhora uvedenej štruktúry (bipolárna krokový motor), ale tieto modely môžu byť videný nie tak často.

Ako sme už povedali, vstúpil zariadenie s permanentnými magnetmi sú zastavené v prísne pevnú pozíciu aj pri vybratí z navíjacieho napätia. V tomto prípade sa spustí rovnaký blokovací mechanizmus, ktorý sme diskutovali vyššie - blokovaciu polohu.

Použitie permanentných magnetov je odôvodnené v mnohých ohľadoch, ale zároveň je ich použitie môže viesť k niekoľkým problémom. Po prvé, cena je ďaleko dostupnejšie. Mimochodom, koľko je krokový motor? Cena verzie s permanentnými magnetmi je viac ako 100 tisíc rubľov.

Po druhé, maximálna hustota magnetického poľa nemôže byť príliš vysoká, pretože táto hodnota je obmedzená magnetizácii samotného nosiča. Tak relatívne lacné permanentné feritové magnety neumožňujú získať viac či menej dostatočnú intenzitu poľa. A aké existujú typy elektromotorov pracuje podľa tohto princípu?

inštalácia hybridný

Tam je ďalší typ krokového motora, čiastočne na rovnakom princípe. Hybridné modely pracujú na báze ako lúčom a magnetické motory.

Rotor má takmer rovnakú konštrukciu ako reaktívne krokového motora, ale vinutie sú vyrobené z mierne odlišné obvodu. Skutočnosť, že každý pólový vinutie má len jednu cievku (trojfázový krokový motor). Nie je ťažké uhádnuť, že v modeloch štyri fázy už navinutá dve cievky. Vinutie je vykonávaný bifilární schémy. Táto funkcia je, že magnetické pole rôznych polarít (bipolárna krokový motor) po excitácii cievok.