Sommige veelgestelde vragen over stepper motors

1. Wat is een stepper motor? Een stepper motor is een uitvoerder die elektrische pulsen omzet in hoekverplaatsing. In eenvoudige termen, wanneer een stepper driver een puls signaal ontvangt, drijft hij de stepper motor om een vaste hoek (bekend als de stap hoek) in een gespecificeerde richting te roteren. Je kunt de hoekverplaatsing beheersen door het aantal pulsen te beheersen, waardoor nauwkeurig positioneren mogelijk wordt. Bovendien kun je de snelheid en versnelling van de motor beheersen door de puls frequentie aan te passen voor snelheidsbeheersing.

2. Wat zijn de typen van stapmotoren? Stapmotoren worden ingedeeld in drie typen: Permanent Magnet (PM), Variable Reluctance (VR) en Hybrid (HB). Permanent Magnet stapmotoren hebben meestal twee fasen, met een kleinere koppelkracht en formaat, en een staphoek van 7,5 of 15 graden. Variable Reluctance stapmotoren hebben gewoonlijk drie fasen, leveren een hoge koppelkracht uit maar veroorzaken veel geluid en trilling. Ze zijn sinds de jaren '80 grotendeels uitgefaseerd in ontwikkelde landen. Hybrid stapmotoren combineren de voordelen van Permanent Magnet en Variable Reluctance typen en komen voor in twee-fasige en vijf-fasige varianten, met staphoeken van respectievelijk 1,8 en 0,72 graden, waardoor ze breedtoepelingsvatbaar zijn in verschillende toepassingen.

3. Wat is Houdingskoppel? Houdingskoppel verwijst naar het koppel dat de rotor op zijn plaats houdt wanneer de pasmotor is aangesloten maar niet roteert. Het is een van de belangrijkste parameters van een pasmotor. Meestal is het houdingskoppel van een pasmotor dicht bij het koppel op lage snelheden. Aangezien het uitkomstkoppel van een pasmotor afneemt naarmate de snelheid toeneemt, wordt houdingskoppel een cruciale parameter voor de evaluatie van pasmotoren. Bijvoorbeeld, wanneer mensen spreken over een 2 N·m pasmotor, betekent dit meestal een pasmotor met een houdingskoppel van 2 N·m tenzij anders vermeld.

4. Wat is Detent-koppel? Detent-koppel verwijst naar het koppel dat de rotor op zijn plaats houdt wanneer de pasmotor niet is aangesloten. Er bestaat geen gestandaardiseerde vertaling voor Detent-koppel in China, wat kan leiden tot misverstanden. Detent-koppel is niet van toepassing op Variabele Reluctance-pasmotoren omdat hun rotors niet zijn gemaakt van permanente magneetmaterialen.

5. Wat is de nauwkeurigheid van stepper motors, en is deze cumulatief? De typische nauwkeurigheid van stepper motors ligt binnen 3-5% van de stap hoek, en deze nauwkeurigheid is niet cumulatief.

6. Wat is de toelaatbare externe temperatuur voor stepper motors? Te hoge temperaturen kunnen de magnetische materialen in stepper motors demagnetiseren, wat leidt tot een afname van het koppel en mogelijk verlies van stappen. Daarom hangt de maximaal toelaatbare externe temperatuur van een stepper motor af van het demagnetisatiepunt van het specifieke magnetische materiaal dat wordt gebruikt. In het algemeen hebben magnetische materialen demagnetisatiepunten boven de 130 graden Celsius, sommige zelfs hoger dan 200 graden Celsius, dus een externe temperatuur van 80-90 graden Celsius wordt doorgaans als normaal beschouwd.

7. Waarom neemt het koppel van een stepper-motor af naarmate de snelheid toeneemt? Wanneer een stepper-motor roteert, genereert de inductie van zijn spoelen een tegengestelde elektromotorische kracht (EMF). Hoe hoger de frequentie (of snelheid), des te groter wordt deze tegengestelde EMF. Als gevolg hiervan neemt de fase-stroom in de motor af met toenemende frequentie (snelheid), wat leidt tot een afname van het koppel.

8. Waarom kan een stepper-motor normaal functioneren op lage snelheden, maar faalt om te starten op hogere snelheden met een piepend geluid? Stepper-motoren hebben een technische parameter genaamd "idle start frequentie", wat verwijst naar de pulsfrequentie waarop een stepper-motor zonder belasting kan starten. Als de pulsfrequentie deze waarde overschrijdt, kan de motor mogelijk niet starten, stappen verliezen of vastlopen. In situaties met een belasting moet de startfrequentie nog lager zijn. Om hoge snelheden te bereiken, moet de pulsfrequentie een versnellingproces ondergaan, beginnend bij een lagere frequentie en geleidelijk stijgend naar de gewenste hoge frequentie (de motor versnellen van laag naar hoog).

9. Hoe kunnen trillingen en geluid worden verminderd wanneer twee-fase hybride stepper-motoren op lage snelheden draaien? Trillingen en geluid zijn inherent nadeel van stepper-motoren bij het opereren op lage snelheden. Om deze problemen te verminderen, kunt u de volgende oplossingen overwegen: A. Resonantiegebieden vermijden door de mechanische transmissieverhouding te wijzigen als de stepper-motor binnen een resonantiezone werkt. B. Stuurapparaten met microstepping mogelijkheid gebruiken, wat de meest gangbare en directe aanpak is. C. Overschakelen naar stepper-motoren met kleinere staphoeken, zoals driefase- of vijf-fase stepper-motoren. D. Overgaan op AC servo-motoren, die trillingen en geluid bijna volledig kunnen elimineren, maar wel hogere kosten met zich brengen. E. Magnetische dempers toevoegen aan de motoras, hoewel dit grote mechanische wijzigingen vereist.

10. Stelt het onderverdelingsaantal van een microstepping driver nauwkeurigheid voor? De onderverdelingstechnologie van stapmotoren is eigenlijk een vorm van elektronische dempingstechnologie (zie hiervoor relevante literatuur). Het hoofddoel is om laagfrequente trillingen in de werking van stapmotoren te verminderen of te elimineren, en verbeterde nauwkeurigheid is slechts een bijkomend voordeel. Bijvoorbeeld, in het geval van een twee-fasige hybride stapmotor met een stap hoek van 1,8 graden, als de onderverdelingsdriver ingesteld wordt op 4, is de resolutie van de motor 0,45 graden per pul. Of de nauwkeurigheid van de motor kan bereiken of naderen tot 0,45 graden hangt af van factoren zoals de precisie van de stroomcontrole in de onderverdelingsdriver. De nauwkeurigheid van onderverdelingsdrivers kan aanzienlijk verschillen tussen verschillende fabrikanten, en hogere onderverdelingswaarden kunnen de controle over de nauwkeurigheid moeilijker maken.

11. Wat is het verschil tussen serie- en parallelle aansluitmethode voor vierfasige hybride stepper-motoren en -stuurders? Vierfasige hybride stepper-motoren worden doorgaans aangedreven door twee-fasige stuurders. Daarom kun je de vierfasige motor in een serie- of parallele configuratie aansluiten om hem te laten gedragen als een twee-fasige motor. De seriële aansluitmethode wordt doorgaans gebruikt in situaties waarin de motor op lagere snelheden werkt. In dit geval dient de uitgangsstroom van de stuurder 70% van de fasestroom van de motor te zijn, wat resulteert in minder warmteontwikkeling in de motor. De parallele aansluitmethode, ook wel bekend als de hoge-snelheidsmethode, wordt doorgaans gebruikt wanneer de motor op hogere snelheden werkt. Deze vereist dat de uitgangsstroom van de stuurder 140% van de fasestroom van de motor is, wat leidt tot meer warmteontwikkeling in de motor.

12. Hoe bepaal je de DC-spanningsbron voor hybride stepper motor drivers? A. Spanningsbepaling: De spanning van de spanningsbron voor hybride stepper motor drivers ligt meestal binnen een breed bereik (bijvoorbeeld 12 tot 48VDC). De keuze van de spanningsbronspanning hangt af van de werkingsnelheid van de motor en de responsvereisten. Als de motor op hoge snelheden werkt of een snelle respons vereist, kan er voor een hogere spanning gekozen worden. Het is echter belangrijk om te zorgen dat de rimpelspanning van de spanningsbron niet boven de maximale invoerspanning van de driver uitkomt om schade aan de driver te voorkomen. B. Stroombepaling: De stroom van de spanningsbron wordt doorgaans bepaald op basis van de faseuitgangsstroom van de driver (I). Bij gebruik van een lineaire spanningsbron kan de stroom ingesteld worden op 1,1-1,3 keer de fasestroom (I). Bij gebruik van een schakelspanningsbron kan de stroom ingesteld worden op 1,5-2,0 keer de fasestroom (I).