Najczęściej zadawane pytania dotyczące motoru krokowego

1. Co to jest silnik krokowy? Silnik krokowy to wykonawca, który przekształca elektryczne impulsy w przesunięcie kątowe. W prostych słowach, gdy sterownik krokowy otrzymuje sygnał impulsowy, napędza silnik krokowy do obrotu o określony kąt (zwanego kątem krokowym) w określonym kierunku. Możesz kontrolować przesunięcie kątowe, kontrolując liczbę impulsów, osiągając dokładne pozycjonowanie. Ponadto możesz kontrolować prędkość i przyspieszenie silnika, dostosowując częstotliwość impulsów do kontroli prędkości.

2. Jakie są rodzaje silników krokowych? Silniki krokowe podzielone są na trzy rodzaje: z magnesem trwałym (PM), o zmiennej restrykcji (VR) i hybrydowy (HB). Silniki krokowe z magnesem trwałym zwykle mają dwa fazy, z mniejszym momentem obrotowym i rozmiarem, oraz kątem kroku 7,5 lub 15 stopni. Silniki krokowe o zmiennej restrykcji zazwyczaj mają trzy fazy, oferując wysoki moment obrotowy, ale wydając znaczny hałas i wibracje. Od lat 80. XX wieku zostały w dużej mierze wycofane w krajach rozwiniętych. Silniki krokowe hybrydowe łączą zalety silników z magnesem stałym i o zmiennej restrykcji, dostępne są w wariantach dwufazowych i pięciofazowych, z kątami kroku odpowiednio 1,8 i 0,72 stopnia, co czyni je powszechnie używanymi w różnych zastosowaniach.

3. Co to jest moment zatrzymujący? Moment zatrzymujący odnosi się do momentu, który utrzymuje wirnik w miejscu, gdy silnik krokowy jest zasilany, ale nie obraca się. Jest to jednym z najważniejszych parametrów silnika krokowego. Zazwyczaj moment zatrzymujący silnika krokowego jest bliski momentowi przy niskich prędkościach. Ponieważ wyjściowy moment obrotowy silnika krokowego maleje w miarę wzrostu prędkości, moment zatrzymujący staje się kluczowym parametrem oceny silnika krokowego. Na przykład, gdy mówi się o silniku krokowym 2 N·m, zazwyczaj oznacza to silnik krokowy z momentem zatrzymującym wynoszącym 2 N·m, chyba że zaznaczono inaczej.

4. Co to jest moment detent? Moment detent odnosi się do momentu, który utrzymuje wirnik w miejscu, gdy silnik krokowy nie jest zasilany. W Chinach nie ma ustalonej polskiej nazwy dla momentu detent, co może prowadzić do nieporozumień. Moment detent nie dotyczy silników krokowych o zmiennej restrykcji, ponieważ ich wirniki nie są wykonane z materiałów magnesowych trwałych.

5. Jaka jest dokładność silników krokowych, a czy jest ona skumulowana? Typowa dokładność silników krokowych wynosi od 3 do 5% kąta kroku, a ta dokładność nie jest skumulowana.

6. Jakie jest dopuszczalne zewnętrzne temperatura dla silników krokowych? Zbyt wysokie temperatury mogą demagnetyzować materiały magnetyczne w silnikach krokowych, co prowadzi do zmniejszenia momentu obrotowego i potencjalnej utraty kroków. Dlatego maksymalna dopuszczalna zewnętrzna temperatura silnika krokowego zależy od punktu demagnetyzacji konkretnego materiału magnetycznego użytego w silniku. Ogólnie rzecz biorąc, materiały magnetyczne mają punkty demagnetyzacji powyżej 130 stopni Celsjusza, niektóre nawet przekraczają 200 stopni Celsjusza, dlatego temperatura zewnętrzna 80-90 stopni Celsjusza jest zwykle uważana za normalną.

7. Dlaczego moment obrotowy silnika krokowego maleje w miarę zwiększania się prędkości? Gdy silnik krokowy obraca się, indukcyjność jego cewek wirników generuje odwrotną siłę elektromotoryczną (EMF). Im wyższa częstotliwość (lub prędkość), tym większa staje się ta odwrotna EMF. W wyniku tego prąd fazowy w silniku maleje wraz ze zwiększającą się częstotliwością (prędkością), co prowadzi do zmniejszenia momentu obrotowego.

8. Dlaczego silnik krokowy może działać normalnie przy niskich prędkościach, ale nie startuje przy wyższych prędkościach, wydając przy tym piskliwy dźwięk? Silniki krokowe mają techniczny parametr nazywany "czestotliwością startową bez obciążenia", który odnosi się do częstotliwości impulsów, przy której silnik krokowy może się uruchomić bez obciążenia. Jeśli częstotliwość impulsów przekroczy tę wartość, silnik może nie wystartować, stracić kroki lub zablokować się. W sytuacjach z obciążeniem częstotliwość startowa powinna być jeszcze niższa. Aby osiągnąć wysoką prędkość obrotową, częstotliwość impulsów powinna mieć proces przyspieszania, zaczynając od niższej częstotliwości i stopniowo wzrastając do pożądanego wysokiego zakresu (przyspieszanie silnika od niskiej do wysokiej prędkości).

9. Jak można zmniejszyć wibracje i hałas podczas pracy silników krokowych dwufazowych hibrydowych na niskich prędkościach? Wibracje i hałas są wrodzonymi wadami silników krokowych podczas pracy na niskich prędkościach. Aby zmniejszyć te problemy, można rozważyć następujące rozwiązania: A. Unikanie stref rezonansu poprzez zmianę stosunku przekazu mechanicznego, jeśli silnik krokowy działa w strefie rezonansu. B. Użycie sterowników z możliwością mikrokrokowania, co jest najpopularniejszym i najprostszym rozwiązaniem. C. Przejście na silniki krokowe o mniejszych kątach kroku, takie jak trójfazowe lub pięciofazowe silniki krokowe. D. Zamiana na silniki serwowe AC, które niemal całkowicie eliminują wibracje i hałas, ale wiążą się z wyższymi kosztami. E. Dodanie amortyzatorów magnetycznych do wału silnika, co jednak wymaga znaczących zmian mechanicznych.

10. Czy liczba podziałów napędu mikrokrokowego reprezentuje dokładność? Technologia podziału kroków silników krokowych jest zasadniczo formą technologii elektronicznego tłumienia (zobacz odpowiednią literaturę). Jej głównym celem jest zmniejszenie lub eliminacja drgań niskoczęstotliwościowych w pracy silnika krokowego, a zwiększone dokładność jest tylko dodatkowym atutem. Na przykład, w przypadku dwufazowego hybrydowego silnika krokowego o kącie kroku 1,8 stopnia, jeśli sterownik podziału jest ustawiony na 4, rozdzielczość silnika wynosi 0,45 stopnia na impuls. Czy dokładność silnika może osiągnąć lub zbliżyć się do 0,45 stopnia zależy od czynników takich jak precyzja kontroli prądu w sterowniku podziału. Dokładność sterowników podziałowych może znacząco różnić się między różnymi producentami, a wyższe wartości podziału mogą sprawiać, że kontrola dokładności staje się trudniejsza.

11. Jaka jest różnica między metodami połączenia szeregowego i równoległego dla czterofazowych silników krokowych hybrydowych i sterowników? Czterofazowe silniki krokowe hybrydowe są ogólnie napędzane przez dwufazowe sterowniki. Dlatego można podłączyć czterofazowy silnik w konfiguracji szeregowej lub równoległej, aby zachowywał się jak dwufazowy silnik. Metoda połączenia szeregowego jest zazwyczaj stosowana w sytuacjach, gdy silnik pracuje z niższą prędkością. W tym przypadku prąd wyjściowy sterownika powinien wynosić 70% prądu fazowego silnika, co prowadzi do mniejszego nagrzewania silnika. Metoda połączenia równoległego, znana również jako metoda wysokich prędkości, jest zazwyczaj stosowana, gdy silnik działa z wyższymi prędkościami. Wymaga ona, aby prąd wyjściowy sterownika wynosił 140% prądu fazowego silnika, co prowadzi do większego nagrzewania silnika.

12. Jak wyznaczasz zasilanie DC dla sterowników silników krokowych hybrydowych? A. Określanie napięcia: Napięcie zasilania dla sterowników silników krokowych hybrydowych zwykle mieści się w szerokim zakresie (np. 12 do 48VDC). Wybór napięcia zasilania zależy od prędkości pracy silnika i wymagań dotyczących szybkości reakcji. Jeśli silnik pracuje na wysokich obrotach lub wymaga szybkiej reakcji, może zostać wybrane wyższe napięcie. Jednakże ważne jest, aby zapewnić, że pulsacja napięcia zasilania nie przekracza maksymalnego napięcia wejściowego sterownika, aby uniknąć uszkodzenia sterownika. B. Określanie prądu: Prąd zasilania określany jest ogólnie na podstawie prądu fazowego wyjściowego sterownika (I). Jeśli używany jest liniowy układ zasilający, prąd zasilania może być ustawiony na 1,1-1,3 razy prąd fazowy (I). Jeśli używany jest układ zasilający przemienny, prąd zasilania może być ustawiony na 1,5-2,0 razy prąd fazowy (I).