Некоторые популярные вопросы о шаговых двигателях

1. Что такое шаговый двигатель? Шаговый двигатель — это исполнительный механизм, который преобразует электрические импульсы в угловое перемещение. Проще говоря, когда блок управления получает импульсный сигнал, он приводит шаговый двигатель в действие, заставляя его вращаться на определенный угол (известный как шаг угла) в указанном направлении. Вы можете контролировать угловое перемещение, управляя количеством импульсов, что обеспечивает точное позиционирование. Кроме того, вы можете контролировать скорость и ускорение двигателя, регулируя частоту импульсов для контроля скорости.

2. Какие бывают типы шаговых двигателей? Шаговые двигатели делятся на три типа: с постоянными магнитами (PM), переменной неохотностью (VR) и гибридные (HB). Шаговые двигатели с постоянными магнитами обычно имеют два фазы, с меньшим крутящим моментом и размером, и углом шага 7,5 или 15 градусов. Двигатели переменной неохотности обычно имеют три фазы, обеспечивая высокий крутящий момент, но при этом создавая значительный шум и вибрацию. С конца 1980-х годов они в основном выведены из эксплуатации в развитых странах. Гибридные шаговые двигатели сочетают преимущества двигателей с постоянными магнитами и переменной неохотностью, существуют в двухфазных и пятифазных вариантах, с углами шага 1,8 и 0,72 градуса соответственно, что делает их широко используемыми в различных приложениях.

3. Что такое удерживающий момент? Удерживающий момент - это момент, который фиксирует ротор на месте, когда шаговый двигатель подключен к питанию, но не вращается. Это один из самых важных параметров шагового двигателя. Обычно удерживающий момент шагового двигателя близок к моменту на низких скоростях. Поскольку выходной момент шагового двигателя уменьшается с увеличением скорости, удерживающий момент становится ключевым параметром для оценки шагового двигателя. Например, когда говорят о двигателе мощностью 2 Н·м, обычно это означает шаговый двигатель с удерживающим моментом 2 Н·м, если не указано иное.

4. Что такое момент холостого хода? Момент холостого хода - это момент, который удерживает ротор на месте, когда шаговый двигатель не подключен к питанию. В Китае нет стандартизированного перевода термина "moment холостого хода", что может привести к недопониманиям. Момент холостого хода не применим к шаговым двигателям переменной reluctancy, так как их роторы не изготовлены из материалов постоянных магнитов.

5. Какова точность шаговых двигателей, и является ли она накопительной? Обычная точность шаговых двигателей составляет 3-5% от угла шага, и эта точность не накапливается.

6. Какая допустимая внешняя температура для шаговых двигателей? Слишком высокие температуры могут демагнитизировать магнитные материалы в шаговых двигателях, что приводит к снижению крутящего момента и возможной потере шагов. Таким образом, максимальная допустимая внешняя температура шагового двигателя зависит от точки демагнитизации используемого конкретного магнитного материала. В целом, магнитные материалы имеют точки демагнитизации выше 130 градусов Цельсия, некоторые даже превышают 200 градусов Цельсия, поэтому внешняя температура 80-90 градусов Цельсия обычно считается нормальной.

7. Почему крутящий момент шагового двигателя уменьшается с увеличением скорости? При вращении шагового двигателя индуктивность его обмоток создает обратную электродвижущую силу (ЭДС). Чем выше частота (или скорость), тем больше становится эта обратная ЭДС. В результате фазный ток в двигателе уменьшается с увеличением частоты (скорости), что приводит к снижению момента.

8. Почему шаговый двигатель может нормально работать на низких скоростях, но не запускаться на более высоких с жужжащим шумом? У шаговых двигателей есть технический параметр, называемый "частотой холостого пуска", который определяет частоту импульсов, при которой шаговый двигатель может запуститься без нагрузки. Если частота импульсов превышает это значение, двигатель может не запуститься, потерять шаги или застрять. В условиях с нагрузкой частота запуска должна быть еще ниже. Для достижения высокоскоростного вращения частота импульсов должна иметь процесс ускорения, начинаясь с более низкой частоты и постепенно увеличиваясь до желаемой высокой частоты (ускоряя двигатель от низкой к высокой скорости).

9. Как можно снизить вибрации и шум при работе двухфазных гибридных шаговых двигателей на низких скоростях? Вибрации и шум являются неотъемлемыми недостатками шаговых двигателей при работе на низких скоростях. Для уменьшения этих проблем можно рассмотреть следующие решения: A. Избегание резонансных зон путем изменения механического передаточного числа, если шаговый двигатель работает в резонансной зоне. B. Использование приводов с функцией микрошага, что является наиболее распространенным и простым подходом. C. Переход на шаговые двигатели с меньшими углами шага, например, трехфазные или пятифазные шаговые двигатели. D. Переключение на АС сервоприводы, которые могут практически полностью устранить вибрацию и шум, но стоят дороже. E. Добавление магнитных демпферов на вал двигателя, хотя это требует значительных механических изменений.

10. Является ли количество делений микрокодового драйвера показателем точности? Технология деления шагов у шаговых двигателей по сути является формой электронной демпфирующей технологии (см. соответствующую литературу). Основная цель этой технологии — сократить или полностью устранить низкочастотные колебания при работе шагового двигателя, а повышение точности является лишь дополнительным преимуществом. Например, в случае двухфазного гибридного шагового двигателя с углом шага 1,8 градуса, если делительный драйвер установлен на значение 4, то разрешающая способность двигателя составляет 0,45 градуса на импульс. Может ли точность двигателя достичь или приблизиться к 0,45 градусам зависит от таких факторов, как точность управления током в делителе. Точность делительных драйверов может значительно различаться у разных производителей, и более высокое значение деления может сделать контроль точности более сложным.

11. В чём разница между seriйным и параллельным методами подключения для четырёхфазных гибридных шаговых двигателей и приводов? Четырёхфазные гибридные шаговые двигатели обычно приводятся в действие двухфазными приводами. Поэтому вы можете подключить четырёхфазный двигатель либо в seriйной, либо в параллельной конфигурации, чтобы заставить его работать как двухфазный двигатель. Метод seriйного подключения обычно используется в ситуациях, когда двигатель работает на низких скоростях. В этом случае ток выхода привода должен составлять 70% от фазового тока двигателя, что приводит к меньшему нагреву двигателя. Метод параллельного подключения, также известный как высокоскоростной метод, обычно используется, когда двигатель работает на высоких скоростях. Он требует, чтобы ток выхода привода составлял 140% от фазового тока двигателя, что приводит к большему нагреву двигателя.

12. Как вы определяете источник питания постоянного тока для гибридных драйверов шаговых двигателей? A. Определение напряжения: Напряжение источника питания для гибридных драйверов шаговых двигателей обычно находится в широком диапазоне (например, 12–48 ВПОСТОЯНОГО ТОКА). Выбор напряжения источника питания зависит от рабочей скорости двигателя и требований к быстродействию. Если двигатель работает на высоких скоростях или требуется быстрый отклик, может быть выбрано более высокое напряжение. Однако важно убедиться, что пульсация напряжения источника питания не превышает максимальное входное напряжение драйвера, чтобы избежать повреждения драйвера. B. Определение тока: Ток источника питания обычно определяется на основе фазового выходного тока драйвера (I). Если используется линейный источник питания, ток источника питания может быть установлен на уровне 1,1–1,3 от фазового тока (I). Если используется импульсный источник питания, ток источника питания может быть установлен на уровне 1,5–2,0 от фазового тока (I).