Krokový motor: práce principu popis grafu charakteristiky

V moderních elektrických používat velké množství různých zařízení, z nichž některé jsou navrženy tak, aby automatizovat proces operace. Takže je krokový motor. Princip fungování tohoto zařízení a zařízení popsané v tomto článku.

Co je to?

Tzv electro-mechanické zařízení pro přenos řídicího signálu na mechanický pohyb rotoru. Každý pohyb končí v přesně předem stanovené upevňovací poloze. Zařízení je úhlové nebo lineární. Je třeba připomenout, že krokový motor princip , který bude vysvětleno níže, je synchronní zařízení.

Řídicí systémy s otevřenou smyčkou (bez zpětné vazby)

Nejčastěji se toto zařízení je řízen speciálním elektronickým obvodem. Pouze živí zdroj střídavého proudu. Tyto motory jsou často používány v obvodech, které vyžadují otáčení ovládací frekvence. To odstraňuje potřebu nákladných a složitých zpětnovazební smyčky a ochrana motoru je jednodušší (je třeba poskytnout rychlou Odpojení pouze).

Tento princip operace se používá v systémech s otevřenou komunikaci. Je třeba mít na paměti, že uvedený obvod (bez zpětné vazby), je výhodné z ekonomického hlediska, ale má některé významné omezení.

Proto otáčení rotoru je relativně nestabilní, oscilační, způsobí, že frekvence otáčení a další charakteristiky pohybu v žádném případě nemusí být správný jak je to možné, což jsou ve stejnosměrných motorů se zpětnou vazbou. Chcete-li rozšířit rozsah krokového motoru potřebného k hledání způsobů, jak snížit vibrace.

konfigurace systému

Aby bylo možné lépe porozumět struktuře krokového motoru a jeho princip činnosti, je možné uvažovat o provozu zařízení v rámci svého řídícího obvodu, což je asi před 20 lety byl použit pro výrobu děrných štítků. Pro tento účel se běžně používá tří a čtyř fází krokového motoru. Nyní uvažujeme schéma první operaci.

Již jsme se zmínili, že rotor motoru se otáčí v předem určené vzdálenosti v reakci na každé řídicí impuls. Hodnota tohoto otáčení je vyjádřen ve stupních a je nazýván krok. Logický obvod je aktivován při získávání signálu, a pak se okamžitě určit správné fázi pro aktivaci. Za to, že vysílá signál do měniče, nabíjecí proud, který se používá krokových motorů. Charakteristiky těchto zařízení vyžadují použití různých typů řídicích systémů. Zpravidla jsou tyto namontovány v běžných tranzistorů, ač relativně nedávno k tomuto účelu použít integrované obvody. Díky své vysoké potenciální výstup automaticky žádoucí fáze budicího vinutí (první, například). Je-li potenciální snížena, že je automatická deaktivace fázi. Takže realizován motorovou ochranu.

Fáze označené pořadovými čísly 1, 2, 3, atd nebo písmeny A, B, C, atd. Poslední možností je použít pouze v případě některých dvoufázových motorů. Tak, v daném okamžiku pouze jedna fáze napájen ze dvou, tří nebo čtyř k dispozici (v závislosti na typu motoru). Ve vysvětlení principů fungování takového zařízení je trvale uvedenou okolnost, ale je třeba si uvědomit, že tento obvod není dokonalé řízení procesu.

A krok přírůstek

Nejjednodušší možností je přivádět jednotlivé impulsy z řídícího obvodu. V tomto případě, například, je motor okamžitě změní z montážní linky hnacího kola v určité vzdálenosti před sebou. Je třeba poznamenat, že při použití masivní mechanismus vpřed pouze jeden krok dále zhoršuje problém vibrací, a značná setrvačnost tak děje.

V takových případech je mnohem oprávněné použít krokový motor, který může být v jednom jízdním impulsu, aby se několik pohybů. Také není na škodu použít hvězdu s jemným zubním hřeben. Mimochodem, každý takový pohyb se nazývá přírůstek.

V popsaných případech jsme přírůstek se rovná jeden a několik kroků, resp. Po každém cyklu se motor kdykoli zastávky, pak se vše opakuje znovu. Tento jev se nazývá inkrementální provoz a postupné ovládání, resp.

Pokud je jakýkoliv pohyb provádí v několika krocích (jak je uvedeno výše), mohou vibrace rotoru není možné. Je-li pohyb v jednom kroku, oscilace mají kalení se speciálním elektronickým zařízením. Obecně krokové motory (jehož vlastnosti uvažujeme) je high-tech zařízení pro jejich práce vyžaduje hodně složité elektronické „nádivka“.

Celkový princip regulace

Pro jeden přírůstek počtu kroků ve čtyřech obcích v některých výrobních linek, montážních linek. Když data z paměťového zařízení (interní flash paměť, pevný disk počítače), je poslán do řadiče, které jsou prováděny blok po bloku. Každý z nich obsahuje pevný počet symbolů (32, 48 nebo 64), a v různých systémech a v různých přiřazení zařízení na tomto obrázku mohou vážně lišit.

Není divu, že na základě domácí mikropočítače Arduino stalo běžným v uplynulých letech. Krokovým motorem je ideální v tomto návrhu, protože v takovém vázaný může pojmout i jako pohonný systém pro hračky a pro poměrně komplikovaného průmyslového vybavení.

Datový blok se přenáší před jejím použitím v polovodičové paměti řídicí jednotky, a potom se spustí pohyb v souladu s pokyny, které byly zaznamenány v prvním datovém bloku (před připojením elektromotoru je nutné zjistit, tyto charakteristiky).

Po vykonávání instrukcí systému začíná čtení druhé datové pole. Jestliže každý pohyb se skládá z většího počtu malých krocích, pak hlavní regulátor před nutnosti připojit další kaskády. Nejčastěji se jedná o funkce, kterou plní vstupu regulátoru. To posílá data do druhé regulační smyčky s konkrétním systémem určitém intervalu (Arduino). Krokový motor v tomto případě je chráněn proti žádosti o přetížení.

Některé ze specifik použití SM

Budeme vám vyprávět o některých nuance pomocí krokových motorů, stejně jako dát definice běžně používaných termínů v této oblasti:

- Malý úhel stoupání. Jak víte, po každé hnací rotor puls motoru se otáčí v určitém určité míry. Hřiště je menší, tím vyšší může být okamžitá rychlost. Je důležité vědět, že krokové motory mohou také poskytnout velmi malý krok. Stepper číslo v tomto případě je množství obratů v jednom kroku, a tato hodnota je pro inženýry velmi důležité. To se vypočítá podle následujícího vzorce:

S = 360 / θS, kde S - krok číslo, θ - krok úhel (úhel natočení).

Ve většině případů je pohon krokového mohou provádět 96, 128 nebo 132 kroků na otáčku. Čtyři-fáze model je někdy rozdíl 200. vzácných druhů přesných motorů pouze pro jeden obrat lze provést okamžitě na 500 nebo 1000 kroků. Nicméně, pro jednoduché druhů je nedosažitelné, protože úhel natočení je 90, 45 nebo 15 °.

- Vysoká přesnost rychlosti. Je tento parametr určuje celkovou kvalitu přístroje. Již víte, že práce krokového motoru ho potřebuje k zastavení a zamknout v určité poloze po datovém bloku. Samozřejmě, běžní mechanika nám jasně říká, že vzhledem k setrvačnosti třecích sil a dalšími faktory mohou všechny druhy odchylek od nastavených parametrů.

Boj proti nežádoucím účinkům

Mezera mezi rotorem a statorem zubů je vždy minimálně zvýšit tuhost fixace. Velmi přesnost polohování, závisí na vlastnostech měniče pouze jako další faktory, které je ovlivněn v mnohem menší míře.

A teď je třeba vzít v úvahu řadu důležitých funkcí a pojmů, jako je maximální statické chvíli ustanovení „mrtvý“ rotoru a přesnosti polohování všech těchto ustanovení. Chcete-li určit výše uvedené podmínky, jsou tam dva okamžitě přijala společnou koncepci.

Maximální statický efekt

Jak již bylo řečeno, že má jen dvě polohy:

• Zadržovací. To je maximální účinek, který může být teoreticky aplikovat na hřídeli krokového motoru je již rádi, aniž by došlo k pohybu.
• Upevnění. V souladu s tím je také maximální statický účinek, který může být aplikován na teoreticky nevybuzeném hřídel motoru, aniž by se způsobilo další rotaci.

Přídržný moment je vyšší, tím nižší je pravděpodobnost výskytu chyb polohy způsobených nepředvídatelnými zatížení (zakázané kondenzátory pro elektrické motory, například). Full upevňovací bod je možné pouze v těch modelů motorů, které využívají permanentní magnety.

„Mrtvý“ polohy rotoru

Tam jsou jen tři místa, ve kterém se rotor úplně zastaví:

• Rovnovážné polohy. To přijde k úplnému zastavení vzrušený krokového motoru.
• Fixace. Také stav, ve kterém se rotor zastaví. Ale tento termín je používán pouze pro ty motory, které mají konstrukci s permanentním magnetem.
• V moderních modelů krokových motorů, které splňují všechny bezpečnostní normy životního prostředí a energetiky, když je rotor se zastaví zcela odpojen a likvidaci.

O přesnost polohování

A konečně, pojďme mluvit o nejdůležitějších pojmů. Jedná se o přesnost nastavení polohy. Můžete hádat, jak je důležité při provozu složitých průmyslových zařízení. Existují dva důležité termíny:

• Chyba úhlové polohy. Je definován jako pozitivní nebo negativní odchodu ze standardního úhlové stavu, který je často vidět v případech převodu rotoru z jedné polohy do druhé. Zpravidla vinu setrvačnosti a špatné kování dílů.
• přesnost polohování. Jedná se o maximální hodnotu úhlové polohy rotoru chyb, které se vyskytují v průběhu celého období pohybu krokování.

Důležité! Najít informace o předpisech pro každou kategorii krokové motory mohou být jak na oficiálních stránkách jejich výrobců, stejně jako z referenční dokumentace, který je dodáván s tímto druhem produktů. Typicky je hodnota chyby je v rozmezí od 0,08 až -0,03 °. Jednoduše řečeno, přesnost nastavení polohy se vypočte jako součet těchto dvou čísel: 0,08 ° + 0,03 ° = 0,11 °.

To znamená, že krokový motor, který popisujeme pracovní princip se týká vysoce přesné zařízení.

Vysoký podíl elektromagnetického momentu k momentu setrvačnosti

Jak jste si již představují tím, že je krokový motor zapotřebí co nejrychleji začít stěhování ihned po obdržení regulátoru řídicího impulsu. Musí být co nejrychleji zastavit, které mají vysokou přesnost určování polohy. Pokud se při pohybu řídicí sled impulsů je přerušen, motor přestane pracovat v poloze určené posledního pulzu.

Je také třeba připomenout, že elektromagnetický moment ve vztahu k momentu setrvačnosti v SE by měla být mnohem vyšší než u běžných elektrických motorů.

Zintenzivnění frekvence otáčení a frekvence pulsů

Vzhledem k tomu, rychlost otáčení v SM je ve skutečnosti celá řada kroků za jednotku času namísto termínu „rychlost“ v literatuře často možné splnit definici „krokování rychlosti“. Před připojením motoru, tyto nuance must-číst.

Vzhledem k tomu, většina krokové motory, tato frekvence se rovná počtu kontrolních pulzů, nebuďte překvapeni, neobvyklé její označení v technických příručkách. Přesněji řečeno, pro takové motory, je často jednotka Hertz (Hz).

Je důležité si uvědomit, že krok skutečná rychlost rotoru motoru otočí v žádném případě neodráží. Odborníci se domnívají, že neexistuje žádný důvod, proč nepoužívat v popisu krokového motoru je stejný počet otáček za minutu, který je použit v popisu technických vlastností konvenčních motorů. Poměr mezi skutečnou rychlostí a jeho analogové krokové vypočte podle následujícího vzorce:

n = 60f / S, kde n - počet otáček, vyjádřená v otáčkách za minutu; f - rotační frekvence kroků; S - počet kroků.

Mimochodem, jak určit potřebné kondenzátory pro elektrické motory? Velmi jednoduché! Postačí, když zde použít tento vzorec:

C = 66 · Pnom

Není těžké uhodnout, co se rozumí pod Pnom Jmenovitý výkon motoru v kW.

Nejjednodušší připojení motoru zapojení EM-178

A nyní budeme uvažovat o jednoduché připojení krokového motoru pro model EM-178, který se běžně používá v průmyslových tiskáren.

fáze 0	white regulátor
1. fáze	oranžový
fáze 2	Připojíte ovladač krokového motoru na červenou
fáze 3	To se připojí k modrému konektoru
Total "+" síla	brown regulátor

Lakýrnické práce ve větším měřítku prostě nebude fungovat, protože tam jsou miliony různých modelů, jejichž vlastnosti, které mají významné rozdíly.

V současné době, různé typy motorů tohoto návrhu. V tomto článku se budeme diskutovat o nejběžnější.

proudové motory

Je tento druh zařízení běžně používaných dnes. Ve skutečnosti je to téměř standardní třífázový motor, na kterém existuje šest statoru zuby. Jednoduše řečeno, každé dva zuby, proti sobě, patří do stejné fáze. Použité sériové nebo paralelní zapojení cívek.

S ohledem na rotoru, pak je to jen čtyři zuby. Ve většině případů, výrobci statoru a rotoru vytvořeno z magnetického materiálu, ale může být často nalézt necelých masivní rotory o běžných kovů. Problém je v tom, že látky, které jdou do jejich výroby, je tam jen jeden důležitý požadavek: měly by zajistit co nejlepší vodivost magnetického pole. To je nesmírně důležité, uvážíme-li krokový motor: Operace se přímo týkají síle magnetického pole.

Zařízení s permanentním magnetem

Jak je použito rotoru magnet válcového tvaru, přičemž stator má čtyři zuby s jednotlivými vinutí. Silně snížit úhel stoupání, v těchto modelech krokové motory musí být zvýšena počtu pólů rotoru, a počtu zubů na statoru. Je však třeba mít na paměti, že obě tyto možnosti jsou poměrně přísná fyzická omezení. V posledním odstavci tohoto článku má informace o alternativě shora uvedené struktury (bipolární krokový motor), ale tyto modely mohou být viděn ne tak často.

Jak jsme již řekli, vstoupil zařízení s permanentními magnety jsou zastaveny v přísně pevnou pozici i při vyjmutí z navíjecího napětí. V tomto případě se spustí stejný blokovací mechanismus, který jsme diskutovali výše - blokovací polohu.

Použití permanentních magnetů je odůvodněno v mnoha ohledech, ale zároveň je jejich použití může vést k několika problémům. Za prvé, cena je daleko dostupnější. Mimochodem, kolik je krokový motor? Cena verze s permanentními magnety je více než 100 tisíc rublů.

Za druhé, maximální hustota magnetického pole nemůže být příliš vysoká, neboť tato hodnota je omezena magnetizaci samotného nosiče. Tak relativně levné permanentní feritové magnety neumožňují získat více či méně dostatečnou intenzitu pole. A jaké existují typy elektromotorů pracuje podle tohoto principu?

instalace hybridní

Tam je další typ krokového motoru, částečně na stejném principu. Hybridní modely pracují na bázi jak paprskem a magnetické motory.

Rotor má téměř stejnou konstrukci jako reaktivní krokového motoru, ale vinutí jsou vyrobeny z mírně odlišné obvodu. Skutečnost, že každý pólový vinutí má jen jednu cívku (třífázový krokový motor). Není těžké uhodnout, že v modelech čtyři fáze již navinuta dvě cívky. Vinutí je prováděn bifilární schématu. Tato funkce je, že magnetické pole různých polarit (bipolární krokový motor) po excitaci cívek.