Mikä on askelmoottori, miksi sitä tarvitaan ja miten se toimii
DC-askelmoottoreita käytetään laajalti numeerisesti ohjatuissa koneissa ja robotiikassa. Tämän sähkömoottorin pääasiallinen ero on sen toiminnan periaate. Askelmoottorin akseli ei pyöri pitkään, vaan pyörii vain tietty kulma. Tämä varmistaa työkappaleen tarkan sijainnin tilassa. Tällaisen moottorin tehonsyöttö on erillistä, ts. Se suoritetaan pulsseilla. Nämä pulssit pyörittävät myös akselia tietyllä kulmalla, kutakin tällaista kiertoa kutsutaan askeleksi, tästä myös nimi. Usein nämä sähkömoottorit toimivat samanaikaisesti vaihdelaatikon kanssa asennuksen tarkkuuden ja akselin vääntömomentin parantamiseksi, ja anturilla, jolla seurataan akselin sijaintia tällä hetkellä. Nämä elementit ovat välttämättömiä pyörimiskulman siirtämiseksi ja muuntamiseksi. Tässä artikkelissa kerrotaan sivuston lukijoille Elecroexpert laitteesta, toimintaperiaatteesta ja askelmoottorien nimityksestä.
Kuinka askelmoottori toimii
Tyypillisesti se on harjaton synkroninen sähkömoottori. Koostuu staattori ja roottori. Roottorilla osiot sijoitetaan yleensä ja kootaan sähköteräslevyistä (kuvassa tämä on “hammaspyörä” osa), ja ne puolestaan on erotettu kestomagneeteilla. Staattorissa on erillisten käämien muodossa olevat käämit.
Toimintaperiaate
Askelmoottorin toiminnan voidaan tarkastella ehdollisessa mallissa. Asemassa 1 käämiin A ja B kohdistuu tietyn napaisuuden jännite. Seurauksena staattorissa syntyy sähkömagneettinen kenttä. Koska kiinnittyy erilaisiin magneettinapoihin, roottori ottaa asemansa magneettikentän akselia pitkin. Lisäksi moottorin magneettikenttä estää yrityksiä muuttaa roottorin sijaintia ulkopuolelta. Yksinkertaisin sanoin, staattorin magneettikenttä toimii pitäen roottorin muuttamasta ennalta määrättyä asemaansa (esimerkiksi akselin mekaanisten kuormitusten alaisena).
Jos käämille D ja C kohdistetaan saman napaisuuden jännite, sähkömagneettinen kenttä muuttuu. Tämä saa kestomagneettiroottorin pyörimään asentoon 2. Tässä tapauksessa pyörimiskulma on 90 °. Tämä kulma on roottorin nousu.
Asento 3 saadaan aikaan kääntämällä napaisuusjännite käämiin A ja B. Tällöin sähkömagneettisesta kentästä tulee vastakkainen kohtaan 1, moottorien roottori muuttuu ja kokonaiskulma on 180 °.
Kun käytetään kääntöpolariteetin jännitettä käämille D ja C, roottori pyörii kulmaan, joka on jopa 270 ° alkuperäiseen asentoon nähden. Kun positiivinen jännite on kytketty käämiin A ja B, roottori ottaa lähtöasentoonsa - se suorittaa 360 ° kierroksen.On pidettävä mielessä, että roottori liikkuu pienintä reittiä pitkin, ts. Asemasta 1 asemaan 4 roottori pyörii vasta väliaikaisten asemien 2 ja 3 ohittamisen jälkeen. Kun kytket käämit yhden aseman jälkeen, heti 4-asentoon, roottori kääntyy vastapäivään.
Tyypit ja tyypit napaisuuden tai käämin tyypin mukaan
Askelmoottoreissa käytetään bipolaarisia ja yksipolaarisia käämejä. Toimintaperiaatetta tarkasteltiin bipolaarisen koneen perusteella. Suunnittelu käsittää eri vaiheiden käytön käämien tehostamiseen. Piiri on hyvin monimutkainen ja vaatii kalliita ja tehokkaita ohjauskortteja.
Yksinkertaisempi ohjausjärjestelmä yksinapaisissa koneissa. Tällaisessa kaaviossa käämien alku on kytketty yhteiseen "plus": iin. Käämitysten toisiin päätelmiin miinus lisätään vuorotellen. Tämä varmistaa roottorin pyörimisen.
Bipolaariset askelmoottorit ovat tehokkaampia, niiden vääntömomentti on 40% enemmän kuin yksipolaarisissa. Yksipolaarisia sähkömoottoreita on paljon helpompaa käyttää.
Roottorin suunnittelumoottorit
Roottorirakenteen mukaan askelmoottorit jaetaan koneisiin:
- kestomagneetilla;
- jolla on muuttuva magneettinen vastus;
- hybridi.
Roottorin pysyvä magneettiaskelmoottori on järjestetty samalla tavalla kuin yllä tarkastelluissa esimerkeissä. Ainoa ero on, että oikeissa koneissa magneettien lukumäärä on paljon suurempi. Ne jaetaan yleensä jaetulla asemalla. Napojen lukumäärä nykyaikaisissa moottoreissa on 48. Yksi askel tällaisissa sähkömoottoreissa on 7,5 °.
Sähkömoottorit, joilla on muuttuva magneettinen vastus. Näiden koneiden roottori on valmistettu pehmeistä magneettiseoksista. Niitä kutsutaan myös "suihkumoottoriksi". Roottori on koottu yksittäisistä levyistä ja näyttää tässä yhteydessä hammaspyörältä. Tämä rakenne on välttämätön, jotta magneettinen vuoto sulkeutuu hammasten läpi. Tämän suunnittelun tärkein etu on lukitusmomentin puuttuminen. Tosiasia, että kestomagneeteilla varustettu roottori houkuttelee sähkömoottorin metalliosiin. Ja akselin kääntäminen ilman staattorin jännitettä on melko vaikeaa. Askelmoottorissa, jolla on muuttuva magneettinen vastus, tällaista ongelmaa ei ole. Pieni haitta on kuitenkin pieni vääntömomentti. Tällaisten koneiden kaltevuus on yleensä 5 ° - 15 °.
Hybridi askelmoottori on suunniteltu yhdistämään kahden edellisen tyypin parhaat ominaisuudet. Tällaisilla moottoreilla on pieni sävelkorkeus välillä 0,9-5 °, niillä on suuri momentti ja pitokyky. Tärkein plus on laitteen korkea tarkkuus. Tällaisia sähkömoottoreita käytetään nykyaikaisimmissa korkean tarkkuuden laitteissa. Huonot puolet voidaan lukea vain niiden korkeat kustannukset. Tämän laitteen roottori on rakenteellisesti magnetoitu sylinteri, jolla sijaitsevat magneettisesti pehmeät hampaat.
Esimerkiksi 200-vaiheisessa askelmoottorissa käytetään kahta hammaspyörää, joissa on 50 hammasta. Levyjä siirretään hampaan suhteen toisiinsa nähden siten, että positiivisen navan painos osuu negatiivisen ulkoneman kanssa ja päinvastoin. Tämän takia roottorissa on 100 napaa käänteisnapaisuudella.
Toisin sanoen sekä etelä- että pohjoisnavat voivat siirtyä staattoriin nähden 50 eri asennossa ja yhteensä 100. Ja neljännesvaiheen vaihesiirto antaa vielä 100 paikkaa, tämä tapahtuu peräkkäisellä herätyksellä.
SD-hallinta
Hallinta suoritetaan seuraavilla menetelmillä:
- Aalto. Tässä menetelmässä jännite kohdistetaan vain yhteen kelaan, johon roottori vetää. Koska kyseessä on vain yksi käämi, roottorin vääntömomentti on pieni eikä sovellu suurten voimien siirtämiseen.
- Koko askel. Tässä suoritusmuodossa kaksi käämiä herätetään kerralla, mikä varmistaa maksimaalisen vääntömomentin.
- Puoli askelta. Yhdistää kaksi ensimmäistä menetelmää.Tässä suoritusmuodossa jännite kohdistetaan ensin yhteen käämeistä ja sitten kahteen. Siten toteutetaan suurempi määrä askelmia ja suurin pitovoima, joka pysäyttää roottorin suurilla nopeuksilla.
- Mikrotestaus suoritetaan soveltamalla mikrotason pulsseja. Tämä menetelmä tarjoaa roottorin tasaisen pyörimisen ja vähentää nykäyksiä käytön aikana.
Askelmoottorien edut ja haitat
Tämän tyyppisten sähkökoneiden etuihin kuuluvat:
- korkea käynnistys, pysäytys, peruutusnopeudet;
- akseli pyörii ohjauslaitteen komennon mukaisesti ennalta määrätyssä kulmassa;
- paikan selkeä vahvistaminen pysähdyksen jälkeen;
- korkea paikannustarkkuus ilman tiukkoja palautetta koskevia vaatimuksia;
- korkea luotettavuus, koska keräilijä puuttuu;
- ylläpitämällä maksimimomenttia alhaisilla nopeuksilla.
haitat:
- mahdollisesti sijainti rikkominen akselin mekaanisen kuormituksen aikana on suurempi kuin sallittu tietylle moottorimallille;
- resonanssin todennäköisyys;
- monimutkainen ohjausjärjestelmä;
- alhainen pyörimisnopeus, mutta tätä ei voida katsoa johtuvan merkittävistä haitoista, koska askelmoottoreita ei käytetä vain pyörittämään mitään kuten HarjatonEsimerkiksi, mutta paikannusmekanismeille.
Askelmoottoria kutsutaan myös ”äärellisen roottorin asennon sähkömoottoriksi”. Tämä on tällaisten sähkökoneiden tehokkain ja samalla lyhyt määritelmä. Niitä käytetään aktiivisesti CNC-koneissa, 3D-tulostimissa ja roboteissa. Askelmoottorin pääkilpailija on servo, mutta jokaisella niistä on omat edut ja haitat, jotka määrittävät yhden tai toisen käytön tarkoituksenmukaisuuden kussakin tapauksessa.
Aiheeseen liittyvät materiaalit:
Ladataan...
