Корачни мотор је такође познат као импулсни мотор или корачни мотор. Он напредује за одређени угао сваки пут када се стање побуде промени у складу са улазним импулсним сигналом и остаје у фиксној позицији када стање побуде остане непромењено. Дакле, корачни мотор може да конвертује улазни импулсни сигнал у одговарајући угаони померај за излаз. Контролисањем броја улазних импулса може се тачно одредити угаони померај излаза да би се постигла функција позиционирања; и контролом фреквенције улазних импулса, угаона брзина излаза се може прецизно контролисати да би се постигла сврха регулације брзине. Стога се корачни мотори могу узети у обзир када је потребно прецизно позиционирање или контрола брзине.
1.1 Класификација корачних мотора
Постоје три типа корачних мотора: реактивни (ВР тип), перманентни магнет (ПМ тип) и хибридни (ХБ тип).
Корак са трајним магнетом је углавном двофазни, обртни момент и запремина су мали, а угао корака је углавном 7,5 степени или 15 степени, што се углавном користи у јефтиним потрошачким производима.
Реактивно корачање је углавном трофазно, што може постићи велики излазни обртни момент. Угао корака је генерално 1,5 степени, али су бука и вибрације веома велики. Елиминисана је у развијеним земљама попут Европе и Сједињених Држава 1980-их.
Хибридни степпинг се односи на мешање предности трајног магнета и реактивног. Дели се на двофазни, трофазни и петофазни. Двофазни угао корака је генерално 1,8 степени, а трофазни угао корака је 0,9 степени. Петофазни угао корака је углавном 0.72 степена. Хибридни корачни мотор комбинује предности прва два типа корачних мотора. Тренутно, корачни мотори који се користе у домаћој индустрији производње опреме су у основи хибридни корачни мотори.
Стога се доле описани корачни мотори називају „хибридни корачни мотори“.
1.2 Структура корачног мотора
Корачни мотор се састоји од ротора (језгро ротора, перманентни магнет, ротирајуће вратило, куглични лежај), статора (намотај, језгро статора), предњег и задњег поклопца, итд. Најтипичнији двофазни хибридни корачни мотор има 8 великих зуба , 40 малих зуба у статору и 50 малих зуба у ротору; статор трофазног мотора има 9 великих зуба, 45 малих зуба, а ротор има 50 малих зуба. зуб.
Слика 1 Шематски дијаграм састава корачног мотора
1.3 Принцип управљања корачним мотором
Корачни мотор не може директно да се повеже на напајање да би радио, нити може директно да прима електричне импулсне сигнале. Мора да комуницира са напајањем и контролером преко посебног интерфејса — драјвера корачног мотора. Погон корачног мотора (погледајте слику 2) се углавном састоји од прстенастог разводника и кола за појачало снаге. Прстенасти дистрибутер прима контролне сигнале од контролера. Сваки пут када се прими импулсни сигнал, излаз прстенастог дистрибутера ће се једном конвертовати, тако да присуство или одсуство импулсног сигнала и фреквенције могу одредити брзину корачног мотора, убрзање или успоравање, старт или заустављање. Прстенасти дистрибутер такође мора да надгледа сигнал смера контролера да би утврдио да ли је прелаз његовог излазног стања позитиван или обрнути низ, одређујући на тај начин смер корачног мотора.
Слика 2 Шема управљања корачним мотором
2 Главни параметри корачног мотора
2.1 Број оквира углавном укључује 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86 и тако даље.
2.2 Број фаза Број намотаја унутар корачног мотора. Број фаза корачног мотора углавном укључује две фазе, три фазе и пет фаза. Корачни мотор који се користи у Кини је углавном двофазни, а трофазни се такође користи у неким апликацијама. У Јапану се више користе петофазни корачни мотори.
2.3 Угао корака Одговара улазу импулсног сигнала, угаони померај ротора мотора. Формула за израчунавање угла корака корачног мотора је следећа:
У формули: - угао корака корачног мотора; м - број фаза корачног мотора; - број зубаца ротора корачног мотора.
Према горњој формули прорачуна, углови корака двофазних, трофазних и петофазних корачних мотора су 1,80, 1,20 и 0,72 степена респективно.
2.4 Обртни момент (статички обртни момент) односи се на обртни момент при којем статор закључава ротор када се намотај статора мотора напаја називном струјом, али се ротор не ротира. Обртни момент држања је најважнији параметар корачног мотора и главна је основа за избор мотора.
2.5 Закретни момент Односи се на обртни момент потребан за ротацију ротора спољном силом када мотор нема струју. Овај обртни момент је један од показатеља перформанси мотора. С обзиром да су остали параметри исти, што је мањи обртни момент, то је мањи „ефекат зупчаника“, што је корисније за стабилност мотора при малој брзини.
2.6 Карактеристика обртног момента-фреквенције Углавном се односи на карактеристику извлачења обртног момента-фреквенције, максимални обртни момент који мотор може да поднесе без губитка корака када мотор ради стабилно при одређеној брзини. Крива момент-фреквенција се користи за описивање односа између максималног обртног момента и брзине (фреквенције) без губитка корака. Крива обртни момент-фреквенција је важан параметар корачног мотора и једна је од главних основа за избор мотора. Карактеристична крива момент-фреквенција (видети слику 3).
Слика 3 Крива момент-фреквенција корачног мотора
2.7 Називна струја Делотворна вредност струје намотаја мотора потребна за одржавање називног обртног момента.
Слика 4 Табела параметара корачног мотора (извод из општег каталога Леисаи интелигентних корачних производа 2021-2022)
3 Кораци избора корачног мотора
Брзина корачног мотора који се користи у индустријским апликацијама је чак 600 ~ 1500, а што је већа брзина, може се узети у обзир погон корачног мотора затворене петље, или је прикладнија шема серво погона. Кораци избора корачног мотора (погледајте слику 5).
Слика 5 Кораци избора корачног мотора
3.1 Избор угла корака
Као што је поменуто у 1.1, према броју фаза мотора, постоје три угла корака: 1,80 (двофазни), 1,20 (трофазни) и 0,72 степена (петофазни). Наравно, тачност петофазног угла корака је највећа, али његов мотор и драјвер су скупи, тако да се ретко користи у Кини. Поред тога, сви тренутни маинстреам драјвери корака користе технологију погона за подразделке. Испод 8 подела, тачност угла корака поделе и даље може бити загарантована, тако да ако узмете у обзир само индекс тачности угла корака, петофазни корак Мотор се може заменити двофазним или трофазним корачним мотором.
На пример, у апликацији са оптерећењем завртњем са каблом од 5 мм, ако се користи двофазни корачни мотор и драјвер је подешен на 8 подподела, број импулса по обртају мотора је 200×8=1600 , а еквивалент импулса је 5 ÷1 600=0 .00313 мм=3 .13 , ова прецизност може да испуни већину захтева примене.
3.2 Избор статичког обртног момента (момент задржавања)
Често коришћени механизми за пренос оптерећења укључују синхроне каишеве, вијчане шипке, летве и зупчанике, итд. Прво израчунајте оптерећење машине (углавном момент убрзања плус обртни момент трења) и претворите га у потребан обртни момент на осовини мотора. Затим, према максималној брзини рада коју мотор захтева, корачни мотор са одговарајућим обртним моментом се бира за следећа два различита случаја употребе:
(1) За примену потребне брзине мотора испод 300: ако се оптерећење машине конвертује у захтевани обртни момент на вратилу мотора, тада се обртни момент оптерећења множи фактором сигурности СФ (обично 1,5 ~ 2,0), односно, потребан обртни момент корачног мотора.
(2) За апликације где је потребна брзина мотора већа од 300: подесите максималну брзину, ако се оптерећење машине конвертује у потребни обртни момент на вратилу мотора, тада се обртни момент оптерећења множи са фактором сигурности СФ (обично 2,5 ~ 3.5 ) за добијање обртног момента. Позивајући се на слику 6, првобитно је одабран одговарајући модел. Затим проверите и упоредите на кривој обртни момент-фреквенција: На кривој обртни момент-фреквенција, користите потребну максималну брзину да бисте утврдили да је максимални обртни момент ван корака који одговара максималној брзини 20 процената или више. У супротном, потребно је поново изабрати мотор са већим моментом задржавања, и поново проверити и упоредити према криву момент-фреквенција новоизабраног мотора.
3.3 Избор величине оквира мотора
Што је већи оквир мотора, већи је његов обртни момент. Уобичајене величине оквира и распони обртног момента за корачне моторе (погледајте слику 6).
Слика 6. Уобичајене величине оквира корачних мотора и њихови обртни моменти
Према обртном моменту који је израчунат у кораку (2), изаберите одговарајућу величину рама и специфичне спецификације одговарајућег мотора са слике 4.
3.4 Изаберите одговарајући корачни драјвер према називној струји
На пример, ако је називна струја мотора 57ЦМ23 5А, максимална дозвољена струја драјвера коју одаберете треба да буде већа од 5А (имајте на уму да је то РМС вредност уместо вршне вредности), у супротном, ако изаберете драјвер са максималном струјом од само 3А, тада Максимални излазни обртни момент мотора може бити само око 60 процената!
