Кроковий двигун — це електродвигун, який перетворює електричну енергію на механічну, а його вихідний крутний момент і швидкість можна точно контролювати, керуючи джерелом живлення.
Я, переваги крокового двигуна
Висока точність
Кут повороту крокового двигуна пропорційний кількості вхідних імпульсів, тому можна точно контролювати кількість і частоту імпульсів для досягнення точного контролю положення та швидкості двигуна. Ця характеристика робить крокові двигуни чудовими в застосуваннях, що потребують високоточного позиціонування, таких як верстати з ЧПК, друкарські машини та текстильні машини.
Поступальні двигуни зазвичай мають точність від 3% до 5% за крок і не накопичують помилку з попереднього кроку до наступного, тобто вони не генерують кумулятивні помилки.
Висока керованість
Робота крокового двигуна досягається шляхом керування імпульсним струмом, тому керування двигуном може бути реалізовано за допомогою програмного забезпечення. Така програмованість дозволяє кроковим двигунам задовольняти потреби широкого спектру застосувань, таких як автоматизовані виробничі лінії, робототехніка та інші галузі.
Оскільки реакція крокового двигуна визначається лише вхідним імпульсом, може бути використаний контроль з відкритим циклом, що робить структуру двигуна простішою та менш дорогою для управління.
Високий крутний момент на низьких швидкостях
Крокові двигуни мають високий крутний момент на низьких швидкостях, що робить їх чудовими в застосуваннях, що потребують низької швидкості та високого крутного моменту, таких як автоматичні етикетувальні машини та пакувальні машини.
Крокові двигуни мають максимальний крутний момент у зупиненому стані, що робить їх перевагою в тих випадках, коли потрібна стабільність положення або стійкість до зовнішніх навантажень.
Висока надійність
Крокові двигуни не мають щіток, що зменшує несправності та шум через знос щіток. Це робить крокові двигуни дуже надійними, а термін служби двигуна значною мірою залежить від терміну служби підшипників.
Крокові двигуни мають просту структуру, що складається з трьох частин: самого двигуна, драйвера та контролера, що робить встановлення та обслуговування відносно простим.
Широкий діапазон швидкостей
Поступальні двигуни мають відносно швидкий діапазон швидкості, а швидкість двигуна може бути змінена, регулюючи частоту імпульсу.
Гарна реакція старт-стоп та реверс
Крокові двигуни швидко реагують на сигнали керування під час запуску та зупинки, а також підтримують високу точність і стабільність під час реверсу. Ця особливість робить кроковий двигун перевагою в умовах потреби частого запуску-зупинки та реверсу.
II, недоліки крокових двигунів
Легко втратити крок або переступити
Якщо крокові двигуни не керуються належним чином, вони схильні до перевищення або перевищення кроку. Перевищення кроку означає, що двигун не обертається відповідно до заданої кількості кроків, тоді як перевищення кроку означає, що двигун обертається більше, ніж задана кількість кроків. Обидва ці явища призводять до втрати точності позиціонування двигуна та впливають на продуктивність системи.
Генерація поза кроком і надмірним кроком пов'язана з такими факторами, як навантаження двигуна, швидкість обертання та частота та амплітуда контрольного сигналу.
Складність досягнення високих швидкостей обертання
Швидкість обертання крокового двигуна обмежена його принципом роботи, і зазвичай важко досягти високої швидкості обертання. Хоча швидкість двигуна можна збільшити, збільшивши частоту керуючого сигналу, занадто висока частота призведе до таких проблем, як нагрівання двигуна, підвищений шум і навіть може пошкодити двигун.
Тому, під час використання крокових двигунів необхідно вибрати відповідний діапазон швидкостей відповідно до вимог застосування та уникати роботи на високих швидкостях протягом тривалого часу.
Чутливий до змін навантаження
Крокові двигуни потребують контролю кількості та частоти імпульсів струму в режимі реального часу під час роботи, щоб забезпечити точний контроль положення та швидкості. Однак у разі великих змін навантаження імпульс керуючого струму буде порушений, що призведе до нестабільного руху та навіть неконтрольованого крокування.
Для вирішення цієї проблеми система управління замкнутим циклом може бути використана для моніторингу положення та швидкості двигуна та регулювання контрольного сигналу відповідно до фактичної ситуації.
Низька ефективність
Оскільки крокові двигуни керуються між постійним зупинкою та пуском, їхня ефективність відносно низька порівняно з іншими типами двигунів (наприклад, двигунами постійного струму, двигунами змінного струму тощо). Це означає, що крокові двигуни споживають більше енергії за тієї ж вихідної потужності.
Для підвищення ефективності крокових двигунів можна використовувати такі заходи, як оптимізація алгоритмів контролю та зменшення втрат двигуна.
III, сфера застосування крокових двигунів:
Постійні двигуни широко використовуються в багатьох галузях через їх унікальні переваги та певні обмеження.
Робототехніка та системи автоматизації
Крокові двигуни широко використовуються в промислових роботах, автоматизованих виробничих лініях та інших галузях. Вони можуть точно контролювати швидкість і напрямок руху роботів, а також реалізовувати високоточне позиціонування та швидку реакцію в автоматизованих виробничих процесах.
Верстати з ЧПК
Принтери
Постійні двигуни використовуються для контролю руху друкованої головки в таких пристроях, як струменеві та лазерні принтери.
Медичні прилади
Крокові двигуни використовуються в медичному обладнанні для візуалізації (наприклад, рентгенівських апаратах, комп'ютерних томографах тощо) для керування рухом рамки сканування. Завдяки точному керуванню рухом двигуна можна досягти швидкого та точного отримання зображень пацієнта. Ця особливість робить крокові двигуни важливими в медичному обладнанні.
Аерокосмічна галузь
Постійні двигуни використовуються для контролю руху приводів у аерокосмічному обладнанні, таких як контроль за супутницею та ракетні рушійні системи.
Розважальне та ігрове обладнання
Крокові двигуни використовуються для керування рухом виконавчих механізмів у таких пристроях, як лазерні гравери, 3D-принтери та ігрові контролери. У цих пристроях точне керування кроковими двигунами є критично важливим для досягнення високої якості продукту та чудового користувацького досвіду.
Освіта та дослідження
Постійні двигуни використовуються для контролю експериментальних платформ у таких сценаріях, як лабораторні інструменти та навчальна техніка.
Підсумовуючи, що крокові двигуни мають переваги високої точності, керованості, низької швидкості та високого крутного моменту та високої надійності, але вони також мають недоліки, що легко не вистачає кроку або поза кроком, важко досягти високих обертань, чутливих до змін та низької ефективності.
Час публікації: 14 листопада 2024 р.