كيف يعمل محرك السائر باختصار؟

يقوم المحرك المتدرج بتحويل النبضات الكهربائية إلى حركة تدريجية دقيقة من خلال تنشيط الملف الذي يتم التحكم فيه من أجل تحديد موضع دقيق، كما توفر المحركات المتدرجة المخصصة OEM/ODM تصميمات مخصصة (على سبيل المثال، الأعمدة، والمبيتات، وعلب التروس، وأجهزة التشفير) التي تعمل على تحسين الأداء والتكامل والموثوقية لتطبيقات صناعية محددة.

يعمل محرك السائر عن طريق تحويل النبضات الكهربائية إلى حركة ميكانيكية دقيقة ومتزايدة . بدلاً من الدوران بحرية مثل محرك التيار المستمر القياسي، فإنه يدور بزوايا خطوة ثابتة ، ويتحرك 'خطوة' واحدة في كل مرة. يتم إنشاء كل خطوة عندما يتم تنشيط الملفات الداخلية للمحرك بتسلسل متحكم فيه، مما ينتج عنه مجال مغناطيسي دوار يسحب الدوار إلى الموضع المستقر التالي.

هذا المفهوم البسيط هو السبب وراء استخدام محركات السائر على نطاق واسع في أتمتة , آلات CNC , والطابعات ثلاثية الأبعاد , الأجهزة الطبية , وأنظمة تعبئة وتطبيقات تحديد المواقع الدقيقة.

مبدأ عمل المحرك السائر (قصير ودقيق)

مبدأ عمل محرك السائر على يعتمد الكهرومغناطيسية وتنشيط الملف المتسلسل :

• يحتوي المحرك على ملفات ثابتة متعددة (ملفات) مرتبة على مراحل.

• يرسل جهاز التحكم نبضات كهربائية إلى هذه الملفات بترتيب معين.

• تخلق كل نبضة مجالًا مغناطيسيًا يجذب الدوار.

• يصطف الدوار مع القطب الثابت المنشط.

• عندما يتم تنشيط الملف التالي، يتحرك الدوار إلى الموضع التالي.

كل نبضة تساوي حركة ميكانيكية معروفة ، مما يسمح لمحركات السائر بتوفير موضع قابل للتكرار دون الحاجة إلى مستشعر ردود الفعل في العديد من التطبيقات.

أنواع المحركات السائر المخصصة لتطبيقات صناعة الأحمال الثقيلة

خدمة المحركات السائر المخصصة والتكامل لصناعة الأحمال الثقيلة

كشركة مصنعة محترفة لمحركات التيار المستمر بدون فرش مع 13 عامًا في الصين، تقدم Jkongmotor العديد من محركات bldc بمتطلبات مخصصة، بما في ذلك 33 42 57 60 80 86 110 130 مم، بالإضافة إلى ذلك، تعتبر علب التروس والفرامل وأجهزة التشفير ومحركات المحركات بدون فرش وبرامج التشغيل المدمجة اختيارية.

محرك متدرج مخصص وحلول مناسبة لصناعة الأحمال الثقيلة عمود

تقدم Jkongmotor العديد من خيارات العمود المختلفة لمحركك بالإضافة إلى أطوال العمود القابلة للتخصيص لجعل المحرك يناسب تطبيقك بسلاسة.

المكونات الرئيسية داخل محرك السائر

تم بناء المحرك المتدرج من عدة أجزاء أساسية تعمل معًا لإنشاء دوران دقيق خطوة بخطوة . وفيما يلي أهم المكونات الداخلية:

1) الجزء الثابت (القلب الثابت)

الجزء الثابت هو الجزء الخارجي الثابت للمحرك. يحتوي على ملفات كهرومغناطيسية متعددة (لفات) مرتبة على مراحل. عندما يتدفق التيار عبر هذه اللفات، يولد الجزء الثابت مجالًا مغناطيسيًا يتحكم في حركة العضو الدوار.

2) الدوار (العنصر الدوار)

الجزء الدوار هو مكون العمود المتحرك الذي يدور استجابة للمجال المغناطيسي للجزء الثابت. اعتمادًا على تصميم المحرك، يمكن أن يكون الدوار:

• دوار المغناطيس الدائم (يستخدم المغناطيس لمحاذاة أقوى)

• الدوار ذو الأسنان الحديدية الناعمة (يعتمد على التردد المغناطيسي)

• الدوار الهجين (يجمع بين المغناطيس والأسنان للحصول على دقة وعزم دوران أعلى)

3) رمح

يتم توصيل العمود بالدوار ويقوم بنقل الحركة الدورانية للمحرك إلى الحمل الخارجي، مثل البكرة أو المسمار الرصاصي أو الترس أو أداة التوصيل.

4) المحامل

تدعم عالية الجودة المحامل العمود وتسمح بالدوران السلس مع تقليل الاحتكاك والاهتزاز والتآكل الميكانيكي.

5) اللفات (ملفات)

المحرك ملفات عبارة عن ملفات نحاسية تصبح مغناطيسًا كهربائيًا عند تنشيطها. إن التنشيط المتحكم فيه لهذه اللفات هو ما يخلق حركة التدرج.

6) المراحل

تنقسم محركات السائر إلى مراحل (عادة ثنائية الطور أو رباعية الطور ). يؤثر عدد المراحل على كيفية قيادة المحرك، بما في ذلك دقة الخطوة وإخراج عزم الدوران.

7) الأسنان (هيكل القطب)

العديد من محركات السائر، وخاصة محركات السائر الهجينة ، تستخدم أسنانًا دقيقة على أقطاب الجزء المتحرك والجزء الثابت. تتحسن هذه الأسنان:

• دقة تحديد المواقع

• استقرار عزم الدوران

• قرار الخطوة

8) الإطار والإسكان

يحافظ المحرك إطار على جميع المكونات في محاذاة ويوفر القوة الهيكلية. كما أنه يساعد في تبديد الحرارة ، وهو أمر مهم لأن المحركات السائر غالبًا ما تعمل تحت تيار مستمر.

9) موصل وأسلاك الرصاص

تستخدم محركات السائر أسلاك توصيل خارجية (عادة 4، 6، أو 8 أسلاك) لتوصيل ملفات الجزء الثابت بمحرك السائر ، مما يتيح أوضاع توصيل مختلفة مثل تكوينات ثنائية القطب أو أحادية القطب.

يلعب كل مكون من هذه المكونات دورًا مباشرًا في تقديم حركة دقيقة ومتكررة ، ولهذا السبب يتم استخدام المحركات السائر على نطاق واسع في الأتمتة، وآلات CNC، والروبوتات، وأنظمة تحديد المواقع الدقيقة.

كيف تتحرك المحركات السائر الهجينة ذات الطورين خطوة بخطوة (من النبض إلى الحركة)

النبضات الكهربائية يتحرك محرك السائر عن طريق تحويل إلى خطوات ميكانيكية يمكن التحكم فيها . بدلاً من الدوران المستمر، فإنه يدور بزيادات صغيرة وثابتة ، مما يسمح بتحديد موضع دقيق.

فيما يلي عملية الحركة خطوة بخطوة:

1) يرسل جهاز التحكم نبضًا

تقوم وحدة التحكم في الحركة (PLC، أو لوحة CNC، أو وحدة التحكم الدقيقة) بإرسال إشارة STEP إلى سائق السائر.

تمثل كل نبضة خطوة واحدة (أو خطوة صغيرة واحدة إذا تم تمكين الخطوة الدقيقة).

2) يقوم السائق بتنشيط ملفات الجزء الثابت

يقوم سائق السائر بإمداد التيار إلى للمحرك اللفات الثابتة بنمط معين. وهذا يخلق قويًا مجالًا كهرومغناطيسيًا داخل المحرك.

3) يتكون قطب مغناطيسي

عندما يتم تغذية الملف فإنه يصبح قطبا مغناطيسيا (شمالا أو جنوبا). يتمتع المحرك الآن بوضعية 'الهدف' المغناطيسية النشطة.

4) محاذاة الدوار للمجال المغناطيسي

يتم سحب الجزء الدوار (المغناطيسي أو الدوار المسنن) إلى محاذاة مع عمود الجزء الثابت النشط.

هذه المحاذاة هي للمحرك موضع الخطوة المستقر .

5) النبضة التالية تغير المجال المغناطيسي

عندما تصل النبضة التالية، يقوم السائق بتنشيط الملف التالي (أو مجموعة الملف). ينزاح المجال المغناطيسي للأمام خطوة واحدة.

6) يتحرك الدوار إلى الخطوة التالية

يتبع الدوار المجال المغناطيسي المتغير ويدور إلى الموضع المستقر التالي.

وهذا ينتج حركة خطوة دقيقة.

7) النبضات المستمرة تخلق دورانًا مستمرًا

من خلال إرسال نبضات بشكل مستمر، يستمر المحرك في التحرك للأمام ويبدو أنه يدور بسلاسة.

ما الذي يحدده التحكم في النبض؟

• عدد النبض = الموقع (إلى أي مدى يتحرك)

• تردد النبض = السرعة (مدى سرعة حركته)

• ترتيب المرحلة = الاتجاه (للأمام أو للخلف)

ولهذا السبب يتم استخدام المحركات السائر على نطاق واسع للتحكم الدقيق والمتكرر في الحركة في تطبيقات مثل آلات CNC والطابعات ثلاثية الأبعاد والروبوتات وأنظمة تحديد المواقع الآلية.

تسلسلات خطوات محرك السائر OEM (خطوة كاملة، نصف خطوة، خطوة دقيقة)

تحدد الطريقة التي يتم بها تنشيط الملفات جودة الحركة وعزم الدوران والنعومة.

محرك كامل الخطوة

تعمل القيادة كاملة الخطوات على تحريك الدوار بزيادات خطوة قياسية.

المزايا

• عزم دوران قوي

• منطق التحكم البسيط

• حركة مستقرة بسرعات منخفضة

الأفضل ل

• أنظمة تحديد المواقع الأساسية

• أتمتة منخفضة التكلفة

• جداول الفهرسة

محرك نصف خطوة

يتناوب محرك نصف الخطوة بين تنشيط مرحلة واحدة ومرحلتين، مما يؤدي إلى إنشاء خطوات أصغر.

المزايا

• دقة أعلى من الخطوة الكاملة

• حركة أكثر سلاسة

• تحسين التحكم في أنظمة السرعة المتوسطة

الأفضل ل

• الطابعات

• الروبوتات الخفيفة

• أنظمة وضع العلامات والتوزيع

خطوة صغيرة

يقوم Microstepping بتقسيم كل خطوة كاملة إلى العديد من الخطوات الدقيقة الأصغر باستخدام أشكال الموجات الحالية التي يتم التحكم فيها.

المزايا

• حركة سلسة للغاية

• انخفاض الاهتزاز والضوضاء

• أداء أفضل عند السرعات المنخفضة

الأفضل ل

• طابعات ثلاثية الأبعاد

• آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

• تحديد المواقع البصرية

• المحركات الخطية الدقيقة

يعمل Microstepping على تحسين السلاسة ولكنه قد يقلل من عزم الدوران القابل للاستخدام لكل خطوة صغيرة اعتمادًا على الحمل والضبط.

كيف تعمل سرعة محرك السائر (شرح بسيط)

من خلال سرعة محرك السائر يتم التحكم في تردد نبضات الإدخال المرسلة من وحدة التحكم إلى السائق. نظرًا لأن محرك السائر يتحرك بزيادات ثابتة، كلما زادت سرعة وصول النبضات، زادت سرعة دوران المحرك.

1) تردد النبض يتحكم في السرعة

• معدل نبض منخفض ← خطوة بطيئة ← عدد دورات منخفض في الدقيقة

• معدل نبض مرتفع ← خطوة سريعة ← دورة في الدقيقة أعلى

بعبارات بسيطة: المزيد من النبضات في الثانية = المزيد من الخطوات في الثانية = سرعة أعلى.

2) تحدد زاوية الخطوة عدد النبضات لكل ثورة

تحدد المحرك زاوية خطوة عدد الخطوات اللازمة لإكمال دورة واحدة كاملة.

مثال:

• زاوية الخطوة 1.8 درجة = 200 خطوة لكل ثورة

• إذا أرسل جهاز التحكم 200 نبضة ، فإن المحرك يكمل دورة واحدة كاملة

لذا، تعتمد السرعة على مدى سرعة توصيل تلك النبضات.

3) Microstepping يغير دقة السرعة

باستخدام الخطوات الدقيقة ، يتم تقسيم الخطوة الكاملة إلى خطوات أصغر (خطوات صغيرة)، مثل:

• 1/2 خطوة

• 1/4 خطوة

• 1/8 خطوة

• 1/16 خطوة

وهذا يجعل الحركة أكثر سلاسة، ولكنه يعني أيضًا أن هناك حاجة إلى المزيد من النبضات لكل دورة ، مما يؤثر على كيفية حساب السرعة.

4) مسائل التسريع

لا يمكن لمحركات السائر القفز على الفور من السرعة المنخفضة إلى السرعة العالية تحت الحمل. إذا زاد تردد النبض بسرعة كبيرة، فقد يؤدي المحرك إلى:

• كشك

• تذبذب

• تفقد الخطوات

ولهذا السبب تستخدم أنظمة السائر منحدرات التسارع والتباطؤ للحركة المستقرة.

5) الحد الأقصى للحمل وعزم الدوران للسرعة

ومع زيادة السرعة، يقل عزم الدوران المتوفر. يمكن أن تؤدي الأحمال الثقيلة أو الاحتكاك العالي أو الضبط السيئ إلى تقليل السرعة التي يمكن تحقيقها للمحرك والتسبب في فقدان الخطوات.

باختصار: يتم تحديد سرعة محرك السائر من خلال مدى سرعة إرسال نبضات الخطوة ، بينما يعتمد الأداء الحقيقي على زاوية الخطوة، وإعدادات الخطوات الدقيقة، وملف التسارع، وعزم دوران الحمل.

كيف المحرك السائر المخصص يعمل اتجاه

من خلال اتجاه محرك السائر يتم التحكم في الترتيب الذي يتم به تنشيط ملفات الجزء الثابت (الأطوار) . يدور المحرك للأمام أو للخلف اعتمادًا على تسلسل الطور الناتج عن محرك السائر.

1) تسلسل تنشيط الملف يتحكم في الدوران

داخل المحرك، يقوم السائق بتبديل التيار عبر الملفات بنمط محدد:

• ترتيب الطور الطبيعي → يتبع الدوار المجال المغناطيسي الدوار → الدوران الأمامي

• ترتيب الطور المعكوس ← المجال المغناطيسي يدور في الاتجاه المعاكس ← الدوران العكسي

لذا، فإن تغيير الاتجاه هو ببساطة مسألة عكس تسلسل تنشيط الملف.

2) إشارة DIR تحدد الاتجاه

تستخدم معظم برامج تشغيل السائر مدخلين للتحكم:

• STEP = كم عدد الخطوات للتحرك

• DIR = الاتجاه الذي يجب التحرك فيه

عندما تقوم وحدة التحكم بتغيير إشارة DIR ، يقوم السائق بعكس تسلسل الطور، ويقوم المحرك على الفور بتغيير اتجاه الدوران.

3) الاتجاه مستقل عن السرعة

يمكن للمحرك أن يدور للأمام أو للخلف بأي سرعة طالما:

• يتبع السائق تسلسل الخطوات الصحيح

• المحرك لديه عزم دوران كافٍ للحمل

باختصار: يغير محرك السائر اتجاهه عن طريق عكس ترتيب تنشيط ملفاته ، مما يعكس المجال المغناطيسي الدوار ويجبر الجزء المتحرك على التحرك في الاتجاه المعاكس.

عقد عزم الدوران: لماذا يمكن للمحركات الخطوية ثنائية القطب أو أحادية القطب 'القفل' في مكانها

إحدى المزايا الرئيسية للمحرك السائر هي قدرته على الاحتفاظ بوضعية ثابتة دون دوران مستمر . ويرجع ذلك إلى الاحتفاظ بعزم الدوران ، والذي يسمح للمحرك 'بقفل' الدوار في مكانه عند تنشيط الملفات، حتى لو لم يتم إصدار أمر بالحركة.

1) ما هو عقد عزم الدوران؟

إن عزم الدوران هو مقدار القوة الدورانية التي يمكن للمحرك مقاومتها أثناء ثباته مع تشغيل اللفات. يحدث ذلك لأن الجزء الثابت المنشط يخلق مجالًا مغناطيسيًا يحافظ على محاذاة الجزء المتحرك مع الخطوة الحالية.

• يتم الدوار مغناطيسيًا 'قفل' في موضعه

• ليست هناك حاجة إلى فرامل ميكانيكية إضافية

• يقاوم عزم الدوران القوى الخارجية التي تحاول تحريك العمود

2) لماذا تشغل محركات السائر مكانتها؟

على عكس محركات التيار المستمر، لا تعتمد المحركات السائرة على الزخم أو الاحتكاك. عندما يتدفق التيار من خلال اللفات:

• يصطف الدوار مع القطب المغناطيسي النشط

• يبقى الجزء المتحرك في هذا الوضع حتى تغير النبضة التالية تسلسل الطور

وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي يكون فيها تحديد الموقع الدقيق والاستقرار أمرًا بالغ الأهمية.

3) العوامل المؤثرة على عزم الدوران

يعتمد عزم الدوران الفعلي على عدة عوامل:

• حجم المحرك - تنتج المحركات الأكبر عمومًا عزم دوران أعلى

• المستوى الحالي - يزيد تيار اللف الأعلى من السحب المغناطيسي

• نوع المحرك - عادةً ما تتمتع محركات السائر الهجينة بعزم دوران أقوى من أنواع المغناطيس الدائم

• درجة الحرارة - الحرارة الزائدة يمكن أن تقلل من عزم الدوران

4) تطبيقات عقد عزم الدوران

يسمح عزم الدوران الثابت للمحركات السائر بالحفاظ على موضعها بدون أجهزة إضافية:

• آلات المحور العمودي – تمنع سقوط الحمولة

• محاور الطابعة CNC و3D - تحافظ على الأداة أو النظام الأساسي في مكانه بدقة

• جداول الفهرسة وأنظمة التعبئة والتغليف – تأمين المنتجات أثناء المعالجة

• الأذرع الآلية – تحافظ على وضع المفصل تحت الحمل

باختصار: يمكن لمحركات السائر 'التثبيت' في مكانها لأن ملفات الجزء الثابت النشطة تخلق قوة إمساك مغناطيسية ، والتي تعمل على محاذاة الجزء الدوار وتثبيته عند خطوة دقيقة. توفر هذه الميزة الفريدة الاستقرار وتحديد المواقع بشكل متكرر في العديد من تطبيقات الأتمتة والدقة.

لماذا تعتبر المحركات السائر دقيقة للغاية دون أي تعليقات؟

تُعرف المحركات السائرية بدقتها العالية وقابليتها للتكرار ، حتى في أنظمة الحلقة المفتوحة التي لا تستخدم التغذية الراجعة للموضع. تأتي هذه الدقة من للمحرك التشغيل المتأصل ، حيث تتوافق كل نبضة إدخال مع دوران زاوي ثابت.

1) عد النبض يحدد الموضع

كل نبضة يتم إرسالها إلى محرك متدرج تحرك الجزء المتحرك بزاوية خطوة محددة :

• 1.8 درجة لكل خطوة → 200 خطوة لكل ثورة

• 0.9 درجة لكل خطوة → 400 خطوة لكل ثورة

من خلال حساب عدد النبضات ، 'تعرف' وحدة التحكم الموقع الدقيق للدوار دون الحاجة إلى جهاز استشعار. وهذا يجعل النظام قابلاً للتنبؤ به وقابل للتكرار بدرجة كبيرة.

2) حركة الخطوة الثابتة

نظرًا لأن الدوار يتحرك في خطوات منفصلة ، ​​فإنه يمكنه الوصول بدقة إلى أي موضع طالما:

• المحرك لا يتخطى الخطوات

• الحمل ضمن قدرة عزم الدوران

• التسارع والتباطؤ بشكل صحيح تتم إدارة

هذه الحركة المبنية على الخطوة هي سبب تفوق المحركات السائر في التطبيقات التي تتطلب فهرسة دقيقة ومحاذاة وحركة متكررة.

3) لا حاجة إلى برنامج تشفير للعديد من التطبيقات

على عكس محركات التيار المستمر، التي تعتمد على أنظمة التغذية المرتدة لتصحيح أخطاء الموضع، يمكن للمحركات السائر أن تعمل بشكل موثوق في أنظمة الحلقة المفتوحة:

• يقلل من التكلفة والتعقيد

• يبسط بنية التحكم

• يوفر موقعًا موثوقًا للطابعات ثلاثية الأبعاد وآلات CNC وأنظمة التشغيل الآلي

4) العوامل التي قد تتطلب ردود فعل

على الرغم من أن المحركات السائرية تكون دقيقة بدون ردود فعل، إلا أن بعض الأنظمة عالية الطلب قد تستمر في استخدام أجهزة التشفير من أجل:

• كشف الخطوات الفائتة تحت الحمل الثقيل

• تحسين التزامن في الأنظمة متعددة المحاور

• تحسين عزم الدوران والتسارع لملفات الحركة المعقدة

باختصار: تحقق المحركات السائر دقة عالية دون ردود فعل لأن كل نبضة كهربائية تحرك الدوار بزاوية ثابتة ومعروفة ، مما يسمح بتحديد موضع دقيق فقط من خلال عد النبضات وتنشيط الأطوار بشكل متحكم فيه . وهذا يجعلها مثالية للتحكم في الحركة المتكرر والمتوقع في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية وتطبيقات الأتمتة.

أنواع المحركات السائرة وكيف تختلف

تأتي المحركات الخطوية في عدة أنواع، كل منها مصمم لتحسين عزم الدوران والدقة والكفاءة لتطبيقات محددة. يساعد فهم الاختلافات المهندسين على اختيار المحرك المناسب لنظامهم.

1) محرك السائر ذو المغناطيس الدائم (PM).

تصميم: 

يستخدم دوارًا مغناطيسيًا دائمًا وجزءًا ثابتًا بسيطًا بلفات متعددة.

صفات:

• عزم دوران معتدل عند السرعات المنخفضة

• تصميم بسيط وبأسعار معقولة

• عادةً ما تكون دقة الخطوة أقل من الأنواع المختلطة

الأفضل لـ:

• أنظمة تحديد المواقع منخفضة التكلفة

• معدات التشغيل الآلي الصغيرة

• الروبوتات الخفيفة

2) محرك السائر ذو التردد المتغير (VR).

تصميم: 

الدوار مصنوع من الحديد الناعم مع أسنان ، بدون مغناطيس. يولّد الجزء الثابت مجالًا مغناطيسيًا يعمل على محاذاة الجزء المتحرك إلى أقرب مسار منخفض التردد.

صفات:

• استجابة سريعة والقصور الذاتي الدوار المنخفض

• حركة سلسة بسرعات معتدلة

• يتطلب تحكمًا دقيقًا في السائق

الأفضل لـ:

• التطبيقات التي تحتاج إلى خطوة سريعة

• مهام تحديد المواقع ذات الكتلة المنخفضة

• الآلات الآلية البسيطة

3) محرك السائر الهجين

تصميم: 

يجمع بين المغناطيس الدائم والدوار المسنن ، مما يخلق بنية هجينة عالية الدقة.

صفات:

• كثافة عزم دوران عالية

• دقة ودقة خطوة عالية

• التشغيل السلس بسرعات منخفضة ومعتدلة

• نوع المحرك السائر الأكثر استخدامًا على نطاق واسع

الأفضل لـ:

• آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

• طابعات ثلاثية الأبعاد

• الأسلحة الروبوتية

• أتمتة عالية الدقة

4) التكوين أحادي القطب مقابل التكوين ثنائي القطب

يمكن أن تختلف محركات السائر أيضًا في نمط الأسلاك:

• أحادي القطب: يتدفق التيار في اتجاه واحد لكل ملف، محرك أبسط، وعزم دوران أقل قليلاً

• ثنائي القطب: انعكاس التيار في الملفات، وعزم دوران أعلى، يتطلب محركًا أكثر تعقيدًا

التأثير: يؤثر تكوين الأسلاك على محرك إخراج عزم الدوران , تعقيد وأداء الخطوات الدقيقة.

باختصار: تختلف أنواع المحركات السائر الرئيسية - المغناطيس الدائم، والتردد المتغير، والهجين - في تصميم الدوار، وعزم الدوران، والسرعة، والدقة . تهيمن محركات السائر الهجينة على التطبيقات الدقيقة، في حين أن أنواع PM وVR مناسبة للمهام الأخف والمنخفضة التكلفة . يضمن الاختيار الصحيح الأداء الأمثل والكفاءة والموثوقية في أي نظام للتحكم في الحركة.

محرك السائر مقابل محرك التيار المستمر (مقارنة قصيرة)

تم تحسين محرك السائر من أجل الدقة ، في حين تم تحسين محرك التيار المستمر للدوران المستمر.

محرك السائر

• يتحرك في خطوات

• عزم دوران قوي

• سهولة التحكم في الموقف مع النبضات

محرك العاصمة

• يدور بشكل مستمر

• يحتاج إلى ردود فعل لتحديد المواقع بدقة

• الأفضل لأنظمة الدوران عالية السرعة

تخدم محركات السائر ومحركات التيار المستمر أغراضًا مختلفة في أنظمة التحكم في الحركة. فيما يلي مقارنة موجزة تسلط الضوء على الاختلافات الرئيسية بينهما:

ميزة	Stepper Motor	DC Motor
نوع الحركة	يتحرك في خطوات منفصلة	يدور بشكل مستمر
التحكم في الموقف	يمكن الحفاظ على الموقف الدقيق دون ردود فعل	يتطلب التشفير أو الاستشعار لتحديد المواقع بدقة
عزم الدوران	عزم دوران قوي في حالة توقف تام	عزم الدوران يتناسب مع التيار. لا يوجد عزم دوران طبيعي
التحكم في السرعة	السرعة تعتمد على تردد النبض	يتم التحكم في السرعة عن طريق الجهد الكهربي أو PWM
دقة	التكرار العالي. تحدد زاوية الخطوة الدقة	تتطلب الدقة التحكم في الحلقة المغلقة
التطبيقات	آلات CNC، الطابعات ثلاثية الأبعاد، الروبوتات، تحديد المواقع الآلي	المراوح، المضخات، الناقلات، تطبيقات الدوران العامة

ملخص: تتفوق محركات السائر في تحديد المواقع بدقة وتكرار ، في حين أن محركات التيار المستمر هي أكثر ملاءمة للدوران المستمر وتطبيقات السرعة المتغيرة . يعتمد الاختيار على ما إذا كان النظام يعطي الأولوية لدقة الموضع أو الحركة المستمرة.

عندما تكون دقة تحديد الموضع مطلوبة بدون حلقات تحكم معقدة، تظل المحركات السائر خيارًا عالي الكفاءة.

تطبيقات العالم الحقيقي المشتركة ل محركات السائر المخصصة

تُستخدم محركات السائر على نطاق واسع حيثما تكون هناك حاجة إلى حركة دقيقة وقابلة للتكرار ومتحكم فيها . إن قدرتها على التحرك بخطوات ثابتة دون الحاجة إلى تعليقات مستمرة تجعلها مثالية للعديد من التطبيقات الصناعية والتجارية والاستهلاكية.

1) الطابعات ثلاثية الأبعاد

• التحكم في المحاور X وY وZ بدقة عالية

• حرك الطارد وسرير الطباعة بدقة

• توفير موضع طبقة قابل للتكرار للحصول على مطبوعات متسقة

2) آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

• محرك المغازل، ورؤوس الأدوات، والمحاور الخطية

• ضمان مواقع القطع والحفر والطحن الدقيقة

• تمكين المعالجة الآلية المعقدة بأقل قدر من الأخطاء

3) النقش والقطع بالليزر

• قم بتوجيه الليزر بدقة على طول الأنماط

• اسمح بالتفاصيل الدقيقة مع تحديد موضع قابل للتكرار

• التكامل بسهولة مع التصاميم التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر

4) الروبوتات والأنظمة الآلية

• التحكم في الأذرع والمفاصل الآلية من أجل حركة متكررة

• تنفيذ مهام الانتقاء والمكان في خطوط التجميع

• توفير تشغيل دوراني أو خطي دقيق

5) أشرطة تمرير الكاميرا ومحورها

• حرك منصات الكاميرا بسلاسة للفيديو أو التصوير الفوتوغرافي

• تمكين تسلسل الفاصل الزمني بزيادات خطوة دقيقة

• الحفاظ على زوايا وأوضاع ثابتة أثناء التصوير

6) الأجهزة الطبية

• قيادة المضخات وأنظمة التسريب والأدوات الجراحية

• ضمان الجرعات الدقيقة والحركة الخاضعة للرقابة

• توفير الموثوقية في تطبيقات الرعاية الصحية الحساسة

7) معدات التعبئة والتغليف

• تشغيل جداول الفهرسة والمغذيات وأدوات تطبيق الملصقات

• الحفاظ على الحركة المتكررة لخطوط الإنتاج

• تحسين الكفاءة والدقة في التغليف الآلي

8) آلات النسيج

• التحكم في تكرار النمط والحياكة والنسيج

• توفير حركة دقيقة للخيوط أو الإبر

• تقليل الأخطاء في إنتاج النسيج المعقد

9) الصمامات والمحركات الآلية

• فتح وإغلاق الصمامات في توقيت محدد

• التحكم في تدفق السوائل أو الغاز في الأنظمة الصناعية

• الحفاظ على التشغيل المتكرر دون أجهزة استشعار إضافية

ملخص: تُستخدم المحركات السائرة في أي مكان تكون فيه الدقة والتكرار والحركة المتحكم فيها أمرًا ضروريًا. إن الجمع بين الدوران القائم على الخطوات، وعزم الدوران الثابت، ودقة الحلقة المفتوحة يجعلها لا غنى عنها في الأتمتة، والتصنيع، والروبوتات، والأجهزة الدقيقة.

ما الذي يتحكم في محرك السائر؟ (أساسيات برنامج التشغيل ووحدة التحكم)

يتطلب محرك السائر سائق السائر ، وعادة ما تكون وحدة تحكم مثل:

• بلك

• متحكم دقيق (اردوينو، STM32)

• وحدة تحكم في الحركة

• لوحة تحكم CNC

يقوم السائق بإدارة تيار الملف وأنماط التبديل. ترسل وحدة التحكم إشارتين أساسيتين:

• الخطوة : إدخال النبض الذي يؤدي إلى الحركة

• DIR : إشارة الاتجاه التي تحدد اتجاه الدوران

يجعل هذا الإعداد من السهل دمج محركات السائر في أنظمة الأتمتة الحديثة.

مشكلات المحركات السائر الشائعة (وماذا تعني)

على الرغم من أن محركات السائر دقيقة، إلا أن الأداء يعتمد على الإعداد الصحيح.

1) الخطوات الضائعة

يحدث عندما لا يتمكن المحرك من توليد عزم دوران كافٍ لمتابعة النبضات المطلوبة.

الأسباب الشائعة:

• الحمل ثقيل جدًا

• التسارع سريع جدًا

• تيار السائق منخفض جدًا

2) الاهتزاز والضوضاء

غالبا ما يحدث بسرعات معينة بسبب الرنين.

تشمل الحلول ما يلي:

• خطوة صغيرة

• التخميد الميكانيكي

• ضبط تسارع أفضل

3) ارتفاع درجة الحرارة

قد تعمل المحركات الخطوية بشكل دافئ لأنها غالبًا ما تحافظ على التيار حتى في حالة توقف تام.

يمكن أن يؤدي تقليل التيار في وضع الخمول إلى تحسين الأداء الحراري.

ملخص قصير: كيف يعمل محرك السائر؟

يعمل محرك السائر عن طريق تنشيط الملفات الداخلية في تسلسل زمني ، مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي دوار يحرك الدوار في خطوات دقيقة . نبضة تساوي مقدارًا ثابتًا من الحركة، مما يسمح بالتحكم الدقيق في الموضع , سرعة والاتجاه . كل وهذا يجعل المحركات السائر مثالية للتطبيقات التي تتطلب حركة متكررة , ثابتة وعزم الدوران ، وتحديد موضع الحلقة المفتوحة بشكل موثوق.

الأسئلة الشائعة - محرك متدرج وتصنيع المعدات الأصلية/تصنيع التصميم الشخصي حسب الطلب

1. ما هو محرك السائر وكيف يعمل؟

   يقوم محرك متدرج بتحويل النبضات الكهربائية إلى حركة ميكانيكية دقيقة ومتزايدة، ويدور في 'خطوات' ثابتة حيث يتم تنشيط الملفات بالتسلسل.

2. ما الذي يجعل محرك السائر مناسبًا بشكل خاص لتحديد المواقع بدقة؟

   تتوافق كل نبضة مع حركة ميكانيكية ثابتة، مما يتيح التحكم الدقيق في الموضع دون ردود فعل في العديد من أنظمة الحلقة المفتوحة.

3. ما هي المكونات الموجودة داخل محرك السائر التي تتيح الدوران خطوة بخطوة؟

   يحتوي محرك السائر على عضو ساكن به ملفات متعددة ودوار يتغير محاذاة محاذاة في خطوات دقيقة وفقًا للمجالات المغناطيسية الناتجة عن تنشيط الملف.

4. كيف تؤثر وحدة التحكم على حركة محرك السائر؟

   ترسل وحدة التحكم نبضات كهربائية تحدد الموقع (عدد النبضات)، والسرعة (تردد النبض)، والاتجاه (ترتيب الطور).

5. ما هي تسلسلات الخطوات الشائعة المستخدمة في التحكم في المحركات السائر؟

   تحدد تسلسلات الخطوة الكاملة ونصف الخطوة والخطوة الدقيقة دقة الحركة والنعومة وعزم الدوران.

6. هل يمكن أن يعمل محرك السائر بدون مستشعر ردود الفعل؟

   نعم - تعمل العديد من محركات السائر في وضع الحلقة المفتوحة دون الحاجة إلى ردود فعل خارجية على الموضع طالما أن الحمل ضمن المواصفات.

7. ما هي الصناعات التي تستخدم محركات السائر للتحكم في الحركة؟

   تُستخدم محركات السائر على نطاق واسع في آلات CNC والطابعات ثلاثية الأبعاد وأنظمة التشغيل الآلي والروبوتات والأجهزة الطبية ومعدات التعبئة والتغليف.

8. ما الذي يحدد سرعة محرك السائر واتجاه دورانه؟

   يتم ضبط السرعة من خلال تردد النبضات، ويتم التحكم في الاتجاه من خلال ترتيب تنشيط ملفات الجزء الثابت.

9. لماذا تعتبر محركات السائر قوية وموثوقة للحركة المتكررة؟

   توفر بنيتها البسيطة والتحكم في الحركة المعتمد على النبض حركة مستقرة ومتكررة مع نقاط فشل أقل.

10. كيف تعمل تقنية microstepping على تحسين أداء محرك السائر؟

    يقوم Microstepping بتقسيم الخطوات الكاملة إلى زيادات أصغر للحصول على حركة أكثر سلاسة ودقة أعلى مع عزم دوران منخفض.

11. ما هي تخصيصات OEM/ODM المتوفرة لمحركات السائر؟

    تتضمن خيارات OEM/ODM تصميمات العمود المخصصة، وأسلاك الرصاص، والموصلات، وأقواس التثبيت، والمبيتات، ومكونات القيمة المضافة مثل أجهزة التشفير وعلب التروس.

12. هل يمكن دمج مسامير الرصاص أو البكرات في محرك متدرج مخصص؟

    نعم - يمكن دمج براغي الرصاص والبكرات ومخرجات التروس المخصصة كجزء من خدمات المحركات المخصصة.

13. ماذا يتضمن 'تخصيص عمود المحرك السائر OEM/ODM'؟

    يمكن أن يتضمن التخصيص أطوال عمود فريدة، وأعمدة مجوفة، وبكرات، وتروس، ومسطحات عمود، وتفاصيل حفر لتناسب تطبيقات محددة.

14. لماذا قد تختار الشركة محركًا متدرجًا مخصصًا بدلاً من محرك قياسي؟

    تضمن محركات السائر المخصصة الملاءمة الدقيقة والأداء الأمثل وتقليل تعقيد التجميع وتحسين التكامل في الآلات.

15. كيف يعمل التصميم المخصص لـ OEM/ODM على تحسين موثوقية النظام؟

    تعمل الهندسة المخصصة على مواءمة مواصفات المحرك مع متطلبات التطبيق، مما يقلل من الضغط الميكانيكي والاهتزاز، مما يعزز الموثوقية.

16. هل يمكن لتخصيص محرك متدرج تقليل التكلفة الإجمالية للنظام؟

    نعم - على الرغم من أن تكلفة الوحدة قد تكون أعلى، إلا أن التخصيص غالبًا ما يقلل من تكاليف دورة الحياة عن طريق تقليل إعادة العمل والمكونات الإضافية ومتطلبات الصيانة.

17. هل تمتد خدمات OEM/ODM إلى برامج التشغيل المتكاملة لمحركات السائر؟

    نعم - يمكن دمج برامج التشغيل المدمجة وأجهزة التشفير وعلب التروس والمكونات الأخرى مع المحركات السائر للحصول على حلول متكاملة.

18. ما مدى أهمية الشهادات لمحركات السائر المخصصة؟

    تشير الشهادات مثل CE وRoHS وISO إلى معايير مراقبة الجودة والامتثال للعملاء الصناعيين.

19. هل يمكن تخصيص محركات السائر المقاومة للماء أو القوية؟

    نعم — تتوفر مبيتات حاصلة على تصنيف IP أو مقاومة للماء أو الغبار لتلبية متطلبات البيئة الخاصة.

20. ما هي القيمة التي يضيفها تخصيص OEM/ODM للتوريد واستمرارية المنتج على المدى الطويل؟

    تدعم منصات التصميم المتسقة وعمليات التصنيع المخصصة التوريد على المدى الطويل والأداء المستقر على مدار دورات حياة المنتج.