א

ישנם שלושה סוגים עיקריים של מנועי צעד המשמשים באוטומציה תעשייתית:

1. מנוע צעדים מגנט קבוע (PM).

• מבנה פשוט

• עלות נמוכה

• דיוק בינוני

2. מנוע צעד של רתיעה משתנה (VR).

• אין מגנט קבוע

• קצב דריכה גבוה

• תפוקת מומנט נמוכה יותר

3. מנוע צעד היברידי (הפופולרי ביותר)

• משלב טכנולוגיית PM ו-VR

• מומנט גבוה

• דיוק גבוה (זווית צעד של 0.9° ו-1.8°)

• בשימוש נרחב במכונות CNC, רובוטיקה, מכשירים רפואיים וציוד AGV

ביישומים תעשייתיים מודרניים, מנועי צעד היברידיים הם הסוג הנפוץ ביותר בשל הביצועים והאמינות שלהם.

א

מהירות מנוע צעד תלויה בתדירות הנהג, תנאי העומס ותכנון המנוע.

טווח סל'ד טיפוסי:

• 0–300 סל'ד ← מומנט גבוה ומיקום יציב

• 300–1000 סל'ד ← פעולה תעשייתית רגילה

• עד 2000 סל'ד ומעלה → עם דרייבר במתח גבוה ועומס קל

רוב מנועי הצעד מתפקדים בצורה הטובה ביותר בין 100-600 סל'ד , כאשר מומנט ויציבות מאוזנים.

בניגוד למנועי סרוו, מנועי צעד מותאמים ל:

• מיקום מדויק

• יישומים במהירות נמוכה עד בינונית

• מומנט אחיזה גבוה במהירות אפסית

א

מנוע צעד בדרך כלל דורש מתח מדורג של 2V עד 5V לפאזה , אך ביישומים תעשייתיים אמיתיים, מתח אספקת הנהג הוא בדרך כלל 12V, 24V או 48V DC.

חשוב להבין:

• המתח הנקוב המודפס על המנוע מבוסס על התנגדות הסליל.

• תלוי מתח ההפעלה בפועל בדריבר המדרגות.

• מתח אספקה ​​גבוה יותר (כגון 24V או 48V) משפר:

  • ביצועים במהירות גבוהה

  • תפוקת מומנט בסל'ד גבוה יותר

  • יכולת האצה

עבור מכונות CNC, מדפסות תלת מימד, רובוטיקה ומערכות AGV, מערכות מנוע צעד 24V ו-48V הן הנפוצות ביותר.

א

אין אפשרות 'טובה יותר' מוחלטת - זה תלוי באפליקציה:

• מנועי צעד טובים יותר עבור מיקום בעלות נמוכה, מהירות בינונית ודיוק גבוה ללא משוב.

• מנועי סרוו טובים יותר עבור יישומי מהירות גבוהה, יעילות גבוהה ומעגל סגור הדורשים ביצועים דינמיים.

עבור מערכות מיקום פשוטות, מנועי צעד הם לרוב חסכוניים יותר. עבור מערכות אוטומציה תובעניות, מנועי סרוו מספקים ביצועים מעולים.

תוחלת החיים הטיפוסית של מנוע צעד נע בין 10,000 ל-20,000 שעות עבודה , בהתאם לעומס, טמפרטורה, סביבה ואיכות המיסב. עם תחזוקה נכונה וגודל נכון, מנועי צעד בדרגה תעשייתית יכולים להחזיק מעמד שנים רבות.

א

יתרונות:

• דיוק מיקום גבוה

• שליטה פשוטה בלולאה פתוחה

• מומנט טוב במהירות נמוכה

• חסכוני

• אמינות גבוהה

חסרונות:

• יעילות נמוכה יותר בהשוואה למנועי סרוו

• יכול לאבד צעדים תחת עומס יתר

• לא אידיאלי עבור פעולה רציפה במהירות גבוהה

• מייצר חום בעמידה

א

להלן 10 יישומי מנוע צעד נפוצים:

1. מכונות CNC

2. מדפסות תלת מימד

3. מכונות חיתוך בלייזר

4. רובוטיקה

5. משאבות רפואיות

6. מכונות אריזה

7. מכונות טקסטיל

8. מדפסות וסורקים

9. מערכות להטיית מצלמה

10. מערכות בדיקה אוטומטיות

יישומים אלה דורשים בקרת תנועה מדויקת וחזרה.

מנוע צעד הוא מפעיל , לא חיישן.
הוא ממיר אנרגיה חשמלית לתנועה מכנית. חיישנים מזהים אותות, בעוד שמפעילים מייצרים תנועה. מנועי צעד יוצרים תנועה סיבובית מדויקת בתגובה לפולסים חשמליים.

א

מנוע צעד מופעל על ידי:

• ספק כוח DC

• צעד נהג מנוע

• בקר (כגון PLC או מיקרו-בקר)

הבקר שולח אותות דופק לנהג, והנהג מווסת את הזרם לפיתולי המנוע.

א

מנועי צעד משמשים בצורה הטובה ביותר עבור:

• מיקום מדויק

• יישומי מומנט במהירות נמוכה

• בקרת תנועה חוזרת

• מערכות בקרה בלולאה פתוחה

הם נמצאים בשימוש נפוץ במכונות CNC, מדפסות תלת מימד, רובוטיקה וציוד אוטומציה.

א

ההבדל העיקרי בין מנוע צעד לבין מנוע רגיל (כגון מנוע אינדוקציה או DC מוברש) הוא שליטה וסגנון תנועה:

• מנוע צעד : נע בצעדים נפרדים עם בקרת מיקום מדויקת.

• מנוע רגיל : מסתובב ברציפות כשהוא מופעל.

• מנועי צעד הם אידיאליים למשימות מיקום.

• מנועים רגילים טובים יותר לסיבוב רציף במהירות גבוהה.

מנועי צעד לא תמיד דורשים מערכות משוב, בעוד מנועים רגילים זקוקים לרוב למקודדים לשליטה מדויקת.

A מנוע צעד מופעל בדרך כלל על ידי מתח DC , אך הוא פועל באמצעות אותות DC פולסים שנוצרים על ידי דרייבר. הנהג מחליף באופן אלקטרוני את הזרם בפיתולים כדי ליצור שדות מגנטיים מתחלפים. אז מבחינה טכנית, זהו מנוע המופעל באמצעות DC עם מיתוג מבוקר , לא מנוע AC מסורתי.

עקרון העבודה של מנוע צעד מבוסס על משיכה ודחייה אלקטרומגנטית . כאשר פולסים חשמליים מופעלים על פיתולי הסטטור, הם יוצרים שדה מגנטי המקיים אינטראקציה עם הרוטור. הרוטור נע במרווחים (צעדים) זוויתיים מדויקים בהתאם לפולסי הכניסה. כל פעימה שווה שלב אחד קבוע, המאפשר בקרת מיקום מדויקת ללא משוב ברוב היישומים.