A

trys pagrindiniai žingsninių variklių tipai : Pramoninėje automatikoje naudojami

1. Nuolatinio magneto (PM) žingsninis variklis

• Paprasta struktūra

• Maža kaina

• Vidutinis tikslumas

2. Kintamo pasipriešinimo (VR) žingsninis variklis

• Nėra nuolatinio magneto

• Didelis žingsniavimo greitis

• Mažesnis sukimo momentas

3. Hibridinis žingsninis variklis (populiariausias)

• Sujungia PM ir VR technologijas

• Didelis sukimo momentas

• Didelis tikslumas (0,9° ir 1,8° žingsnio kampas)

• Plačiai naudojamas CNC mašinose, robotikoje, medicinos prietaisuose ir AGV įrangoje

Šiuolaikinėse pramonės srityse hibridiniai žingsniniai varikliai yra plačiausiai naudojami dėl savo našumo ir patikimumo.

A

Žingsninio variklio greitis priklauso nuo vairuotojo dažnio, apkrovos sąlygų ir variklio konstrukcijos.

Tipiškas RPM diapazonas:

• 0–300 aps./min. → Didelis sukimo momentas ir stabili padėtis

• 300–1000 RPM → Standartinis pramoninis veikimas

• Iki 2000 RPM arba daugiau → Su aukštos įtampos varikliu ir lengva apkrova

Dauguma žingsninių variklių geriausiai veikia tarp 100–600 aps./min. , kai sukimo momentas ir stabilumas yra subalansuoti.

Skirtingai nuo servo variklių, žingsniniai varikliai yra optimizuoti:

• Tikslus padėties nustatymas

• Mažo ir vidutinio greičio programos

• Didelis laikymo momentas esant nuliniam greičiui

A

Žingsninis variklis paprastai reikalauja nuo 2 V iki 5 V vardinės įtampos vienai fazei , tačiau tikrose pramonės srityse vairuotojo maitinimo įtampa paprastai yra 12 V, 24 V arba 48 V nuolatinė srovė..

Svarbu suprasti:

• Ant variklio išspausdinta vardinė įtampa priklauso nuo ritės varžos.

• Tikroji darbinė įtampa priklauso nuo žingsninio tvarkyklės.

• Didesnė maitinimo įtampa (pvz., 24 V arba 48 V) pagerina:

  • Didelės spartos veikimas

  • Sukimo momentas esant didesniam apsisukimų dažniui

  • Pagreičio galimybė

CNC staklėms, 3D spausdintuvams, robotams ir AGV sistemoms dažniausiai naudojamos 24 V ir 48 V žingsninių variklių sistemos ..

A

Nėra absoliučios 'geresnės' parinkties – tai priklauso nuo programos:

• Žingsniniai varikliai geriau tinka nebrangiai, vidutinio greičio, didelio tikslumo padėties nustatymui be grįžtamojo ryšio.

• Servo varikliai yra geresni didelės spartos, didelio efektyvumo ir uždarojo ciklo programoms, kurioms reikalingas dinaminis veikimas.

Paprastoms padėties nustatymo sistemoms žingsniniai varikliai dažnai yra ekonomiškesni. Reikalingoms automatizavimo sistemoms servovarikliai užtikrina puikų našumą.

A Įprasta žingsninio variklio eksploatavimo trukmė svyruoja nuo 10 000 iki 20 000 darbo valandų , priklausomai nuo apkrovos, temperatūros, aplinkos ir guolių kokybės. Tinkamai prižiūrint ir tinkamai parinkus, pramoninio lygio žingsniniai varikliai gali tarnauti daugelį metų.

A

Privalumai:

• Aukštas padėties nustatymo tikslumas

• Paprastas atvirojo ciklo valdymas

• Geras sukimo momentas mažu greičiu

• Ekonomiškai efektyvus

• Didelis patikimumas

Trūkumai:

• Mažesnis efektyvumas, palyginti su servo varikliais

• Perkrovos metu galite prarasti žingsnius

• Netinka nuolatiniam darbui dideliu greičiu

• Gamina šilumą stovint

A

Čia yra 10 įprastų žingsninių variklių programų:

1. CNC staklės

2. 3D spausdintuvai

3. Lazerinio pjovimo staklės

4. Robotika

5. Medicininiai siurbliai

6. Pakavimo mašinos

7. Tekstilės mašinos

8. Spausdintuvai ir skaitytuvai

9. Kameros pakreipimo sistemos

10. Automatizuotos patikros sistemos

Šios programos reikalauja tikslaus judesio valdymo ir pakartojamumo.

A Žingsninis variklis yra pavara , o ne jutiklis.
Jis paverčia elektros energiją mechaniniu judesiu. Jutikliai aptinka signalus, o pavaros sukuria judėjimą. Žingsniniai varikliai sukuria tikslų sukimosi judesį reaguodami į elektros impulsus.

A

Žingsninį variklį maitina:

• Nuolatinės srovės maitinimo šaltinis

• Žingsninio variklio vairuotojas

• Valdiklis (pvz., PLC arba mikrovaldiklis)

Valdiklis siunčia impulsinius signalus vairuotojui, o vairuotojas reguliuoja srovę į variklio apvijas.

A

Žingsniniai varikliai geriausiai tinka:

• Tikslus padėties nustatymas

• Mažo greičio sukimo momento taikymas

• Pakartotinis judesių valdymas

• Atvirojo ciklo valdymo sistemos

Jie dažniausiai naudojami CNC mašinose, 3D spausdintuvuose, robotikoje ir automatikos įrangoje.

A

Pagrindinis skirtumas tarp žingsninio variklio ir įprasto variklio (pavyzdžiui, indukcinio arba šepetėlio nuolatinės srovės variklio) yra valdymas ir judėjimo stilius:

• Žingsninis variklis : juda atskirais žingsniais, tiksliai valdant padėtį.

• Įprastas variklis : nuolat sukasi, kai maitinamas.

• Žingsniniai varikliai idealiai tinka padėties nustatymo užduotims atlikti.

• Įprasti varikliai yra geresni nuolatiniam didelio greičio sukimuisi.

Žingsniniams varikliams ne visada reikalingos grįžtamojo ryšio sistemos, o įprastiems varikliams dažnai reikia kodavimo įrenginių, kad būtų galima tiksliai valdyti.

A Žingsninis variklis paprastai maitinamas nuolatinės srovės įtampa , tačiau jis veikia naudojant impulsinius nuolatinės srovės signalus, kuriuos generuoja tvarkyklė. Vairuotojas elektroniniu būdu perjungia srovę apvijose, kad sukurtų kintamus magnetinius laukus. Taigi techniškai tai yra nuolatinės srovės variklis su valdomu perjungimu , o ne tradicinis kintamosios srovės variklis.

A Žingsninio variklio veikimo principas pagrįstas elektromagnetine trauka ir atstūmimu . Kai statoriaus apvijos veikia elektros impulsus, jie sukuria magnetinį lauką, kuris sąveikauja su rotoriumi. Rotorius juda tiksliais kampiniais žingsniais (žingsniais) pagal įvesties impulsus. Kiekvienas impulsas yra lygus vienam fiksuotam žingsniui, todėl daugelyje programų galima tiksliai valdyti padėtį be grįžtamojo ryšio.