Ar Stepper Motors yra nuolatinės srovės varikliai ar kintamosios srovės varikliai?

Žingsniniai varikliai yra nuolatinės srovės, elektroniniu būdu komutuojami sinchroniniai varikliai, kuriems reikia, kad vairuotojas sektų sroves per apvijas, kad būtų galima tiksliai judėti žingsniais; jie gali būti OEM / ODM pritaikyti pagal pritaikytą dydį, našumą, grįžtamąjį ryšį ir priedus, kad atitiktų įvairius pramonės automatizavimo poreikius.

Kai inžinieriai, pirkėjai ir automatikos komandos klausia : „Ar žingsniniai varikliai yra nuolatinės srovės varikliai, ar kintamosios srovės varikliai?“ , jie paprastai bando patvirtinti vieną dalyką: kokios galios ir pavaros sistemos reikia, kad žingsninis variklis būtų patikimai valdomas realiose programose.

Trumpas atsakymas paprastas:

Žingsniniai varikliai paprastai yra varomi nuolatinės srovės per elektroninį žingsninį tvarkyklę, nors variklio apvijos įjungiamos kintama seka, panašia į kintamosios srovės veikimą.

Tai reiškia, kad žingsniniai varikliai neklasifikuojami taip pat, kaip standartiniai kintamosios srovės indukciniai varikliai arba šepečiu varomi nuolatinės srovės varikliai , nes vairuotojo valdomas perjungimo modelis . norint sukelti judesį, jiems reikalingas

Žemiau mes tiksliai suskirstome atsakymą su praktiniais skirtumais, kurie yra svarbūs pasirinkimui, laidams, valdymui ir veikimui.

Individualūs žingsninių variklių tipai, skirti didelės apkrovos pramonei

Pritaikytas žingsninių variklių aptarnavimas ir integravimas didelių apkrovų pramonei

Kaip profesionalus bešepetių nuolatinės srovės variklių gamintojas, turintis 13 metų Kinijoje, „Jkongmotor“ siūlo įvairius „bldc“ variklius su pritaikytais reikalavimais, įskaitant 33 42 57 60 80 86 110 130 mm, papildomai pasirenkamos pavarų dėžės, stabdžiai, kodavimo įrenginiai, bešepetėlių variklių tvarkyklės ir integruotos tvarkyklės.

Individualiai pritaikyti žingsninio variklio  velenai ir didelės apkrovos pramoninio pritaikymo sprendimai

Jkongmotor siūlo daugybę skirtingų velenų variantų jūsų varikliui, taip pat pritaikomus veleno ilgius, kad variklis sklandžiai atitiktų jūsų paskirtį.

Greitas atsakymas: ODM OEM žingsniniai varikliai yra 'nuolatinės srovės varomi, elektroniniu būdu komutuojami' varikliai

Dauguma žingsninių sistemų naudoja:

• Nuolatinės srovės maitinimo šaltinis (dažniausiai 12 V, 24 V, 36 V, 48 V , o kartais ir didesnis)

• Žingsninis vairuotojas , greitai perjungiantis srovę per variklio fazes

• Valdiklis, siunčiantis STEP/DIR impulsus (arba lauko magistralės komandas)

Taigi, realaus pasaulio automatizavimo terminais, žingsniniai varikliai yra nuolatinės srovės varikliai ta prasme, kad sistema veikia iš nuolatinės srovės magistralės..

Tačiau apvijų viduje esanti srovė nėra tiesiog 'DC įjungta ir DC išjungta'. Vairuotojas sukuria nuoseklią kintamos srovės kryptį per fazes, kad rotorius būtų iš vienos stabilios padėties į kitą.

Štai kodėl žingsniniai varikliai geriausiai apibūdinami taip:

• Tiekiamas DC

• elektroniniu būdu komutuojamas

• daugiafazis varomas

• impulsais valdomi padėties nustatymo varikliai

Kaip žingsniniai varikliai iš tikrųjų veikia elektra (kodėl kyla painiavos)

Žingsniniame variklyje yra kelios statoriaus apvijos (fazės). Vairuotojas įjungia šias apvijas kontroliuojama tvarka, generuodamas besisukantį magnetinį lauką.

Tipiškame 2 fazių žingsniniame variklyje vairuotojas:

• suaktyvinkite A fazę

• tada B etapas

• tada pakeiskite A fazę

• tada pakeiskite B fazę

  ... ir pakartokite

Tai sukuria sukimąsi atskirais žingsniais, vadinamais žingsniais.

Taigi, kol maitinimo šaltinis yra nuolatinė, variklio fazės patiria kintamą poliškumą ir kinta srovės lygiai, ypač esant mikropakopoms..

Tai yra pagrindinė priežastis, dėl kurios žmonės diskutuoja, ar steperis yra 'AC' ar 'DC'.

Teisingas praktinis vaizdas yra toks:

• Įvesties galia yra nuolatinė

• Fazinis sužadinimas veikia kaip valdoma kintamosios srovės bangos forma

Stepper Motors vs DC Motors vs AC Motors (svarbi klasifikacija)

1) Žingsniniai varikliai ir šlifuoti nuolatinės srovės varikliai

Šlifuotas nuolatinės srovės variklis paprastai veikia tiesiogiai iš nuolatinės srovės:

• Prijunkite nuolatinę įtampą → variklis sukasi

• Atvirkštinis poliškumas → variklis keičiasi

• Greitis daugiausia priklauso nuo įtampos ir apkrovos

Žingsninis variklis . taip nesielgia

Žingsniniam varikliui reikia:

• vairuotojas ​

• fazių perjungimo seka

• valdymo impulsų srautas , kad suktųsi nuspėjamai

Taigi žingsninis variklis nėra šlifuotas nuolatinės srovės variklis , nors jis dažnai naudoja nuolatinę srovę.

Pagrindinis skirtumas:

Šepetys nuolatinės srovės varikliai komutuoja mechaniškai, naudojant šepečius.

Žingsniniai varikliai komutuoja elektroniniu būdu naudodami tvarkyklę.

2) Stepper Motors vs Nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių (BLDC)

BLDC varikliai taip pat yra maitinami nuolatine ir elektroniniu būdu komutuojami. Skirtumas yra toks:

• BLDC varikliai skirti nuolatiniam sukimuisi ir greičio valdymui

• Žingsniniai varikliai yra skirti tiksliai laipsniškai nustatyti

BLDC sistema paprastai naudoja:

• Holo jutikliai arba be jutiklio atgalinio EMF aptikimas

• nuolatinis komutavimas pagal rotoriaus padėtį

Stepper sistema paprastai naudoja:

• atvirojo ciklo impulsų valdymas

• fiksuotas žingsnio kampas (pvz., 1,8° vienam žingsniui)

• pasirenkamas uždarojo ciklo grįžtamasis ryšys pažangiose sistemose

Taigi žingsniniai varikliai yra artimesni BLDC varikliams nei nuolatinės srovės varikliai su šepečiu, tačiau vis tiek atlieka kitą valdymo tikslą.

3) Žingsniniai varikliai ir kintamosios srovės indukciniai varikliai

Kintamosios srovės indukciniai varikliai veikia tiesiogiai iš:

• vienfazis arba trifazis kintamosios srovės maitinimas

• tinklo dažnis arba VFD valdomas dažnis

Jie puikiai tinka:

• ventiliatoriai, siurbliai, konvejeriai

• didelio efektyvumo nuolatinis sukimasis

Žingsniniai varikliai neveikia tiesiai iš kintamosios srovės tinklo. Jiems reikia:

• DC tiekimas

• stepper vairuotojas

• pulsiniai signalai

Taigi žingsniniai varikliai nėra kintamosios srovės indukciniai varikliai pagal įprastą pramonės klasifikaciją.

Ar žingsniniai varikliai veikia su kintamosios arba nuolatinės srovės maitinimo šaltiniais?

Dauguma žingsninių variklių veikia su nuolatinės srovės maitinimo šaltiniais

Pramoninėje automatikoje dažniausiai naudojami tiekimo tipai:

• 24 V DC (labai įprasta PLC spintelėse)

• 48 V DC (įprasta didesniam sukimo momentui esant greičiui)

• 12 V nuolatinė srovė (įprasta mažiems įrenginiams ir CNC pomėgiams)

Tada žingsninis vairuotojas reguliuoja fazės srovę naudodamas srovės atskyrimą (nuolatinės srovės valdymas).

Svarbi detalė: žingsniniai varikliai vertinami pagal fazės srovę , o ne tik įtampą.

Štai kodėl dažnai matysite tokias variklio specifikacijas kaip:

• 2.0A/fazė

• 3.0A/fazė

• 4,2A/fazė

Vairuotojas ir maitinimo įtampa nustato pagreičio galimybes ir didžiausio greičio sukimo momentą.

Ar žingsniniai varikliai gali naudoti kintamosios srovės įvesties galią?

Taip, bet tik netiesiogiai.

Kai kurios stepper tvarkyklės priima:

• kintamosios srovės įvestis (pvz., 110 VAC arba 220 VAC)

Šiose tvarkyklėse yra vidinė galios konvertavimo pakopa, kuri paverčia kintamą srovę į DC. Pats variklis vis dar varomas naudojant kontroliuojamą fazės sužadinimą.

Taigi, net kai vairuotojas priima kintamosios srovės įvestį, variklis vis tiek veiksmingai veikia iš nuolatinės srovės magistralės.

Kokio tipo variklis yra žingsninis variklis, techniškai?

Techniškai žingsninis variklis yra sinchroninis, be šepetėlių, elektroniniu būdu komutuojamas variklis, skirtas judėti atskirais kampiniais žingsniais, o ne nuolat suktis, kaip standartiniai varikliai.

1) žingsninis variklis = sinchroninis variklis (tiksliausia klasifikacija)

Žingsninis variklis priskiriamas sinchroniniam varikliui, nes rotoriaus padėtis lieka užfiksuota kartu su besisukančiu magnetiniu lauku, kurį sukuria statoriaus apvijos, kol jis nėra perkrautas..

• Variklis sukasi pagal nurodytą žingsnių seką

• Įprastomis sąlygomis jis 'neslysta' kaip indukcinis variklis

• Padėtis nustatoma pagal žingsninius impulsus , o ne vien tiekimo dažnį

2) Žingsninis variklis = be šepetėlių, elektroniniu būdu komutuojamas

Žingsniniai varikliai neturi šepečių ir mechaninio komutatoriaus. Vietoj to, žingsninis vairuotojas valdoma tvarka įjungia apvijas.

Tai sukuria žingsninį variklį:

• Be šepetėlių

• Komutuojamas elektroniniu būdu

• Puikiai tinka tiksliam padėties nustatymui

3) Žingsninis variklis = daugiafazis (paprastai 2 fazis)

Dauguma pramoninių žingsninių variklių yra 2 fazių varikliai , tai reiškia, kad jie turi dvi pagrindines apvijos fazes (A ir B). Vairuotojas per šias fazes perduoda kintamąją srovę, kad sukurtų sukimąsi.

Kai kurie žingsnių dizainai gali būti:

• 3 fazių žingsniniai varikliai (tolygesnis sukimo momentas, mažesnė vibracija)

• 5 fazių žingsniniai varikliai (didelė skiriamoji geba ir sklandumas)

4) Žingsninis variklis = padėties nustatymo variklis (laipsniško judesio pavara)

Žingsninis variklis techniškai yra padėties nustatymo variklis , nes jis sukurtas tiksliam laipsniškam judėjimui :

• Bendras žingsnio kampas: 1,8° (200 žingsnių/aps.)

• Didelės raiškos parinktis: 0,9° (400 žingsnių/aps.)

• Dar mažesnė skiriamoji geba su mikropakopomis

5) Pagrindiniai žingsninių variklių techniniai tipai

Žingsniniai varikliai toliau skirstomi į tris pagrindines konstrukcijas:

Nuolatinio magneto (PM) žingsninis variklis

• Rotoriuje naudojami nuolatiniai magnetai

• Geras sukimo momentas mažu greičiu

• Vidutinė žingsnių skiriamoji geba

Kintamo pasipriešinimo (VR) žingsninis variklis

• Rotorius yra minkštas geležis (dantytas)

• Greitas atsakymas

• Paprastai mažesnis sukimo momentas nei hibridas

Hibridinis žingsninis variklis (dažniausiai paplitęs pramonėje)

• Sujungia PM + dantyto rotoriaus struktūrą

• Stiprus sukimo momentas ir tikslumas

• Plačiai naudojamas CNC, automatizavimo, robotikos ir 3D spausdinimo srityse

Galutinė techninė apibrėžtis

Žingsninis variklis yra bešepetis sinchroninis variklis , kuris paverčia impulsų komandas skaitmenines tiksliu laipsnišku mechaniniu sukimu per daugiafazį elektromagnetinį sužadinimą..

Kodėl Individualizuoti žingsniniai varikliai automatikos projektuose paprastai laikomi 'nuolatinės srovės varikliais'.

Žingsniniai varikliai paprastai laikomi 'nuolatinės srovės varikliais' automatizavimo projektuose, nes praktinėse pramoninėse sistemose jie beveik visada maitinami iš nuolatinės srovės maitinimo šaltinio ir valdomi naudojant nuolatinės srovės varomą elektroninę tvarkyklę . Nors variklio fazės įjungiamos kintama seka, bendra galios architektūra yra pagrįsta nuolatine nuolatine srove , o tai svarbiausia projektuojant mašiną, prijungiant laidus ir priimant sprendimus dėl pirkimo.

1) Stepper sistemos veikia su nuolatinės srovės maitinimo šaltiniais (dažniausiai: 24 VDC ir 48 VDC)

Automatizavimo spintose žingsniniai varikliai paprastai yra prijungti prie žingsninio tvarkyklės, maitinamos nuolatinės srovės maitinimo šaltinio , pavyzdžiui:

• 24 V DC (standartas daugelyje PLC valdymo skydų)

• 36 V nuolatinė srovė (įprasta vidutinio nuotolio judesio sistemose)

• 48V DC (populiarus didesniam sukimo momentui ir greitesniam pagreičiui)

Kadangi tvarkyklę maitina DC, daugelis inžinierių srovės varikliams . sistemos požiūriu žingsninius variklius natūraliai priskiria nuolatinės

2) Žingsniniai varikliai negali veikti tiesiai iš kintamosios srovės tinklo

Skirtingai nuo tradicinių kintamosios srovės indukcinių variklių , žingsninių variklių negalima tiesiogiai prijungti prie:

• 110VAC / 220VAC vienfazis

• 380VAC / 400VAC trifazis

Jiems reikalingas vairuotojas , kuris elektros energiją paverčia kontroliuojamomis fazinėmis srovėmis. Tai dar viena pagrindinė priežastis, dėl kurios žingsniniai varikliai realiuose projektuose sugrupuojami į kategoriją „DC variklis“.

3) Stepper tvarkyklė sukuria 'panašų' fazių perjungimą viduje

Nors variklis maitinamas iš nuolatinės srovės, vairuotojas greitai perjungia srovę per variklio apvijas:

• keičiant srovės kryptį

• valdantis srovės dydį

• fazių sekos nustatymas judesiui sukurti

Taigi, nors apvijų srovės gali atrodyti kaip kintamoji srovė, jos generuojamos elektroniniu būdu perjungiant nuolatinės srovės magistralę , o ne kintamosios srovės tiekimo liniją.

4) Valdymo signalai yra žemos įtampos nuolatinės srovės logika (impulsinis judėjimas)

Žingsniniai varikliai valdomi naudojant skaitmeninius nuolatinės srovės signalus , dažniausiai:

• STEP / DIR impulsų valdymas

• Įjungti signalus

• PLC tranzistorių išėjimai arba judesio valdikliai

Dėl to žingsniniai varikliai jaučiasi kaip nuolatinės srovės valdomi įrenginiai integruojant automatiką, ypač palyginti su kintamosios srovės varikliais, kurie priklauso nuo dažnio valdymo.

5) Pramonės automatikos standartai skatina nuolatinės srovės paskirstymą

Dauguma automatizavimo sistemų yra sukurtos aplink nuolatinės srovės energijos paskirstymą, nes tai:

• saugiau ir paprasčiau valdyti valdymo spintose

• suderinamas su PLC, jutikliais ir I/O moduliais

• lengva sulydyti ir apsaugoti

• standartizuota 24 VDC daugelyje gamyklų

Kadangi žingsninio judesio aparatūra natūraliai įsilieja į šią ekosistemą, žingsniniai varikliai plačiai traktuojami kaip nuolatinės srovės judesio komponentai..

6) Pirkimo ir inžinerijos kalba sustiprina 'DC variklio' etiketę

Tiekiant ir dokumentuojant žingsniniai varikliai dažnai grupuojami su kitais nuolatinės srovės varomais judesio produktais, tokiais kaip:

• BLDC varikliai

• DC servo sistemos

• linijinės pavaros su nuolatinės srovės pavaromis

Taigi, nors žingsniniai varikliai yra techniškai sinchroniniai kelių fazių įrenginiai, realaus pasaulio klasifikacija tampa tokia:

'Maitina nuolatinės srovės, varoma elektronikos = nuolatinės srovės variklio kategorija.'

Apatinė eilutė

Žingsniniai varikliai paprastai laikomi nuolatinės srovės varikliais automatizavimo projektuose, nes jie maitinami nuolatinės srovės maitinimo šaltiniais, valdomi nuolatinės srovės loginiais signalais ir reikalauja nuolatinės srovės tiekimo elektroninės tvarkyklės , net jei jų vidinis fazės sužadinimas yra kintamasis ir generuojamas tvarkyklės.

Stepper tvarkyklės išėjimas: ar tai kintamoji ar nuolatinė?

Žingsninio tvarkyklės išvestis nėra nei gryna kintamoji, nei gryna nuolatinė srovė . Techniniu požiūriu tai yra įjungiama, valdoma, dvikryptė srovės forma, perduodama į variklio fazes.

Realioje automatizavimo praktikoje geriausias aprašymas yra:

Žingsninis tvarkyklė išveda elektroniniu būdu valdomas fazės sroves (dažnai panašias į kintamąją srovę), gaunamas iš nuolatinės srovės maitinimo šaltinio.

Kodėl tai nėra gryna nuolatinė srovė

Gryna nuolatinė srovė reiškia pastovią įtampą / srovę viena kryptimi. Žingsniniai varikliai reikalauja, kad vairuotojas:

• suaktyvinkite A ir B fazes

• srovę įjungti/išjungti

• pakeisti srovės kryptį, kad būtų pakeistas magnetinis poliškumas

• eikite per seką, kad pasuktumėte rotorių

Taigi tvarkyklės išvestis keičia kryptį ir dydį , o tai nėra nuolatinės srovės elgsena.

Kodėl tai nėra gryna kintamoji srovė

Gryna kintamoji kintamoji srovė yra lygi sinusoidinė bangos forma (kaip maitinimo šaltinis). Stepper tvarkyklės neišveda standartinio kintamosios srovės dažnio galios. Vietoj to jie generuoja:

• impulsinės bangos formos

• nutrūkęs srovės reguliavimas

• fazių srovės, pagrįstos žingsnio laiku (nefiksuota 50/60 Hz)

Taigi tai taip pat nėra tradicinė kintamoji srovė.

Kaip iš tikrųjų atrodo išvestis (pagal disko režimą)

1) Viso žingsnio / pusės žingsnio išvestis

Pagrindiniuose žingsnių režimuose vairuotojo išėjimo srovė yra artimesnė kvadratinei bangai :

• srovė įsijungia/išsijungia kiekvienoje fazėje

• poliškumas perjungiamas varikliui judant į priekį

• stiprus sukimo momentas, bet daugiau vibracijos ir triukšmo

Tai geriausiai apibūdinama kaip perjungta DC su poliškumo pakeitimu.

2) Mikropakopų išvestis

Mikropakopoje vairuotojas valdo fazių sroves, kad apytiksliai būtų sinusinės ir kosinusinės bangos formos :

• sklandesnis sukimasis

• sumažintas rezonansas

• tylesnis judesys

• pagerintas padėties nustatymo sklandumas

Tai atrodo panašesnė į kintamąją srovę , bet vis tiek gaminama aukšto dažnio perjungimu iš nuolatinės srovės magistralės.

Kaip vairuotojai valdo srovę (Chopper Current Regulation)

Dauguma žingsninių tvarkyklių naudoja nuolatinės srovės pjaustymą , tai reiškia, kad jie greitai perjungia išėjimą, kad išlaikytų tikslinę fazės srovę. Tai leidžia:

• stabilus sukimo momentas

• geresnis našumas važiuojant didesniu greičiu

• apsauga nuo perkaitimo

Taigi tvarkyklės išvestis yra PWM stiliaus reguliuojama srovė , o ne paprasta įtampos išvestis.

Teisingas praktinis atsakymas

Jei jums reikia aiškaus, projektui paruošto pareiškimo:

• Įvestis į tvarkyklę: nuolatinės srovės maitinimas (pvz., 24 VDC / 48 VDC)

• Variklio išėjimas: valdomos, kintamos fazės srovės (elektroniniu būdu sukurtos į kintamąją srovę panašios bangos formos)

✅ Išvada: Žingsninio tvarkyklės išvestis yra valdoma, dvikryptė, suskirstyta srovės forma, o ne gryna kintamoji arba grynoji nuolatinė srovė.

Kaip pasirinkti tinkamą žingsninio variklio maitinimo šaltinį

pasirinkti tinkamą žingsninio variklio maitinimo šaltinį Norint užtikrinti patikimą judėjimą, sukimo momentą ir pagreitį, labai svarbu . Dėl per mažo dydžio arba netinkamo tiekimo gali būti praleisti žingsniai, perkaitimas, prastas greitis arba nestabilus veikimas . Čia yra išsamus vadovas, kaip pasirinkti tinkamą maitinimo šaltinį savo stepper sistemai.

1) Nustatykite tvarkyklės įtampos diapazoną

Stepper tvarkyklės yra skirtos tam tikram nuolatinės srovės įvesties įtampos diapazonui , paprastai nurodytam duomenų lape. Įprasti diapazonai apima:

• 12–24 V DC (mažiems varikliams ir mažo greičio įrenginiams)

• 24–48 V nuolatinė srovė (skirta vidutinėms pramoninėms mašinoms)

• 36–60 V DC (didelės spartos ir didelio sukimo momento programoms)

Nykščio taisyklė: pasirinkite maitinimo šaltinį, esantį šalia viršutinės vairuotojo nominalios įtampos galo . Didesnė įtampa leidžia:

• greitesnis srovės kilimas apvijose

• geresnis pagreitis

• didesnis aukščiausios klasės greitis

Tačiau niekada neviršykite maksimalios vairuotojo įtampos , nes tai gali sugadinti vairuotoją ir variklį.

2) Patikrinkite variklio srovės įvertinimą

Žingsniniai varikliai vertinami pagal srovę fazėje (pvz., 2A/fazė, 3A/fazė). Vairuotojas naudoja srovės reguliavimą , kad užtikrintų, jog variklis gautų būtent tokią srovę.

Svarbu: maitinimo srovė neturi būti lygi fazių srovių sumai. Vairuotojas reguliuoja srovę naudodamas PWM / kapojimą.

Gairė: Pateikite maitinimą, kuris gali tiekti bent 60–80 % didžiausios vardinės srovės, padaugintos iš variklių skaičiaus, jei keli varikliai dalijasi maitinimu.

3) Apskaičiuokite maitinimo srovę

Norėdami nustatyti maitinimo šaltinio dydį, apsvarstykite:

1. Variklio vardinė srovė fazei (I_fazė)

2. Variklių skaičius (N_motors)

3. Vairuotojo efektyvumas (η, paprastai 80–90 %)

4) Piko ir nuolatinio veikimo koeficientas

Žingsniniams varikliams greitėjimo metu reikalinga didelė srovė . Nors vairuotojas gali apriboti srovę, maitinimas turi užtikrinti pakankamai įtampos ir srovės, kad būtų išlaikytas veikimas :

• Nuolatinis sukimo momentas: susijęs su vardine fazės srove

• Didžiausias sukimo momentas: reikalingas tiekimas, kad būtų galima valdyti trumpalaikius šuolius

• Greitėjimas ir lėtėjimas: reikia didesnės momentinės galios

Patarimas: jei jūsų aparatas dažnai juda greitai, rinkitės tiekimą su papildoma 20–30 % srovės marža.

5) Pasirinkite maitinimo šaltinį su mažu pulsavimu ir stabilia įtampa

Žingsniniai varikliai reaguoja į vidutinę apvijų įtampą , todėl maitinimo kokybė yra svarbi:

• Mažas pulsavimas sumažina variklio vibraciją ir triukšmą

• Stabili įtampa esant apkrovai palaiko sukimo momentą ir tikslumą

• Perjungimo režimo maitinimo šaltiniai (SMPS) yra įprasti šiuolaikinėje automatikoje dėl efektyvumo ir kompaktiško dydžio

• Linijinės eksploatacinės medžiagos yra retos, tačiau jautrioms programoms siūlo itin mažą pulsaciją

6) Nuspręskite dėl vieno ar kelių variklių tiekimui

Jei naudojate kelis žingsninius variklius , galite:

• naudokite vieną didelį maitinimo šaltinį Visiems varikliams

• naudokite individualius reikmenis Vienam vairuotojui

Pasvarstymai:

• Vieno maitinimo šaltinio: paprastesni laidai, tačiau vienas variklis, traukiantis perteklinę srovę, gali paveikti kitus

• Individualus tiekimas: stabilesnis didelio tikslumo sistemoms, bet didesnė kaina

7) Apsvarstykite saugos ir apsaugos funkcijas

Į gerą maitinimo šaltinį turėtų būti įtraukta:

• Apsauga nuo viršsrovių , kad būtų išvengta vairuotojo ar variklio sugadinimo

• Apsauga nuo viršįtampio , kad būtų išvengta izoliacijos gedimo

• Šiluminė apsauga , skirta išsijungti perkaitus

• Apsauga nuo trumpojo jungimo

Šios savybės padidina patikimumą pramoninėje aplinkoje.

8) Patikrinkite fizinį ir aplinkos suderinamumą

Įrengdami tiekimą:

• Įsitikinkite, kad korpusas tinka korpusui

• Patvirtinkite, kad darbo temperatūros diapazonas atitinka jūsų programą

• Patikrinkite ventiliaciją arba vėsinimą, jei tiekimas veikia beveik visiškai

Aplinkos veiksniai gali turėti įtakos įtampos stabilumui ir tarnavimo laikui.

9) Suderinkite maitinimo įtampą su žingsninio tvarkyklės tipu

Įeina Stepper vairuotojai:

• Vienpoliai arba dvipoliai tvarkyklės

• Chopper / nuolatinės srovės tvarkyklės

• Microstepping tvarkyklės

Visada suderinkite maitinimo įtampą ir srovę pagal tvarkyklės specifikacijas , o ne tik variklio nominalus. Vairuotojas reguliuoja srovę viduje, todėl vairuotojas diktuoja tiekimo reikalavimus , o ne vienas variklis.

10) Atrankos proceso pavyzdys

Tarkime, kad turite:

• 2 žingsnių varikliai, kiekvienas 3A/fazė , 1,8° žingsnio kampas

• Stepper tvarkyklė, skirta 24–48 V DC įėjimui

• Mikropakopų režimas sklandžiam judėjimui

Žingsniai:

1. Pasirinkite maitinimo įtampą: 48V DC (viršutinis diapazonas greitesniam žingsniui)

2. Apskaičiuokite maitinimo srovę: 3A × 2 varikliai × 1,2 ≈ 7,2A

3. Pasirinkite 48 V DC, 8 A maitinimo šaltinį, kad užtikrintumėte atsargą

4. Įsitikinkite, kad tiekimas turi viršsrovių, viršįtampių ir šiluminę apsaugą

5. Įsitikinkite, kad tiekimas tinka valdymo spintoje ir atitinka aplinkos sąlygas

Išvada

Tinkamo žingsninio variklio maitinimo šaltinio pasirinkimas yra:

• Įtampa, artima vairuotojo maksimaliai , leidžia veikti dideliu greičiu

• Pakankama srovė , kad būtų galima valdyti didžiausias apkrovas ir kelis variklius

• Mažas bangavimas ir stabilus veikimas užtikrina sklandų judėjimą

• Saugos funkcijos, skirtos apsaugoti sistemą

Kruopščiai išanalizavę variklio nominalus, vairuotojo reikalavimus ir sistemos apkrovą , užtikrinsite patikimą, tikslų ir ilgalaikį žingsninio variklio veikimą automatizavimo projekte.

Ar a Žingsninis variklis Reikia valdiklio kaip servo?

Žingsniniam varikliui nebūtinai reikia uždarojo ciklo valdiklio, pavyzdžiui, servo varikliui, kad būtų galima naudoti daugelį programų. Žingsniniai varikliai paprastai yra skirti veikti atvira kilpa , tai reiškia, kad jie juda tam tikrą žingsnių skaičių pagal įvesties impulsus be grįžtamojo ryšio. Tačiau sprendžiant, ar naudoti valdiklį ar grįžtamojo ryšio sistemą, reikia atsižvelgti į svarbius aspektus.

1) Atvirojo ciklo veikimas yra standartinis žingsniniams varikliams

Daugumoje pramoninių ir mėgėjų sąrankų:

• Žingsninis variklis gauna STEP/DIR impulsus iš valdiklio arba PLC

• Variklis juda fiksuotu žingsnio kampu per impulsą (pvz., 1,8° per žingsnį)

• Sistema daro prielaidą, kad variklis pasiekia nurodytą padėtį

Atviro ciklo veikimo privalumai:

• Paprastesnis laidų sujungimas ir sąranka

• Mažesnė kaina (nereikia koduotuvo ar grįžtamojo ryšio)

• Tinka daugeliui CNC staklių, 3D spausdintuvų ir robotizuotų ašių

Apribojimai:

• Jei apkrova viršija variklio sukimo momentą, variklis gali praleisti žingsnius neaptikdamas

• Sinchronizavimo praradimas gali sukelti padėties klaidų

• Didelis pagreitis arba staigios apkrovos padidina riziką praleisti žingsnius

2) Kai uždarojo ciklo valdymas yra naudingas

Žingsninius variklius galima derinti su kodavimo įrenginiais arba uždarojo ciklo tvarkyklėmis , kad būtų sudaryta hibridinė sistema:

• Vairuotojas stebi rotoriaus padėtį per kodavimo įrenginį

• Jis reguliuoja srovę arba impulsus, jei variklis praleidžia žingsnius

• Sistema apsaugo nuo žingsnių praradimo ir pagerina sukimo momentą

Programos, kurioms naudingas uždaro ciklo žingsninis valdymas:

• Didelės spartos CNC arba robotinės rankos

• Išrinkimo ir padavimo mašinos

• Didelės inercijos apkrovos

• Sistemos, kurioms reikalinga patikima padėtis esant kintamam sukimo momentui

Pagrindinis dalykas: net esant uždarojo ciklo grįžtamajam ryšiui, pats variklis išlieka žingsninis variklis . Valdiklis tik padidina patikimumą, panašus į servo sistemą.

3) Stepper ir servo valdiklių skirtumai

funkcija	Žingsninio variklio valdiklio	servo variklio valdiklio
Atsiliepimai	Neprivaloma	Privaloma
Sukimo momentas	Fiksuotas (pagal srovę)	Kintamasis (valdomas grįžtamuoju ryšiu)
Tikslumas	Žingsnis pagrįstas, atvira kilpa	Uždaras ciklas, nuolat reguliuojamas
Sudėtingumas	Paprasta	Sudėtingesnis ir brangesnis
Kaina	Žemesnis	Aukščiau

Išvada: Žingsniniai varikliai gali veikti be valdiklio, pavyzdžiui, servo , tačiau uždaro ciklo valdymas padidina patikimumą ir suteikia didesnį našumą.

4) Praktinė rekomendacija

• Lengvoms , nuspėjamoms apkrovoms naudokite standartinę atvirojo ciklo žingsninio sąranką

• Didelės spartos, didelio tikslumo ar didelės inercijos programoms apsvarstykite uždarojo ciklo žingsninių tvarkykles

• Visada įsitikinkite, kad žingsninė tvarkyklė yra suderinama su jūsų varikliu ir yra tinkamo dydžio, kad atitiktų įtampą ir srovę

Apatinė eilutė: Žingsniniam varikliui iš prigimties nereikia servo tipo valdiklio , tačiau šiuolaikinėms automatizavimo sistemoms gali būti naudingas patobulintas valdymas, siekiant išvengti žingsnių praradimo, pagerinti sukimo momentą ir padidinti sistemos patikimumą.

Įprastos programos Kur pritaikyti žingsniniai varikliai (ir kodėl svarbus galios tipas) Naudojami

Žingsniniai varikliai yra plačiai naudojami automatizavimo, robotikos ir tikslaus judesio sistemose dėl tikslios padėties nustatymo, pakartojamų žingsnių ir patikimo veikimo . Norint tinkamai suprojektuoti ir integruoti sistemą, labai svarbu suprasti jų naudojamo maitinimo tipą – DC naudojant elektroninę tvarkyklę.

1) CNC staklės

Naudojimas:

Žingsniniai varikliai naudojami X, Y ir Z ašims valdyti CNC maršrutizatoriuose, frezavimo staklėse ir graviravimo staklėse.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• CNC valdikliai paprastai išveda impulsinius signalus į stepper tvarkykles, maitinamas 24 V arba 48 V DC.

• Naudojant DC varomą sistemą, galima tiksliai , laipsniškai valdyti pjovimo arba graviravimo įrankį.

• Tinkama įtampa užtikrina, kad variklis gali išlaikyti sukimo momentą esant didesniam greičiui, todėl išvengiama praleistų žingsnių ir prarastų pjūvių.

2) 3D spausdintuvai

Naudojimas:

Žingsniniai varikliai valdo ekstruderio padavimą, lovos judėjimą ir spausdinimo galvutės padėtį.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• Spausdintuvai naudoja 24 V DC maitinimo šaltinius , kuriuos lengva integruoti su mikrovaldiklio plokštėmis.

• Žingsninės tvarkyklės konvertuoja nuolatinę srovę į nuoseklias fazių sroves , leidžiančias mikropakopomis , kad spausdintumėte sklandžiai ir tiksliai.

• Tiksli nuolatinė srovė užtikrina pakartotinį sluoksnio nusodinimą ir sumažina spausdinimo defektus.

3) Paėmimo ir išdėstymo mašinos

Naudojimas:

Didelės spartos paėmimo ir padėjimo sistemos elektronikos surinkime remiasi žingsniniais varikliais, kad judėtų robotų rankos ir padėties nustatymo stalai.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• Nuolatinės srovės maitinimo sistemos užtikrina nuspėjamą sukimo momento ir greičio valdymą.

• Galimybė valdyti fazių sroves iš nuolatinės srovės magistralės užtikrina greitą pagreitį neprarandant žingsnių.

• Galios stabilumas yra labai svarbus norint tiksliai išdėstyti komponentus.

4) Ženklinimo, pakavimo ir konvejerių sistemos

Naudojimas:

Žingsniniai varikliai naudojami etikečių aplikatoriuose, pildymo mašinose ir konvejerių indeksavimo sistemose.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• Dauguma pakavimo mašinų maitinamos iš 24 V nuolatinės srovės valdymo spintų.

• Žingsniniai varikliai suteikia pakartojamą indeksavimą kiekviename proceso etape.

• Nuolatinė srovė leidžia lengvai integruoti su PLC ir jutiklių sistemomis, kad būtų galima sinchronizuoti.

5) Medicininė ir laboratorinė įranga

Naudojimas:

Žingsniniai varikliai varo švirkštų siurblius, dozavimo mašinas ir laboratorines robotines rankas.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• Nuolatinės srovės tiekimas užtikrina tikslų, kontroliuojamą judėjimą , o tai labai svarbu norint tiksliai dozuoti arba tvarkyti mėginius.

• Žingsniniai tvarkyklės gali reguliuoti fazės srovę, kad išlaikytų pastovų sukimo momentą subtiliose srityse.

• Žemos įtampos nuolatinė srovė yra saugesnė jautrioje medicinos aplinkoje, palyginti su aukštos įtampos kintamąja.

6) Kameros slankikliai ir Pan-Tilt sistemos

Naudojimas:

Žingsniniai varikliai naudojami kino kameros judėjimui, automatizuotam stebėjimui ir tiksliam fotografavimui.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• Nuolatinė srovė leidžia tyliai ir sklandžiai veikti mikropakopomis.

• Stabilus nuolatinės srovės tiekimas apsaugo nuo trūkčiojančių judesių, dėl kurių vaizdas gali sulieti arba sutrikdyti laiko nustatymą.

• Žemos įtampos nuolatinės srovės sistemos yra suderinamos su nešiojamomis ir baterijomis maitinamomis sąrankomis.

7) Tekstilės ir siuvinėjimo mašinos

Naudojimas:

Žingsniniai varikliai valdo adatos judėjimą, siūlų padėtį ir modelio pasirinkimą.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• Nuolatinės srovės maitinimas užtikrina nuoseklų žingsninį judėjimą , kuris yra labai svarbus norint išlaikyti modelio tikslumą.

• Elektroninės tvarkyklės leidžia atlikti mikropakopą , mažina vibraciją ir pagerina dygsnio kokybę.

• Maitinimo stabilumas užtikrina, kad mašinos gali veikti ilgus gamybos ciklus neprarandant sinchronizavimo.

8) Vožtuvų paleidimo ir dozavimo sistemos

Naudojimas:

Žingsniniai varikliai sukasi vožtuvus arba dozavimo mechanizmus chemijos, maisto ar pramoninių skysčių sistemose.

Kodėl galios tipas yra svarbus:

• Nuolatinės srovės varomos stepper sistemos užtikrina pakartojamą kampinį judėjimą , užtikrindamos tikslų skysčio valdymą.

• Valdomos fazės srovės leidžia sukimo momentui įveikti įvairias apkrovos sąlygas be viršijimo.

• Naudojant nuolatinę maitinimą, supaprastinama integracija su esamomis automatikos plokštėmis.

Kodėl maitinimo tipas yra svarbus visose programose

• Nuspėjamas sukimo momentas: nuolatinės srovės tiekimas su srovės reguliuojamomis tvarkyklėmis užtikrina, kad žingsninis variklis sukuria patikimą sukimo momentą viso judesio metu.

• Tikslus padėties nustatymas: valdomos nuolatinės srovės fazinės srovės leidžia tiksliai padidinti žingsnius , o tai labai svarbu didelio tikslumo taikymui.

• Integravimas su valdymo sistemomis: dauguma automatikos valdiklių, PLC ir mikrovaldiklių veikia pagal nuolatinės srovės logiką , todėl nuolatinės srovės maitinimo sistemas lengviau įdiegti.

• Saugumas ir efektyvumas: nuolatinės srovės maitinimas sumažina riziką, palyginti su aukštos įtampos kintamąja srove, leidžia naudoti kompaktiškus perjungiamus maitinimo šaltinius ir palaiko energiją taupančius PWM tvarkykles.

Apatinė eilutė

Žingsniniai varikliai dominuoja srityse, kuriose tikslumas, pakartojamumas ir patikimumas . svarbiausias CNC mašinose, 3D spausdintuvuose, paėmimo ir išdėstymo sistemose, medicinos prietaisuose ir automatizuotose pakuotėse nuolatinės srovės maitinami, elektroniniu būdu valdomi žingsniniai varikliai užtikrina sklandų veikimą, tikslų padėties nustatymą ir lengvą integravimą su šiuolaikinėmis automatizavimo sistemomis. Norint pasiekti optimalų našumą visose šiose programose, labai svarbu tinkamai parinkti įtampą ir srovę.

Pagrindiniai pasiūlymai: ar „Stepper Motors“ yra nuolatinė ar kintamoji srovė?

Norėdami aiškiai ir teisingai atsakyti į klausimą:

• Žingsniniai varikliai paprastai maitinami nuolatine nuolatine srove per žingsninį tvarkyklę

• Jie nėra kintamosios srovės indukciniai varikliai

• Jie nėra nuolatinės srovės varikliai su šepečiu

• Jie naudoja elektroniniu būdu perjungiamas fazės sroves, kurios keičia kryptį

• Jų pavaros bangos forma gali būti panaši į kintamąją srovę, ypač esant mikropakopoms

Taigi tiksliausias teiginys yra:

Žingsniniai varikliai yra nuolatinės srovės varikliai su elektroniniu būdu valdomu faziniu sužadinimu, dažnai apvijų viduje sukuriantys į kintamąją srovę panašias bangas.

DUK – žingsninis variklis ir OEM/ODM pritaikyti

1. Ar žingsniniai varikliai yra nuolatinės srovės ar kintamosios srovės varikliai?

   Žingsniniai varikliai naudoja nuolatinės srovės maitinimą ir tvarkyklę, kad įjungtų fazes iš eilės, todėl jie geriausiai apibūdinami kaip nuolatinės srovės tiekiami ir elektroniniu būdu komutuojami, o ne tradiciniai kintamosios srovės indukciniai varikliai.

2. Ar žingsniniai varikliai veikia tiesiai iš kintamosios srovės tinklo?

   Ne – žingsniniai varikliai neveikia tiesiai iš kintamosios srovės tinklo; jiems reikia tvarkyklės, kuri konvertuoja kintamosios srovės įvestį į nuolatinės srovės magistralę ir seka srovę per apvijas.

3. Kokio tipo maitinimo šaltinį paprastai naudoja žingsniniai varikliai?

   Dauguma žingsninių sistemų veikia su nuolatinės srovės maitinimo šaltiniais, pvz., 12 V, 24 V, 36 V arba 48 V, priklausomai nuo sukimo momento ir greičio reikalavimų.

4. Kaip elektriškai veikia žingsninio variklio apvijos?

   Vairuotojas keičia srovę per kelias fazes (pvz., A/B rites), sukurdamas laipsnišką sukimosi judesį, net jei įvestis yra nuolatinė.

5. Ar žingsniniai varikliai yra sinchroniniai ar asinchroniniai?

   Žingsniniai varikliai yra sinchroniniai, o tai reiškia, kad rotorius sujungiamas su valdomu magnetiniu lauku, kurį sukuria statoriaus apvijos.

6. Ar žingsninius variklius galima pritaikyti OEM / ODM?

   Taip – ​​gamintojai teikia OEM/ODM velenų, matmenų, pavarų dėžių, kodavimo įrenginių, IP reitingų ir integravimo parinkčių pritaikymą.

7. Kokios pramonės šakos naudoja pritaikytus žingsninius variklius?

   Individualūs žingsneliai naudojami automatizavimo, robotikos, pakavimo, tekstilės mašinose, medicinos prietaisuose ir didelės apkrovos pramonėje.

8. Ar galiu gauti uždarojo ciklo žingsninį variklį pagal OĮG užsakymą?

   Taip – ​​OĮG/ODM paslaugos gali užtikrinti uždarojo ciklo žingsnelius su grįžtamojo ryšio sistemomis, kad būtų padidintas tikslumas.

9. Kuo skiriasi žingsniniai varikliai ir nuolatinės srovės varikliai su šepečiu?

   Šlifuoti nuolatinės srovės varikliai nuolat sukasi su paprastu nuolatinės srovės įėjimu; žingsniniai varikliai juda atskirais žingsniais su kontroliuojamu fazių perjungimu.

10. Ar žingsninis variklis gali būti tiekiamas su kintamosios srovės įvesties maitinimu?

    Tik netiesiogiai: vairuotojai gali priimti kintamosios srovės įvestį ir viduje konvertuoti į DC, kad paleistų žingsninę sistemą.

11. Ar žingsniniai varikliai yra arčiau BLDC variklių ar nuolatinės srovės variklių su šepečiu?

    Žingsniniai varikliai yra artimesni BLDC (bešepetėliu DC), nes yra elektroniniu būdu komutuojami, tačiau jie tarnauja skirtingiems valdymo tikslams, daugiausia dėmesio skiriant žingsnių pozicionavimui.

12. Ar OĮG pritaikymas gali apimti variklio tvarkykles?

    Taip – ​​individualūs variklių paketai dažnai apima pritaikytus tvarkykles ir integruotą valdymo elektroniką.

13. Ar variklio sukimo momentą veikia kintamoji arba nuolatinė srovė?

    Stepper sukimo momentą valdo srovė ir ritės sužadinimas, o ne kintamosios srovės tinklo dažnis; Nuolatinės srovės magistralės ir vairuotojo našumas apibrėžia sukimo momentą.

14. Kokių dydžių galima pagaminti pritaikytus žingsninius variklius?

    OEM / ODM pritaikymas apima kelis rėmo dydžius ir flanšo standartus, kad atitiktų skirtingus mašinos profilius.

15. Ar žingsniniai varikliai tinka tiksliam padėties nustatymui?

    Taip – ​​žingsneliai yra skirti tiksliai laipsniškai judėti su apibrėžtais žingsnio kampais.

16. Ar pritaikyti žingsniniai varikliai turi aplinkosaugos įvertinimus?

    Taip – ​​OEM/ODM parinktys gali apimti IP apsaugos lygius, kad atitiktų veiklos aplinkos reikalavimus.

17. Ar žingsninių variklių OEM užsakymuose gali būti priedų komponentų?

    Taip – ​​priedai, tokie kaip stabdžiai, koduotuvai, movos ir pavarų dėžės, gali būti pritaikyti.

18. Ar žingsninio variklio specifikacijose daugiausia dėmesio skiriama srovei ar įtampai?

    Žingsniniai varikliai paprastai vertinami pagal srovę fazėje; tvarkyklės valdo įtampą ir srovę, kad veiktų.

19. Ar OEM pritaikymas gali palaikyti integruotas judesio sistemas?

    Taip – ​​gamintojai gali pristatyti integruotas variklio + vairuotojo + grįžtamojo ryšio sistemas kaip pasirinktinių sprendimų dalį.

20. Ar pritaikyti žingsniniai varikliai atitinka pramonės standartus?

    Aukštos kokybės pritaikyti žingsneliai paprastai atitinka tokius sertifikatus kaip CE, RoHS ir ISO kokybės standartai.