Krokový motor, výhody, nevýhody, aplikácie, fungovanie

Krokový motor

Je to elektromechanické digitálne zariadenie, v ktorom je vstupom elektrický signál a výstup, ktorý dostávame, je mechanický. Je to tiež digitálne zariadenie, pretože vyžaduje impulzy. Krokový motor je špeciálny typ synchrónneho motora, ktorý sa používa na otáčanie rotora o určitý počet stupňov na každý elektrický impulz prijatý jeho riadiacou jednotkou alebo o 15 stupňov na impulz.

Je to motor, ktorý sa môže otáčať v oboch smeroch, tj v smere a proti smeru hodinových ručičiek, pohybovať sa v presných uhlových prírastkoch v stupňoch, udržiavať prídržný krútiaci moment pri nulovej rýchlosti a môže byť riadený digitálnymi signálmi. Pohybuje sa v uhlových polohách alebo uhlových prírastkoch nazývaných kroky, ktoré reagujú na digitálny impulz do elektrického obvodu pohonu.

Krokový motor pracuje na princípe, že rotor sa v určitej polohe vyrovnáva so zubami budiaceho pólu v magnetickom obvode. Minimálna reluktančná dráha existuje s budiacim pólom. Vybudenie závisí od počtu vstupných impulzov. Aktivuje sled krokových pohybov v reakcii na sled vstupných impulzov.

Výstup krokového motora je úplne určený počtom vstupných impulzov dodaných systému. Krokový pohyb môže byť buď uhlový alebo lineárny a môže byť buď v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek. Každý impulzný vstup aktivuje jeden krokový pohyb a každá otáčka krokového motora pozostáva z niekoľkých samostatných krokových pohybov.

Veľkosť kroku je zvyčajne medzi 1,5 až 30 stupňami. Vo všeobecnosti sa tieto motory vyrábajú s krokmi na otáčku. Tieto krokové motory sú buď bipolárne, čo vyžaduje dva zdroje energie, alebo unipolárne, ktoré vyžadujú iba jeden zdroj energie.

Krokové motory sú klasifikované na základe konštrukcie a výkonu:

1. Krokový motor s premenlivou reluktanciou

2. Krokový motor s permanentným magnetom

3. Hybridný krokový motor s permanentným magnetom

Skladá sa z rotora, ktorý je vyrobený z permanentného magnetu a stator je vyrobený z elektromagnetov. Keď je napájanie privedené do vinutia, stator vyvinie magnetické pole vo vnútri statora. Pomocou tohto rotujúceho magnetického poľa sa rotor v motore začne pohybovať.

Výhody krokového motora

1. Jednoduchá konštrukcia a funguje v každej situácii.

2. Kompatibilné digitálne systémy.

3. Na snímanie polohy a rýchlosti nie sú potrebné žiadne snímače, pretože sa získavajú priamo počítaním vstupných impulzov a periodickým počítaním vstupných impulzov, ak sú potrebné informácie o rýchlosti.

4. Flexibilita a poskytuje konštantný prídržný moment bez potreby napájania motora.

5. Krokové motory sú bezpečnejšie.

6. Krokové motory sú veľmi spoľahlivé a majú nízku presnosť.

7. Výborná odozva na štart a zastavenie.

8. Rôzne druhy otáčok, pri ktorých si môžeme uvedomiť, že rýchlosť je úmerná frekvencii vstupných impulzov.

Nevýhody krokového motora

1. Účinnosť krokového motora je nízka.

2. Rezonancia je hlavným problémom, ktorý sa vyskytuje v motoroch s premenlivou reluktanciou.

3. Slučka spätnej väzby sa nepoužíva.

4. Tieto motory produkujú extrémne vysoký hluk.

5. Nie je ľahké ovládať extrémne pri vysokých rýchlostiach.

6. Krokové motory nemôžu bežať ani sa otáčať pri vysokých rýchlostiach, ale majú vysoký prídržný moment.

Aplikácie krokového motora

1. Krokové motory sa používajú ako motory na podávanie papiera v písacích strojoch a tlačiarňach.

2. Tieto motory sa používajú na polohovanie tlačových hláv, pier v XY plotroch.

3. Krokové motory sa používajú v obrábacích strojoch.

4. Krokové motory sa používajú vo fotoaparátoch na automatické ovládanie funkcií zaostrenia a zoomu.

5. Tieto motory sa používajú na bezpečnostné účely.

6. Krokový motor sa používa na presné polohovanie pomocou motora, ako je robotika, antény, pevné disky, teleskopy a niektoré hračky.

7. Tlačiarne

8. CNC stroje

9. 3D tlačiarní

10. Laser a optika

11. Priemyselné stroje