Stappenmotor

Een stappenmotor is een elektrische synchrone motor die een omwenteling maakt met een aantal equivalente equivalente verplaatsingen. De lengte van het elementaire segment hangt af van de nauwkeurigheid waarmee de rotor naar wens wordt gepositioneerd. Afzonderlijk wordt de minimale verplaatsing toonhoogte genoemd.

Het principe van de werking van stappenmotoren, een variëteit aan

Een stappenmotor, compleet met een aandrijving, zet het aantal inkomende pulsen om in een gegeven hoekverplaatsing van de as. Het apparaat is gekoppeld aan digitale technologie, het besturingssignaal is vaak analoog. De ingangen van de wikkelingen worden bezocht door de sinusgolf van de gewenste fase. De bestuurder, die een digitaal signaal ontvangt op de contacten, decodeert de golf, genereert de nodige motorbesturingssignalen. Eén, twee, drie, vier fasen. Bepaald door het ontwerp, de behoeften van technologie.

Een kenmerk van een stappenmotor is de vorm van een stalen rotor. Uitgerust met palen, onderstreept door op het uiteinde van een scherpe of stompe tand te plaatsen. Dood metaal, aangetrokken door de statorspoelen. Het wordt gekenmerkt door een zekere magnetisatie van de restsoort, veroorzaakt door de actie van het veld. Nauwkeurige positionering van de statorpolen geeft de stappenmotor een unieke eigenschap: nauwkeurige positionering in de draaiingshoek van de as. Er zijn uitzonderingen op de regel, die hieronder worden besproken.

Stappenmotoren worden gebruikt door de industrie, digitale technologie - waar u moet zorgen voor een nauwkeurige positionering van de as. Sommige bronnen dateren de uitvinding tot het midden van de XIXe eeuw, de eerste informatie werd gelekt in gespecialiseerde tijdschriften in de jaren 20 van de XX eeuw. Spraak op de driefasige jetstappenmotor. Het eerste gebruik is van oudsher een militaire: op de schepen van de koninklijke vloot van Groot-Brittannië hebben knooppunten torpedo's in de goede richting gestuurd. Later migreerde de technologie en bezocht hij het Amerikaanse leger.

Het eerste open patent werd verkregen voor een apparaat met een rotor, een 32-tandstator van de Schotse ingenieur Walker in 1919.Het apparaat is ontworpen om te werken met driefase-spanning. Tegenwoordig zijn stappenmotoren te vinden op personal computer harde schijven, geautomatiseerde assemblagelijnen. De belangrijkste voordelen zijn lage kosten, gemakkelijke positionering. Alternatieven niet uitgevonden. De apparaten zijn gebruikt sinds ongeveer de jaren 70 van de 20e eeuw, ze vormen vier hoofdgroepen:

1. permanente magneetstappenmotoren.
2. Hybride synchrone motoren.
3. Ventielstraalmotoren.
4. Laveta stappenmotoren.

Polen van verschillende wikkelingen, bijvoorbeeld unifilar, bifilar( zie Inductantiespoel).In het eerste geval maakt de rotor unidirectioneel bochten, zo niet om extra schakelfasen te bieden. De bifilaire motor voert het omgekeerde uit door simpelweg spanning aan te leggen aan andere paren contacten. Bij elke pool wordt de draaddraad gewonden, waardoor twee spoelen worden gevormd. Het ontwerp is zodanig dat de tekens van de velden tegenovergesteld zijn. Biedt een eenvoudige organisatie van het omgekeerde. Soortgelijke schema's zijn zichtbaar op het voorbeeld van de trommelaandrijfmotor van de wasmachine.

De wereldpraktijk heeft een gestandaardiseerde markering van de aangegeven typen apparaten aangenomen:

• Unifilar:

1. Rood, geel - de eerste wikkeling.
2. Zwart, oranje - de tweede opwinding.

• Bifilar:

1. Winding met centrale gemeenschappelijke output. Rood, zwart, rood met wit - de eerste bocht. Groen, wit, groen met wit - de tweede wikkeling.
2. Dubbelpolig opwikkelen. Rood, rood en wit - het eerste paar van de eerste opwinding. Geel, geel en wit - het tweede paar van de eerste winding. Zwart, zwart met wit - het eerste paar van de tweede wikkeling. Oranje, oranje en wit - het tweede paar van de tweede opwinding.

Elke wikkeling kan meerdere polen vormen. Om het omgekeerde van bifilaire stappenmotoren te activeren, wordt een ander paar contacten geschakeld. En als een vormregelaar nodig is om een ​​omgekeerde rotatie van unifilar-variëteiten te vormen, is het toegestaan ​​om hier een gewone contactor te gebruiken.

Bedrijfsmodi van stappenmotoren

De producten werken in verschillende modi:

1. De volledige stap wordt geïmplementeerd door de toevoer van stuurspanningen in fasen af ​​te wisselen. Het standaard aantal is 200 bewegingen per omwenteling.
2. In de halfstapmodus na het activeren van één fase, blijft de toestand ongewijzigd op het inschakeltijdgedeelte van de volgende. Het blijkt dat twee palen gelijktijdig op de tand werken. De as bevriest en fixeert de tussenpositie. Dan verdwijnt de eerste fase, de rotor maakt een halve stap vooruit. Ondanks het minder ontwikkelde koppel, wordt het regime op grotere schaal gebruikt door de industrie, vanwege de vermindering van het niveau van trillingen.
   

   Elektrische synchrone motor

3. Microstepmodi worden door de ontwikkelingen van specifieke fabrikanten als expertkennis beschouwd. De modus vult een speciale chip die stuurspanningen genereert, zodat de nauwkeurigheid van de positionering van de as in het gebied van de honderdste stap ligt( 20.000 bewegingen per omwenteling).Dergelijke verfijningen zijn nodig in micro-elektronica, de opkomst van de behoefte aan subtiele technische oplossingen tussen industriële transportbanden is niet uitgesloten. De bestuurder genereert meer dan 50 duizend cycli van stuurspanningen per omwenteling.

Permanent-magneetstappenmotoren

De motor bevindt zich in de pomp van de wasmachine. Bijvoorbeeld een blok dat water verwijdert uit een tank na het wassen, tussen verschillende fasen van een cyclus. De rotatiesnelheid van de as is klein, de rotor in de samenstelling bevat een permanente magneet, de steek is groot. Veronderstel 45 graden. Een spanning wordt afwisselend toegepast op de statorwindingen, waardoor een roterend magnetisch veld ontstaat. De permanente magneet van de schacht volgt de veranderingen in de intensiteitsvector.

Laten we de voordelen van eenvoud van stappenmotoren, lage kosten noemen. Permanente magneten worden vaak gebruikt door printers. Het verschil met andere stappenmotoren: de rotor is verstoken van tanden, er zijn weinig palen. Er zijn twee, stator spoelen - 4, elke beweging van de as draait 90 graden. Het vereist 4 fasen verschoven ten opzichte van elkaar met 90 graden. De bestuurder wordt eenvoudig geïmplementeerd met behulp van condensatoren.

Door de lage snelheid ontwikkelt de motor een hoog koppel( papier laden vanuit de printerlade).

Hybride synchrone motoren

Hybride synchrone motoren worden door de industrie gebruikt vanwege de ontwikkeling van een hoog koppel, ze houden de statische belasting goed. De as wordt nog steeds voorgesteld door een permanente magneet, voorzien van tanden, op de stator veel polen. Het type motoren biedt hoge rotatiesnelheden. Elke stap in de standaardversie is gelijk aan 1,8 hoekgraden( 200 stappen / omwenteling).Gespecialiseerde versies worden geproduceerd:

• 0.9 graden( 400 stappen / omwenteling).
• 3,6 graden( 100 stappen / draai).

Ventielstapermotoren

Het belangrijkste verschil tussen klepmotoren is de afwezigheid van zware permanente magneten. Op grond waarvan een starre fixatie van de positie niet optreedt in de aanwezigheid van hoge nauwkeurigheid. Motoren zijn ideaal voor het bekijken van filmdia's. Relatief vlotte, precieze beweging is ideaal voor de gelegenheid.

De rotor is lichtgewicht, staal, heeft uitgesproken, relatief weinig tanden. De toonhoogte is gemiddeld, bijvoorbeeld voor drie fasen, 12 polen zullen 15 graden zijn. De afstand tussen de polen is 30 graden. De schacht neemt tussenliggende posities in wanneer twee aangrenzende fasen gelijktijdig worden geactiveerd. De afwisseling komt overeen met een conventioneel industrieel netwerk( bijvoorbeeld 400 volt).

Het belangrijkste kenmerk van klepmotoren is een relatief klein aantal stompe tanden. Hoge positioneringsnauwkeurigheid wordt niet verwacht. Implementeer complexe stuurprogramma's om geavanceerde algoritmen te implementeren.

Laveta

stappenmotoren De Laveta stappenmotoren worden soms gebruikt met elektrische klokken. Ontworpen om te werken met een enkelfasesignaal. Vanwege de mogelijkheid van miniaturisatie, zullen Laveta-motoren dienen als het uitvoerende deel van het polshorloge. De apparaatnaam kreeg de naam van de uitvinder - ingenieur Marius Laveta.

In 1936 ontwierp een afgestudeerde van de Hogere School voor Elektriciens de motor, die wereldwijde faam bracht. De stator ziet eruit als een elektromotor met splitpolen. Eén spoelDe polen worden gevormd door enkele windingen van een relatief dikke koperen draad op de magnetische kern, waardoor de gewenste fase-EMF wordt gecreëerd. Geïnduceerde stromen leveren het juiste koppel. De voortplantingsvertraging van het magnetische veld over de kern wordt gebruikt om de fase 90 graden te verschuiven, waarbij een tweefasespanning wordt gesimuleerd. De rotor wordt weergegeven door een permanente magneet.

-ontwerpen kunnen gemakkelijk worden gebruikt door huishoudelijke apparaten( blenders, mixers).Het verschil tussen de Laveta-motoren is dat, dankzij de tanden, de as met enige spoed is gefixeerd. De karakteristieke beweging van de tweede hand wordt mogelijk. Zoals de meeste stappenmotoren, is de variant niet bedoeld om achteruit te werken.

Parameters van stappenmotoren

De individuele parameters van stappenmotoren zijn van cruciaal belang bij het kiezen van een geschikte controller die stuurspanningen genereert:

1. Inductance. Een hoge waarde van de parameter is meestal in motoren met een laag toerental en een duidelijk koppel. Met toenemend aantal omwentelingen van de as zullen de parameters van de apparatuur zeker verslechteren. Met lage inductantie veroorzaakt de stroom een ​​snelle reactie, die vereist is in stations voor het lezen van optische schijven.
2. Het stroomverbruik beïnvloedt de stijfheid van het schakelen tussen aangrenzende stappen. Soepeler modus vereist minder parameter. Hoog stroomverbruik verhoogt het koppel. Dus de juiste keuze van parameters laadt de schouders van de ontwerper.
3. Het begrenzingsniveau van bedrijfstemperaturen voor stappenmotoren is klein. De bovengrens ligt in de regio van 90 graden Celsius. Oververhitting is mogelijk bij hoge koppels met aanzienlijk stroomverbruik. Voor het lossen wordt soms een hold-modus gebruikt wanneer de as een tijdje stopt.

Varianten van

stappenmotordrivers Globaal gezien zijn er drie groepen stappenmotorstuurprogramma's:

1. Unipolaire vormstroompulsen in één richting. Eenvoudige, pretentieloze methode, gebruik vermindert het koppel met 40%.Deskundigen verklaren het fenomeen van de onmogelijkheid om tegelijkertijd alle wikkelingen te voeden die kunnen deelnemen aan de beweging. De techniek is geschikt voor lage werksnelheden.
2. Blusweerstand-stuurprogramma's worden nu als verouderd beschouwd. Toegestaan ​​om uit de maximumsnelheid van de motor te persen. Een grote hoeveelheid energie wordt vrijgegeven door warmte op de dempingsweerstanden.
3. Bipolaire drivers zijn populair vandaag. Door de complexiteit van het ontwerp te negeren, wordt een hoog rendement bereikt. Elke driver bevat een vormeenheid die uit vier transistors bestaat. Er wordt vermogen toegevoerd, de dioden worden omzeild, een terugkoppelingssignaal wordt van de weerstand verwijderd. De spanning bereikt een bepaald niveau, de benodigde toetsen worden geopend om te verminderen. De vorm van het signaal neemt een zaagtandvorm aan, de motor met een hoge constantheid ondersteunt het gespecificeerde vermogen.