Adım motoru, darbe motoru veya adım motoru olarak da bilinir. Giriş darbe sinyaline göre uyarma durumu her değiştiğinde belirli bir açıyla ilerler ve uyarı durumu değişmeden kaldığında sabit bir konumda kalır. Böylece kademeli motor, giriş darbe sinyalini çıkış için karşılık gelen açısal yer değiştirmeye dönüştürebilir. Giriş darbelerinin sayısını kontrol ederek, konumlandırma işlevini elde etmek için çıkışın açısal yer değiştirmesi doğru bir şekilde belirlenebilir; ve giriş darbelerinin frekansını kontrol ederek, hız düzenleme amacına ulaşmak için çıkışın açısal hızı doğru bir şekilde kontrol edilebilir. Bu nedenle, doğru konumlandırma veya hız kontrolü gerektiğinde step motorlar düşünülebilir.
1.1 Step motorların sınıflandırılması
Üç tip step motor vardır: reaktif (VR tipi), sabit mıknatıslı (PM tipi) ve hibrit (HB tipi).
Kalıcı mıknatıs adımı genellikle iki fazlıdır, tork ve hacim küçüktür ve adım açısı genellikle düşük maliyetli tüketici ürünlerinde kullanılan 7.5 derece veya 15 derecedir.
Reaktif adım, genellikle büyük tork çıkışı elde edebilen üç fazlıdır. Adım açısı genellikle 1.5 derecedir, ancak gürültü ve titreşim çok büyüktür. 1980'lerde Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri gibi gelişmiş ülkelerde elimine edilmiştir.
Hibrit adım, kalıcı mıknatıs ve reaktifin avantajlarını karıştırmayı ifade eder. İki fazlı, üç fazlı ve beş fazlı olarak ayrılmıştır. İki fazlı adım açısı genellikle 1.8 derecedir ve üç fazlı adım açısı 0.9 derecedir. Beş fazlı adım açısı genellikle 0.72 derecedir. Hibrit adımlı motor, ilk iki tip adımlı motorun avantajlarını birleştirir. Halihazırda yerli ekipman imalat sanayinde kullanılan step motorlar temel olarak hibrit step motorlardır.
Bu nedenle, aşağıda açıklanan adım motorlarının tümü "hibrit adım motorları" olarak anılır.
1.2 Step motorun yapısı
Kademeli motor, bir rotor (rotor göbeği, sabit mıknatıs, dönen mil, bilyalı yatak), bir stator (sarım, stator göbeği), ön ve arka kapaklardan vb. oluşur. En tipik iki fazlı hibrit adım motorunun 8 büyük dişi vardır. statorda 40 küçük diş ve rotorda 50 küçük diş; üç fazlı motorun statorunda 9 büyük diş, 45 küçük diş ve rotorun 50 küçük dişi vardır. diş.
Şekil 1 Step motor bileşiminin şematik diyagramı
1.3 Step Motor Kontrol Prensibi
Step motor, çalışmak için güç kaynağına doğrudan bağlanamaz ve elektrik darbe sinyallerini doğrudan alamaz. Güç kaynağı ve kontrolör ile özel bir arabirim (step motor sürücüsü) aracılığıyla etkileşime girmelidir. Step motor sürücüsü (bkz. Şekil 2) genellikle bir halka dağıtıcı ve bir güç yükseltici devresinden oluşur. Halka dağıtıcı, kontrolörden kontrol sinyallerini alır. Her darbe sinyali alındığında, halka dağıtıcının çıkışı bir kez dönüştürülür, böylece darbe sinyalinin varlığı veya yokluğu ve frekans, adımlı motorun hızını, hızlanmayı veya yavaşlamayı, başlatmayı veya durdurmayı belirleyebilir. Halka dağıtıcı, çıkış durumunun geçişinin pozitif sıralı mı yoksa ters sıralı mı olduğunu belirlemek için kontrolörün yön sinyalini de izlemeli ve böylece step motorun yönünü belirlemelidir.
Şekil 2 Step Motor Kontrol Şeması
2 Step motorun ana parametreleri
2.1 Çerçeve numarası esas olarak 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86 vb. içerir.
2.2 Faz Sayısı Step motorun içindeki bobin sayısı. Step motorun faz sayısı genellikle iki faz, üç faz ve beş faz içerir. Çin'de kullanılan kademeli motor esas olarak iki fazlıdır ve bazı uygulamalarda üç faz da kullanılmaktadır. Japonya'da daha çok beş fazlı step motorlar kullanılmaktadır.
2.3 Adım açısı Bir darbe sinyalinin girişine karşılık gelen, motorun rotorunun açısal yer değiştirmesi. Step motorun adım açısını hesaplama formülü aşağıdaki gibidir:
Formülde: - adımlı motorun adım açısı; m - step motorun faz sayısı; - step motorun rotorunun diş sayısı.
Yukarıdaki hesaplama formülüne göre iki fazlı, üç fazlı ve beş fazlı step motorların adım açıları sırasıyla 1.80, 1.20 ve 0.72 derecedir.
2.4 Tutma torku (statik tork), motorun stator sargısına nominal akım verildiğinde, ancak rotor dönmediğinde statorun rotoru kilitlediği torku ifade eder. Tutma torku, step motorun en önemli parametresidir ve motor seçiminin ana temelidir.
2.5 Tutturma torku Motorda akım olmadığında rotoru dış kuvvetle döndürmek için gereken torku ifade eder. Bu tork, motorun performans göstergelerinden biridir. Diğer parametreler aynı olduğunda, tutma torku ne kadar küçükse, düşük hızda motorun kararlılığı için daha faydalı olan "diş etkisi" o kadar küçüktür.
2.6 Tork-frekans karakteristiği Temel olarak, motor belirli bir hızda kararlı bir şekilde çalıştığında, motorun adım kaybetmeden taşıyabileceği maksimum tork olan çekme torku-frekans karakteristiğine atıfta bulunur. Tork-frekans eğrisi, adım kaybı olmadan maksimum tork ile hız (frekans) arasındaki ilişkiyi tanımlamak için kullanılır. Tork-frekans eğrisi, step motorun önemli bir parametresidir ve motor seçiminin temel dayanaklarından biridir. Moment-frekans karakteristik eğrisi (bkz. Şekil 3).
Şekil 3 Step motorun tork-frekans eğrisi
2.7 Nominal akım Nominal torku korumak için gereken motor sargı akımının rms değeri.
Şekil 4 Step motor parametre tablosu (Leisai akıllı adım ürünleri 2021-2022 genel kataloğundan alınmıştır)
3 Step motorun seçim adımları
Endüstriyel uygulamalarda kullanılan step motorun hızı 600 ~ 1500 kadar yüksektir ve hız ne kadar yüksek olursa kapalı çevrim step motor sürücüsü düşünülebilir veya servo sürücü şeması daha uygundur. Step motor seçim adımları (bkz. Şekil 5).
Şekil 5 Step motor seçim adımları
3.1 Adım açısı seçimi
1.1'de belirtildiği gibi, motor fazlarının sayısına göre üç adım açısı vardır: 1.80 (iki fazlı), 1.20 (üç fazlı) ve 0.72 derece (beş fazlı). Tabii ki, beş fazlı adım açısı doğruluğu en yüksektir, ancak motoru ve sürücüsü pahalıdır, bu nedenle Çin'de nadiren kullanılır. Ek olarak, mevcut ana akım step sürücülerinin tümü, alt bölüm sürücü teknolojisini kullanır. 8 alt bölümün altında, alt bölüm adım açısı doğruluğu hala garanti edilebilir, bu nedenle yalnızca adım açısı doğruluk endeksini dikkate alırsanız, beş fazlı adım Motor iki fazlı veya üç fazlı bir adım motoru ile değiştirilebilir.
Örneğin, 5 mm uçlu bir kılavuz vidalı yük uygulamasında, iki fazlı step motor kullanılıyorsa ve sürücü 8 alt bölüme ayarlanmışsa, motorun devri başına darbe sayısı 200×8=1600 ve darbe eşdeğeri 5 ÷1 600=0 .00313 mm=3 .13 , bu doğruluk çoğu uygulama gereksinimini karşılayabilir.
3.2 Statik tork seçimi (tutma torku)
Yaygın olarak kullanılan yük aktarım mekanizmaları arasında senkron kayışlar, vidalı çubuklar, kremayerler ve pinyonlar vb. bulunur. İlk olarak, makine yükünü (esas olarak hızlanma torku artı sürtünme torku) hesaplayın ve bunu motor şaftı üzerinde gerekli yük torkuna dönüştürün. Ardından, motorun gerektirdiği maksimum çalışma hızına göre, aşağıdaki iki farklı kullanım durumu için uygun tutma torkuna sahip bir step motor seçilir:
(1) 300'ın altında gerekli motor hızının uygulanması için: makine yükü motor şaftında gerekli yük torkuna dönüştürülürse, yük torku bir güvenlik faktörü SF (genellikle 1.5) ile çarpılır. ~ 2.0), yani step motorun gerekli tutma torku.
(2) Gerekli motor hızının 300'den fazla olduğu uygulamalar için: maksimum hızı ayarlayın, makine yükü motor şaftında gerekli yük torkuna dönüştürülürse, yük torku güvenlik faktörü SF (genellikle 2.5) ile çarpılır. ~ 3.5 ) tutma torkunu elde etmek için. Şekil 6'ya bakıldığında, başlangıçta uygun bir model seçilir. Ardından tork-frekans eğrisini kontrol edin ve karşılaştırın: Tork-frekans eğrisinde, maksimum hıza karşılık gelen maksimum kademe dışı torkun yüzde 20 veya daha fazla olduğunu bulmak için gereken maksimum hızı kullanın. Aksi takdirde, daha büyük tutma torku olan bir motorun yeniden seçilmesi ve yeni seçilen motorun tork-frekans eğrisine göre yeniden kontrol edilmesi ve karşılaştırılması gerekir.
3.3 Motorun kasa boyutunun seçimi
Motor çerçevesi ne kadar büyük olursa, tutma torku o kadar büyük olur. Step motorların ortak kasa boyutları ve tutma torku aralıkları (bkz. Şekil 6).
Şekil 6 Step motorların ortak çerçeve boyutları ve tutma torkları
Adım (2)'de hesaplanan tutma torkuna göre, uygun kasa boyutunu ve karşılık gelen motorun spesifik özelliklerini Şekil 4'ten seçin.
3.4 Nominal akıma göre eşleşen step sürücüsünü seçin
Örneğin, 57CM23 motorunun nominal akımı 5A ise, seçtiğiniz sürücünün izin verilen maksimum akımının 5A'dan fazla olması gerekir (lütfen bunun tepe değeri yerine RMS değeri olduğunu unutmayın), aksi takdirde bir maksimum akım sadece 3A olan sürücü, daha sonra Motorun maksimum çıkış torku sadece yaklaşık yüzde 60 olabilir!
