1. Czym jest silnik krokowy?
Silnik krokowy to siłownik, który przetwarza impulsy elektryczne na przemieszczenie kątowe. Mówiąc prościej: gdy sterownik silnika krokowego odbiera sygnał impulsowy, napędza silnik krokowy do obrotu o ustalony kąt (i kąt kroku) w ustalonym kierunku. Można kontrolować liczbę impulsów, aby kontrolować przemieszczenie kątowe, co pozwala na precyzyjne pozycjonowanie; jednocześnie można kontrolować częstotliwość impulsów, aby kontrolować prędkość i przyspieszenie obrotowe silnika, co pozwala na regulację prędkości.
2. Jakie są rodzaje silników krokowych?
Istnieją trzy rodzaje silników krokowych: z magnesami trwałymi (PM), reaktywne (VR) i hybrydowe (HB). Silnik krokowy z magnesami trwałymi jest zazwyczaj dwufazowy, z mniejszym momentem obrotowym i objętością, a kąt kroku wynosi zazwyczaj 7,5 stopnia lub 15 stopni; silnik krokowy reaktywny jest zazwyczaj trójfazowy, z dużym momentem obrotowym, a kąt kroku wynosi zazwyczaj 1,5 stopnia, ale hałas i wibracje są duże. W Europie, Stanach Zjednoczonych i innych krajach rozwiniętych w latach 80. wyeliminowano; silnik krokowy hybrydowy odnosi się do mieszanki typu z magnesami trwałymi i zaletami typu reakcyjnego. Dzieli się na dwufazowe i pięciofazowe: kąt kroku dwufazowego wynosi zazwyczaj 1,8 stopnia, a kąt kroku pięciofazowego wynosi zazwyczaj 0,72 stopnia. Ten typ silnika krokowego jest najszerzej stosowany.
3. Czym jest moment trzymający (MOMENT TRZYMAJĄCY)?
Moment trzymania (MOMENT TRZYMANIA) odnosi się do momentu obrotowego stojana blokującego wirnik, gdy silnik krokowy jest zasilany, ale nie obraca się. Jest to jeden z najważniejszych parametrów silnika krokowego, a zazwyczaj moment obrotowy silnika krokowego przy niskich prędkościach jest zbliżony do momentu trzymania. Ponieważ moment wyjściowy silnika krokowego stale maleje wraz ze wzrostem prędkości, a moc wyjściowa zmienia się wraz ze wzrostem prędkości, moment trzymania staje się jednym z najważniejszych parametrów pomiaru silnika krokowego. Na przykład, gdy ludzie mówią o silniku krokowym 2 Nm, mają na myśli silnik krokowy o momencie trzymania 2 Nm bez specjalnych instrukcji.
4. Co to jest MOMENT OBROTOWY?
MOMENT ZATRZYMANIA to moment obrotowy, przy którym stojan blokuje wirnik, gdy silnik krokowy nie jest zasilany. W Chinach MOMENT ZATRZYMANIA nie jest tłumaczony w jednolity sposób, co łatwo o nieporozumienie; ponieważ wirnik reaktywnego silnika krokowego nie jest wykonany z trwałego magnesu, nie ma MOMENTU ZATRZYMANIA.
5. Jaka jest precyzja silnika krokowego? Czy jest ona kumulatywna?
Dokładność silnika krokowego wynosi zazwyczaj 3-5% kąta kroku i nie jest kumulatywna.
6. Jaka temperatura jest dopuszczalna na zewnątrz silnika krokowego?
Wysoka temperatura silnika krokowego najpierw rozmagnesuje materiał magnetyczny silnika, co doprowadzi do spadku momentu obrotowego lub nawet rozregulowania, więc maksymalna dopuszczalna temperatura na zewnątrz silnika powinna zależeć od punktu rozmagnesowania materiału magnetycznego różnych silników; ogólnie rzecz biorąc, punkt rozmagnesowania materiału magnetycznego wynosi ponad 130 stopni Celsjusza, a niektóre z nich nawet ponad 200 stopni Celsjusza, więc jest całkowicie normalne, że temperatura na zewnątrz silnika krokowego wynosi 80-90 stopni Celsjusza.
7. Dlaczego moment obrotowy silnika krokowego maleje wraz ze wzrostem prędkości obrotowej?
Gdy silnik krokowy obraca się, indukcyjność każdej fazy uzwojenia silnika tworzy odwrotną siłę elektromotoryczną; im wyższa częstotliwość, tym większa odwrotna siła elektromotoryczna. Pod jej wpływem prąd fazowy silnika maleje wraz ze wzrostem częstotliwości (lub prędkości), co prowadzi do zmniejszenia momentu obrotowego.
8. Dlaczego silnik krokowy może pracować normalnie przy niskich prędkościach, ale jeśli przekroczy pewną prędkość, nie może uruchomić się i towarzyszy mu gwizd?
Silnik krokowy ma parametr techniczny: częstotliwość rozruchu bez obciążenia, czyli częstotliwość impulsów silnika krokowego, która umożliwia normalny rozruch bez obciążenia. Jeśli częstotliwość impulsów jest wyższa od tej wartości, silnik nie uruchomi się prawidłowo i może stracić krok lub zablokować się. W przypadku obciążenia częstotliwość rozruchu powinna być niższa. Aby silnik mógł osiągnąć wysoką prędkość obrotową, częstotliwość impulsów powinna być zwiększona, tj. częstotliwość rozruchu powinna być niska, a następnie zwiększona do pożądanej wysokiej częstotliwości (prędkość silnika od niskiej do wysokiej) przy określonym przyspieszeniu.
9. Jak pokonać wibracje i hałas dwufazowego hybrydowego silnika krokowego przy niskiej prędkości?
Wibracje i hałas to nieodłączne wady silników krokowych pracujących z niską prędkością, które można zazwyczaj wyeliminować, stosując następujące programy:
A. Jeżeli silnik krokowy pracuje w obszarze rezonansu, można uniknąć tego obszaru poprzez zmianę przekładni mechanicznej, np. przełożenia redukcyjnego;
B. Zastosuj sterownik z funkcją podziału, która jest najczęściej stosowaną i najłatwiejszą metodą;
C. Wymień na silnik krokowy o mniejszym kącie kroku, np. silnik krokowy trójfazowy lub pięciofazowy;
D. Przejdź na silniki serwo prądu przemiennego, które mogą niemal całkowicie eliminować drgania i hałas, ale są droższe;
E. Na rynku są dostępne takie produkty z wałem silnika z tłumikiem magnetycznym, ale struktura mechaniczna ulega większym zmianom.
10. Czy podział dysku odzwierciedla dokładność?
Interpolacja silnika krokowego to w zasadzie elektroniczna technologia tłumienia drgań (szczegóły w literaturze). Jej głównym celem jest tłumienie lub eliminacja drgań o niskiej częstotliwości silnika krokowego, a poprawa dokładności pracy silnika jest jedynie poboczną funkcją technologii interpolacji. Na przykład, w przypadku dwufazowego hybrydowego silnika krokowego o kącie kroku 1,8°, jeśli liczba interpolacji sterownika interpolacji jest ustawiona na 4, wówczas rozdzielczość pracy silnika wynosi 0,45° na impuls. To, czy dokładność silnika może osiągnąć lub zbliżyć się do 0,45°, zależy również od innych czynników, takich jak precyzja sterowania prądem interpolacji sterownika interpolacji. Precyzja napędu podzielonego w zależności od producenta może się znacznie różnić; im większa liczba punktów podziału, tym trudniej kontrolować precyzję.
11. Jaka jest różnica pomiędzy połączeniem szeregowym a połączeniem równoległym czterofazowego hybrydowego silnika krokowego i sterownika?
Czterofazowy hybrydowy silnik krokowy jest zazwyczaj napędzany przez sterownik dwufazowy, dlatego połączenie można zastosować metodą szeregową lub równoległą, aby przekształcić silnik czterofazowy w dwufazowy. Metoda połączenia szeregowego jest zazwyczaj stosowana w sytuacjach, gdy prędkość silnika jest stosunkowo wysoka, a wymagany prąd wyjściowy sterownika jest 0,7 razy większy od prądu fazowego silnika, co powoduje niewielkie nagrzewanie się silnika. Metoda połączenia równoległego jest zazwyczaj stosowana w sytuacjach, gdy prędkość silnika jest stosunkowo wysoka (znana również jako metoda połączenia o dużej prędkości), a wymagany prąd wyjściowy sterownika jest 1,4 razy większy od prądu fazowego silnika, co powoduje duże nagrzewanie się silnika.
12. Jak określić zasilanie DC sterownika silnika krokowego?
A. Określenie napięcia
Napięcie zasilania hybrydowego sterownika silnika krokowego mieści się zazwyczaj w szerokim zakresie (na przykład napięcie zasilania IM483 wynosi 12–48 V DC). Napięcie zasilania dobiera się zazwyczaj w zależności od prędkości obrotowej silnika i jego wymagań dotyczących reakcji. Jeśli prędkość obrotowa silnika jest wysoka lub wymagana jest szybka reakcja, wartość napięcia również jest wysoka. Należy jednak pamiętać, że tętnienia napięcia zasilania nie mogą przekraczać maksymalnego napięcia wejściowego sterownika, w przeciwnym razie sterownik może ulec uszkodzeniu.
B. Określenie prądu
Prąd zasilania jest zazwyczaj określany na podstawie wyjściowego prądu fazowego I sterownika. W przypadku zastosowania zasilacza liniowego, prąd zasilania może być od 1,1 do 1,3 razy większy od I. W przypadku zastosowania zasilacza impulsowego, prąd zasilania może być od 1,5 do 2,0 razy większy od I.
13. W jakich okolicznościach sygnał offline FREE hybrydowego sterownika silnika krokowego jest zazwyczaj wykorzystywany?
Gdy sygnał offline FREE jest niski, prąd wyjściowy ze sterownika do silnika zostaje odcięty, a wirnik silnika znajduje się w stanie swobodnym (stan offline). W niektórych urządzeniach automatyki, jeśli zachodzi potrzeba bezpośredniego (ręcznego) obrotu wału silnika, gdy napęd nie jest zasilany, można ustawić sygnał FREE na niski, aby wyłączyć silnik i wykonać ręczną obsługę lub regulację. Po zakończeniu ręcznej obsługi, należy ponownie ustawić sygnał FREE na wysoki, aby kontynuować sterowanie automatyczne.
14. Jaki jest prosty sposób regulacji kierunku obrotu dwufazowego silnika krokowego po jego włączeniu?
Po prostu dopasuj punkty A+ i A- (lub B+ i B-) okablowania silnika i sterownika.
15. Jaka jest różnica między dwufazowymi i pięciofazowymi hybrydowymi silnikami krokowymi w zastosowaniach?
Pytanie Odpowiedź:
Ogólnie rzecz biorąc, silniki dwufazowe o dużych kątach kroku mają dobre właściwości przy dużych prędkościach obrotowych, ale występuje strefa drgań przy niskich prędkościach. Silniki pięciofazowe mają mały kąt kroku i pracują płynnie przy niskich prędkościach. Dlatego wymagania dotyczące dokładności pracy silnika są wysokie i głównie w sekcji niskich prędkości (zwykle poniżej 600 obr./min) powinny być stosowane silniki pięciofazowe; z drugiej strony, jeśli dąży się do uzyskania wysokiej prędkości obrotowej silnika, dokładność i płynność pracy przy okazji bez zbyt wielu wymagań powinny być wybrane przy niższym koszcie silników dwufazowych. Ponadto moment obrotowy silników pięciofazowych wynosi zazwyczaj ponad 2 Nm, w zastosowaniach o małym momencie obrotowym zazwyczaj stosuje się silniki dwufazowe, podczas gdy problem płynności przy niskich prędkościach obrotowych można rozwiązać za pomocą napędu rozdzielonego.
Czas publikacji: 12 września 2024 r.