Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое шаговый двигатель в машине

Что такое шаговый двигатель в машине

Шаговый двигатель представляет собой синхронную вращающуюся машину, обычно питаемую импульсами постоянного тока. Магнитное поле генерируется ступенчатой подачей каждой пары полюсов. Движение шагового ротора прерывисто на низких скоростях, ротор движется между устойчивыми положениями под определенным углом — мы говорим о движении по ступеням. Количество шагов (стабильные положения простоя) определяется числом пар полюсов, а также может влиять на то, как вы его управляете. Управляющая электроника — контроллер шагового двигателя — всегда должна приводиться в движение этим двигателем. Механический контакт и, следовательно, истирание не происходят в шаговых двигателях, кроме подшипников. Поэтому они характеризуются большой механической прочностью, долговечностью и практически без обслуживания. Недостатком шаговых двигателей является так называемая ступенчатая потеря, которая возникает при превышении предельной нагрузки и тенденции к механической облитерации, она может привести к нестабильности в движении. Обе эти отрицательные характеристики могут быть исключены путем выбора подходящего двигателя и контроллера с учетом характеристик крутящего момента привода.

Контроллер шагового двигателя

Контроллер шагового двигателя представляет собой специальную электронную схему, которая генерирует импульсы в определенной последовательности и длине. Эти импульсы, последовательно через силовую секцию, вращают отдельные витки ротора в точном порядке. Частота, порядок и длительность импульсов от цепи управления контролируют число, скорость вращения ротора и крутящий момент машины.

Шаг — реакция шагового ротора на управляющий импульс. Ротор перемещается из начального положения (состояние холостого хода) в следующее положение магнитного покоя за один шаг.

Угол наклона представляет собой номинальный угол, который соответствует изменению положения ротора после прибытия одного импульса. На воздействие конструкции двигателя, то есть на количество фаз статора, количество полюсов ротора и управление шаговым двигателем, влияет угол шага.

Типы шаговых двигателей

В зависимости от конструкции шаговые двигатели делятся на четыре группы

Пассивные шаговые двигатели, иногда называемые двигателями сопротивления или шагового двигателя с переменным сопротивлением в англоязычной литературе, перечислены в разделе VR или VRM — Двигатели с переменным сопротивлением. Ротор этого типа шагового двигателя изготовлен из высококачественных полюсов из магнитно-мягкого материала.

Активные шаговые двигатели — или ступенчатые двигатели с активным ротором, иногда называемые ступенчатыми двигателями с радиально поляризованным постоянным магнитом в английской литературе, на них ссылается аббревиатура PM — Permanent Magnet. Ротор этого типа состоит из постоянного магнита вдоль периферии ротора с чередующимися северными и южными полюсами постоянного магнита.

Гибридные шаговые двигатели — иначе называемые активные шаговые двигатели с аксиально ориентированным постоянным магнитом в английской литературе, обозначенной HB-Hybrid. Это особый вид активных шаговых двигателей, ротор которых образован аксиально расположенным постоянным магнитом, на его концах (северный и южный полюс) размещены ферромагнитные удлинения полюсов. Это своего рода сочетание двух предыдущих типов шагового двигателя.

Линейные шаговые двигатели — это тип машины, которая выполняет прерывистое скользящее движение. Статор этого двигателя разворачивается по прямой. Купить сервопривод можно через интернет. Чтобы купить серводвигатель не понадобится значительных затрат.

Никакой тип двигателя не имеет каких-либо четких преимуществ в отличие от своих конкурентов. Но каждый из них имеет свои небольшие возможности. Таким образом, трехфазные двигателя Faster имеют меньший крутящий момент, чем биполярные, если они одинакового размера, а так же они сохраняются лучше, поэтому они отлично работают с редукторами на высокоскоростных передачах.

Bipolar — наиболее распространенный, дает высокую производительность на низкой скорости, легко покупать запчасти вместо того, чтобы поддерживать работоспособность. Unipolar — это гибкое решение, оно фактически включает в себя несколько типов биполярных двигателей (в зависимости от того, как подключить катушку) и настоящий 6-контактный двигатель. Если вам требуется высокоскоростное вращение — рекомендуется использовать трехфазный двигатель.

В настоящее время рынок заполнен самыми разнообразными моделями, доступными для широкого спектра применений. Не удивительно, что покупателя можно ввести в заблуждение при выборе шагового двигателя, даже если вы готовы и изучили характеристики шаговых двигателей.

Преимущества шагового двигателя:

— Угол поворота вала пропорционален количеству входных импульсов.

— Скорость вращения пропорциональна частоте входного импульса.

— Управление с разомкнутым контуром без необходимости обратной связи по положению.

— Быстрая и точная реакция на ускорение, замедление и изменение направления вращения.

— Не кумулятивная ошибка позиционирования (± 5% от угла).

— высокий крутящий момент при низких скоростях; нет необходимости использовать редукторы.

— Шаговый двигатель может быть перегружен и остановлен без повреждений.

— Более высокий срок службы, поскольку в двигателе нет щеток и коммутаторов.

— Для большинства двигателей ротор установлен в прецизионных шарикоподшипниках.

Недостатки шагового двигателя

— Они подвержены резонансу при определенных скоростях вращения.

— Не подходит для высокоскоростного вращения.

— Если шаг утерян, позиция ведомого устройства теряется, и система должна быть повторно инициализирована.

— Они имеют меньший крутящий момент, чем двигатели переменного или постоянного тока аналогичного размера.

— Удерживает крутящий момент при высоких скоростях.

Какие электродвигатели лучше: серво или шаговые?

Одним из наиболее важных решений, которые принимают инженеры при разработке любого типа процесса управления движением, является выбор двигателя (в нашем случае электродвигателя). Правильный выбор двигателя, как по типу, так и по размеру, является обязательным условием эффективности работы конечной машины. Кроме того, «уложиться в бюджет» так же является не самой последней задачей.

Один из первых вопросов, на который нужно ответить при принятии решения: какой тип электродвигателя будет лучшим? Требуется ли для применения высокопроизводительный серводвигатель? Будет ли недорогой шаговый двигатель лучше? Или, может быть, стоит рассмотреть третий, средний вариант?

Читать еще:  Гусеницы для двигателя снегохода своими руками

Ответы начинаются с потребностей конкретного приложения. Перед определением типа электрической машины, которая идеально подходит для любого конкретного применения, необходимо учесть множество факторов.

Требования

Сколько рабочих циклов в минуту нужно сделать двигателю? Какой крутящий момент нужен? Какая максимальная скорость требуется?

Эти критические вопросы не могут быть решены просто путем выбора двигателя с заданной мощностью из каталога.

Выходная мощность электрической машины представляет собой комбинацию крутящего момента и скорости, которая может быть рассчитана путем умножения скорости, крутящего момента и констант, вносящих поправки в режим работы электрической машины (естественно это все очень поверхностно. Необходимы точные математические расчеты для каждого типа электродвигателя).

Однако из-за характера этого расчета существует множество различных комбинаций крутящего момента и скорости (кратковременная работа с перегрузкой или недогрузкой), которые влияют на выходную мощность. Таким образом, разные двигатели с одинаковой номинальной мощностью могут работать по-разному из-за комбинации скорости и крутящего момента.

Инженеры должны знать, насколько быстро должен двигаться груз определенного размера, прежде чем уверенно выбирать двигатель, который будет работать лучше. Выполняемая работа также должна попадать в кривую крутящего момента / скорости двигателя. Эта кривая (механическая характеристика электродвигателя) показывает, как крутящий момент двигателя изменяется в зависимости от скорости. Используя предположения «наихудшего случая» (другими словами, определяя максимальный / минимальный крутящий момент и скорость, которые потребуются для работы), инженеры могут быть уверены, что выбранный двигатель имеет механическую характеристику, способную приводить в движение груз при этом не выходить с номинального режима работы (например, перегрев, если мощность электрической машины занижена).

Инерция нагрузки является еще одним фактором, который следует учитывать, прежде чем погрузиться в процесс принятия решения о выборе двигателя. Необходимо рассчитать коэффициент инерции, который представляет собой сравнение инерции нагрузки и инерции двигателя. Одно эмпирическое правило гласит, что если инерция нагрузки в 10 раз превышает инерцию ротора, то настройка электрический машины может быть куда более сложной и производительность производственного механизма может ухудшиться. Но это правило варьируется не только от технологии к технологии, но и от поставщика к поставщику и даже от продукта к продукту. Важность точности позиционирования рабочего органа также повлияет на это решение. Некоторые механизмы поддерживают соотношение 30: 1, в то время как прямые привода работают до 200: 1. Многим инженерам не нравится определять размер двигателя, который превышает соотношение 10 к 1.

Наконец, существуют ли физические ограничения, которые ограничивают тип электродвигателя. Электрические машины бывают разных форм и размеров. В некоторых случаях электродвигатели являются большими и громоздкими, и есть определенные операции, которые не могут вместить двигатель определенного размера. Прежде чем принять обоснованное решение о наилучшем типе машины, ее массогабаритные показатели должны быть оценены и поняты.

Как только инженеры ответят на все эти вопросы — скорость, крутящий момент, мощность, инерция нагрузки и массогабаритные показатели, — они смогут сосредоточиться на наиболее эффективном по размеру двигателе. Однако процесс принятия решений на этом не заканчивается. Инженеры также должны выяснить, какой тип электродвигателя лучше всего подходит для применения. В течение многих лет выбор типа сводился к одному из двух вариантов для большинства применений: серводвигатель или шаговый двигатель с разомкнутым контуром управления.

Серводвигатели и шаговые двигатели

Принципы работы серводвигателей и шаговых двигателей без обратной связи аналогичны. Однако между этими двумя «аналогичными» понятиями есть ключевые различия, которые инженеры должны понять, прежде чем решить, какой двигатель идеально подходит для данного применения.

В традиционных сервоприводах контроллер отправляет команды на привод двигателя через импульс управления или аналоговую команду, связанную с положением, скоростью или крутящим моментом. Некоторые элементы управления могут использовать метод на основе шины данных, который в новейших элементах управления обычно представляет собой метод связи на основе Ethernet. Затем система управления электропривода передает соответствующий ток на каждую фазу двигателя. Обратная связь от двигателя возвращается к системе управления двигателя, при необходимости, к главному контроллеру. Привод полагается на эту информацию для правильной коммутации фаз и для отправки точной информации о динамическом положении вала двигателя. Таким образом, серводвигатели считаются двигателями с замкнутым контуром и содержат встроенные энкодеры, а данные о положении вала часто передаются в контроллер. Эта обратная связь дает контроллеру много информации для управления электрической машиной. Контроллер может в различной степени вносить коррективы в операции, если что-то работает не так, как должно быть. Этот тип важной информации является преимуществом, которое не могут предложить шаговые двигатели без обратной связи.

Шаговые двигатели также работают по командам, посылаемым на электропривод, чтобы определять пройденное расстояние и скорость. Как правило, этот сигнал является командой шага и направления. Однако степперы с разомкнутым контуром управления не могут обеспечивать обратную связь, поэтому их органы управления не могут должным образом оценить ситуацию и внести коррективы для улучшения работы электрической машины.

Например, если крутящего момента двигателя недостаточно, чтобы выдержать нагрузку, двигатель может остановиться или пропустить определенные шаги. Когда это произойдет, машина не перейдет на следующую позицию. Учитывая характеристики разомкнутого контура шагового двигателя, это неточное позиционирование не будет адекватно передано обратно на контроллер, чтобы он мог вносить корректировать шаги в реальном времени.

Кажется, что серводвигатель имеет явные преимущества с точки зрения эффективности и производительности, так почему же кто-то выбрал шаговый двигатель? Есть несколько причин. Наиболее распространенным является цена; эксплуатационные бюджеты являются важными факторами при принятии любого проектного решения. По мере сокращения бюджетов необходимо принимать решения по сокращению ненужных расходов. Таким образом, если преимущества серводвигателя не оправдывают его стоимость, стандартного шагового двигателя может быть вполне достаточно.

Читать еще:  Бензиновый двигатель тарахтит как дизель рено

С чисто эксплуатационной точки зрения шаговые двигатели значительно проще в эксплуатации, чем серводвигатели. Управление шаговым двигателем намного проще для понимания и настройки. Большинство обслуживающего персонала согласятся с тем, что если нет причин чрезмерно усложнять операции, не нужно ничего усложнять.

Преимущества двух разных типов двигателей очень разные. Серводвигатели идеальны, если вам нужен двигатель со скоростью более 3000 об / мин и высоким крутящим моментом. Тем не менее, для применения, которое требует только скорости нескольких сотен об / мин или меньше, серводвигатель не всегда является лучшим выбором. Серводвигатели могут быть не эффективными для низкоскоростных применений.

Низкоскоростные приложения — то, где шаговые двигатели «сияют» как лучшее возможное решение. Шаговые двигатели предназначены для работы на низкой скорости при высоком крутящем моменте. По самой природе их конструкции они могут управляться и работать до предела скорости. Ограничение скорости обычных шаговых двигателей обычно составляет менее 1000 об / мин, тогда как серводвигатели могут иметь номинальные скорости до 3000 об / мин и выше, иногда даже свыше 7000 об / мин.

Если «степпер» имеет «правильный» размер, он может быть идеальным выбором. Однако, когда шаговый двигатель работает в конфигурации с разомкнутым контуром и что-то идет не так, операторы могут не получить все данные, необходимые для решения возникшей проблемы.

Решение проблемы отсутствия обратной связи

За последние несколько десятилетий было предложено несколько различных подходов для решения традиционных проблем с шаговыми двигателями без обратной связи. Подсоединение двигателя к датчику при включении питания или даже несколько раз во время применения было одним из способов. Несмотря на простоту, это замедляет работу и не решает проблемы, возникающие во время обычных рабочих процессов.

Добавление обратной связи для определения, если двигатель «глохнет» или находится в нерабочем положении — это еще один подход. Инженеры в компаниях по управлению движением создали функции «обнаружения сваливания» и «поддержания положения». Было даже несколько подходов, которые пошли еще дальше, рассматривая шаговые двигатели так же, как сервоприводы, или, по крайней мере, имитируя их с помощью причудливых алгоритмов.

В широком спектре электрических машин — между сервоприводами и шаговыми двигателями с разомкнутым контуром управления — лежит несколько новая технология, известная как шаговый двигатель с замкнутым контуром. Это лучший и наиболее экономичный способ решения проблемы приложений, требующих точности позиционирования и низких скоростей. Применяя устройства обратной связи с высоким разрешением, чтобы «замкнуть петлю», инженеры могут наслаждаться «лучшим из обоих миров».

Шаговые двигатели с замкнутым контуром управления впитали в себя все преимущества шаговых двигателей: простота использования, простота и возможность стабильной работы на низких скоростях с точной остановкой. Кроме того, они по-прежнему предлагают возможности обратной связи серводвигателей. К счастью, это не должно сопровождаться самым большим недостатком сервопривода: большим ценником.

Ключ всегда был в принципе работы шаговых двигателей без обратной связи. У них обычно есть две катушки, иногда пять, с магнитным балансированием, происходящим между ними. Движение нарушает этот баланс, приводя к тому, что вал двигателя электрически отстает, но оператор не может знать, насколько он отстает. Точка остановки повторяется для шаговых машин с разомкнутым контуром, но не для всех нагрузок. Установка энкодера на степпер и замыкание контура обратной связи обеспечивает некоторое динамическое управление. Это позволяет операторам точно позиционировать рабочий орган при различных нагрузках.

Эти преимущества от использования шаговых двигателей с обратной связью для определенных применений резко увеличили популярность этих двигателей в сообществе инженеров электроприводчиков. В частности, в двух наиболее популярных отраслях — производстве полупроводников и медицинских приборов — наблюдается явное увеличение использования шаговых двигателей с обратной связью. Инженеры в этих отраслях должны точно знать, где расположен вал двигателя с нагрузкой, независимо от того, приводят ли они в действие ремень или шариковый винт. Обратная связь в этих электроприводах позволяет им точно знать, где находится вал. Они также могут обеспечить лучшую производительность, чем сервоприводы на более низких скоростях.

Как правило, любое приложение, которому требуется гарантированная производительность при меньших затратах, чем у серводвигателя, и возможность работать на относительно низких скоростях, является хорошим кандидатом для шаговых двигателей с обратной связью.

Помните, что операторы должны убедиться, что привод или рабочие.органы управления поддерживают шаговые двигатели с обратной связью. «Исторически», вы могли получить степпер с энкодером на задней панели, но система управления не поддерживала энкодеры. Вам необходимо будет провести калибровку обратной связи и убедиться, что контроллер электродвигателя получает обратную связь с допустимой задержкой. В новых шаговых приводах с обратной связью это не требуется. Шаговые приводы с замкнутым контуром могут динамически и автоматически управлять позицией и скоростью без привлечения контроллеров.

Шаговый двигатель машина для ламинирования

Сохранить в закладки:

Описание и отзывы
Характеристики

Статор и литой ротор для шаговых двигателей (бесщеточные двигатели постоянного тока).

Размер рамыДиапазон доступных:56-355

  1. Моторный накопитель переменного тока
  2. Двигатель постоянного тока
  3. BLDC мотор
  4. Мотор сервопривода
  5. Мотор-редуктор
  6. Линейный двигатель
  7. Шаговый двигатель

Морская достойная индивидуальная упаковка

Оборудование для производства:

-Высокоскоростная прогрессивная штамповка

-Один с шлифовальным кругом

Партия пробивка отверстий

-Лазерными сварочными аппаратами

-Склеивание (термическая настройка)

-Литье алюминиевого ротора

-Литье медного ротора

Читать еще:  Штанги грм двигателей что это такое

-Предварительный нагрев, отжиг, румяна, декарбонация и снятие стресса

1. Какой минимальный и максимальный диаметр штамповки KCP может производить?

Мы имеем возможность производить штампы от OD 25 мм до 1250 мм для различных применений.

2. Какая минимальная и максимальная толщина штампов KCP может производить?

Мы можем производить штампы толщиной от 0,20 мм до 1 мм.

3. Какова емкость литья под давлением?

KCP имеет оборудование для производства роторов до 325 мм OD, длина сердечника до 500 мм и до 50 кг алюминия в одном Роторе.

4. Есть ли у вас оборудование для термической обработки?

Да, KCP имеет внутренний механизм для предварительного нагрева ротора ламинирования, декарбонизации, отжига и обожжения штампов, а также снятия стресса.

5. Каков минимальный заказ для моего заказа?

Мы гибки с минимальным объемом заказа для наших клиентов. Минимальный заказ будет зависеть от:

A. Требования к размерам штамповки.

B. Является ли размер и дизайн ламинации стандартным/индивидуальным.

C. В зависимости от наличия сырья.

6. Каковы производственные процессы, используемые для штамповки?

Мы пробиваем материалы с использованием различных процессов в зависимости от размера, количества и макета инструмента.

Мы пробиваем ламинации с использованием высокоскоростного прогрессивного перфорации, одно-вырубки и пробивки.

Для заказов меньшего количества/одноразовых заказов, мы можем облегчить заказ клиента путем штамповки экономически эффективных ламинаций с помощью Одноступенчатого или группового штамповки.

7. Вы также помогаете в разработке НИОКР/прототипов ламинаций?

Да, мы можем облегчить нашим клиентам исследования и разработки прототипов с помощью лазерной резки.

8. Каковы ваши возможности контроля качества?

Мы можем провести следующие испытания для контроля качества сырья и готовой продукции (на основе запросов клиентов):

A. Испытание на потерю ватт

B. Габаритная проверка

C. Твердость материала

D. Покрытие тест

Е. Тест проводимости для алюминия и меди

F. Анализ качества ротора

9. Предоставляете ли вы штампы для энергоэффективных двигателей?

Да, мы можем поставить сверхтонкие штамповки и медные литые роторы для энергоэффективных двигателей.

10. Какое время выполнения заказа?

Среднее время выполнения составляет приблизительно. 45 дней, в зависимости от дизайна и размера ламинирования.

11. Какая упаковка используется?

Мы используем морскую упаковку. Готовый материал упакован в бумагу/мешок VCI и далее в фумигированные коробки. Мы также можем удовлетворить любые конкретные требования клиентов, связанные с упаковкой.

12. Где находится ваш производственный блок locatd?

Наши средства расположены в автомобильном центре IMT Manesar, гургаон, который находится в 30 минутах от международного аэропорта Индиры Ганди, Нью-Дели.

Работа Шагового Двигателя. Режимы Работы.

Тема — Работа Шагового Двигателя. Режимы Работы.

Шаговый двигатель представляет собой бесщёточный синхронный электрический двигатель, который имеет несколько обмоток, и в котором поток электронов, проходящий через одну из обмоток статора движка, вызывает остановку ротора с его стабильной фиксацией. Последовательное включение обмоток шагового двигателя способствует импульсным угловым перемещениям ротора электрического двигателя. Движение ротора, в первую очередь, зависит от частоты и изменения характера импульсов управления.

Можно выделить следующие режимы работы шаговых двигателей:

1) статический

2) квазистатический

3) установившейся

4) переходный

Статический режим представляет собой режим работы, при котором по внутренними обмоткам статора шагового двигателя проходит постоянный ток, что в результате создаёт в пространстве неподвижное магнитное поле, ну, а ротор электродвигателя не движется. Под воздействием определённой нагрузки ротор шагового электродвигателя отклоняется от изначального положения на определённый угол. Характеристикой данного режима работы шагового двигателя является зависимость синхронизирующего статического момента от имеющегося угла рассогласования.


Квазистатический режим
является определённым режимом отработки единичных периодических шагов, в котором имеющиеся переходные процессы от прошедшего шага коммутации управления прекратились, и действительная скорость ротора двигателя в начале другого шага приравнена к нулю. Данный режим применяется в лентопротяжных, стартстопных и подобных системах и механизмах, где нужна стабильная фиксация ротора шагового двигателя после совершения каждого шага. Пороговая частота импульсов управления, при которой еще существует данный режим, характеризуется временем протекания электромеханических и электромагнитных переходных процессов. Увеличить частоту квазистатического режима возможно через увеличение количества обмоток статора либо же количества тактов коммутации управления. В этих случаях понижается кинетическая энергия и угол перемещения ротора, что понижает его склонность к качаниям.


Установившийся режим
представляет собой режим работы шагового двигателя, который подразумевает соответствующую неизменную частоту прохождения импульсов управления. При частоте импульсов управления F1, ниже частоты колебаний шагового двигателя F0, передвижение ротора будет подразумевать колебательный характер. Это повышает ошибку (динамическую) при совершении данного перемещения.

Переходный режим является основным режимом работы при эксплуатации шагового двигателя. Он имеет пуск, торможение, реверс, переход с одной частоты управления на иную. Физические процессы могут быть как параметрами самими двигателя и его общей нагрузки, так и первоначальными условиями, где начинается процесс перехода. Главным требованием для переходных режимов является отсутствие потери шага, то есть, полное сохранение синхронизации, не смотря на любой характер изменения импульсов управления.

Запуск двигателя происходит из нулевого положения ротора (полностью неподвижного), которое он имеет при установившихся токах, через скачки частоты импульсов управления от нуля до номинальной рабочей частоты. При этом ротор шагового двигателя вначале немного отстает от электромагнитного поля, а потом, резко ускоряясь, доходит до нормальной частоты вращения электромагнитного поля, слегка опережает его и снова уменьшает движение. Демпфирования колебания имеющейся скорости вращения ротора резко снижаются, после чего следует установившийся режим работы шагового двигателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector