Στον μηχανικό σχεδιασμό, χρησιμοποιούμε συχνά βηματικό κινητήρα, για παράδειγμα, με βηματικό κινητήρα για την κίνηση του σύγχρονου άξονα του ιμάντα, για την επίτευξη γραμμικής κίνησης.
Για παράδειγμα, η χρήση ενός βηματικού κινητήρα για την κίνηση του άξονα με σφαιρική βίδα μπορεί επίσης να μετατρέψει την περιστροφική κίνηση σε γραμμική κίνηση. Επειδή δεν απαιτείται σύστημα ανάδρασης, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των βηματικών κινητήρων είναι ότι μπορούν να επιτύχουν καλή ακρίβεια με χαμηλό κόστος. Μάλιστα, εκτός από την πλατφόρμα κίνησης στο μηχάνημα, η ύπαρξη stepper motor μπορεί να βρεθεί και στη ζωή. Όπως εκτυπωτές, σαρωτές, κάμερες, ΑΤΜ, 3D εκτυπωτές και ούτω καθεξής.
Λοιπόν, ποια είναι η αρχή του βηματικού κινητήρα;
Με μια λέξη, ένα ή περισσότερα σετ πηνίων στον στάτορα ενεργοποιούνται με τη σειρά τους. Το ρεύμα στα πηνία δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Ο ρότορας, για να βρει μια νέα θέση ισορροπίας, προσαρμόζει αυτόματα τη θέση του στο μαγνητικό πεδίο, επιτυγχάνοντας έτσι κίνηση.
1. Τύπος βηματικού κινητήρα:
Όπως και άλλοι τύποι κινητήρων, οι βηματικοί κινητήρες αποτελούνται επίσης από στάτορα και ρότορα.
Στον βηματικό κινητήρα, ο στάτορας είναι κυρίως υπεύθυνος για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου και ο ρότορας είναι υπεύθυνος για την παρακολούθηση του μαγνητικού πεδίου.
Τα κύρια χαρακτηριστικά του στάτορα περιλαμβάνουν τον αριθμό φάσης, το μαγνητικό ημερολόγιο και τη διαμόρφωση πηνίου.
Ο αριθμός των φάσεων είναι ο αριθμός των ανεξάρτητων πηνίων και ο λογάριθμος υποδεικνύει πόσα ζεύγη μαγνητικών πεδίων δημιουργούνται ανά φάση.
Οι 2-βηματικοί κινητήρες φάσης είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι, ενώ οι 3-φασικοί, 5-κινητήρες φάσης δεν χρησιμοποιούνται συνήθως.
Επειδή η κατασκευή του βηματικού κινητήρα θα επηρεάσει την απόσταση βήματος, την ταχύτητα, τη ροπή και τη λειτουργία ελέγχου.
Έτσι, στη συνέχεια θα μιλήσω για την κατασκευή πολλών ειδών ασύγχρονων κινητήρων.
Διαφέρουν κυρίως στον τρόπο κατασκευής των ρότορων.
(1) ρότορας μόνιμου μαγνήτη
Ο πρώτος, ρότορας μόνιμου μαγνήτη, είναι ο απλούστερος και φθηνότερος.
Ο ρότορας στη μέση είναι κατασκευασμένος από μόνιμο μαγνήτη.
Όταν το πηνίο του στάτορα ενεργοποιείται για να δημιουργήσει μαγνητικό πεδίο, ο μαγνήτης του ρότορα ευθυγραμμίζεται αυτόματα με το μαγνητικό πεδίο και ακολουθεί την περιστροφή.
Το πηνίο ενεργοποιείται και ο μεσαίος ρότορας μεταβάλλει αυτόματα το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το πηνίο. Επειδή ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από μαγνήτη, η μαγνητική ροή του μαγνήτη είναι μεγάλη και η ροπή είναι μεγάλη, επομένως εξασφαλίζει καλύτερη ροπή εξόδου και ροπή πέδησης.
Η ροπή του φρένου σημαίνει ότι ο κινητήρας θα σταματήσει να περιστρέφεται είτε το πηνίο είναι ενεργοποιημένο είτε όχι. Αυτό συμβαίνει επειδή η αλληλεπίδραση μεταξύ του μόνιμου μαγνήτη και του στάτη θα παράγει μια ορισμένη ροπή, η οποία πρέπει να ξεπεραστεί από την εξωτερική δύναμη πριν μπορέσει να κινηθεί ο κινητήρας.
Στον κατάλογο του κατασκευαστή του κινητήρα, μερικά γράφονται επίσης ως ροπή οδοντωτών τροχών, ή υπολειπόμενη ροπή.
(2) βηματικός κινητήρας μεταβλητής απροθυμίας
Αυτό το είδος κινητήρα, ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από μαλακό μαγνητικό υλικό, ο ρότορας έχει πολλά δόντια, διαφορετική κατανομή σχήματος δοντιού, μπορεί να παράγει διαφορετική ανάλυση, το πηνίο ενεργοποιείται για να προσελκύει τον ρότορα, προκαλώντας περιστροφή.
Τα πλεονεκτήματα αυτής της δομής είναι ότι μπορεί να επιτύχει υψηλή ταχύτητα και υψηλή ανάλυση και δεν υπάρχει ροπή πέδησης, αλλά η ροπή είναι μικρότερη από τον τύπο μόνιμου μαγνήτη, ο οποίος δεν είναι κατάλληλος για μικρούς κινητήρες.
Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν μόνιμοι μαγνήτες, αυτός ο κινητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλοντα με ισχυρά μαγνητικά πεδία.
(3) Μικτός τύπος
Το υβρίδιο, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι ένα μείγμα μόνιμου μαγνήτη και μεταβλητής απροθυμίας.
Αρχή κίνησης υβριδικού βηματικού κινητήρα
Ο ρότορας έχει δύο κορώνες που μαγνητίζονται στην αξονική κατεύθυνση, μία για τον Βόρειο Πόλο και μία για τον Νότιο Πόλο.
Με αυτή τη διαμόρφωση, ο υβριδικός βηματικός κινητήρας έχει τα πλεονεκτήματα τόσο του μόνιμου μαγνήτη όσο και της μεταβλητής απροθυμίας, ειδικά με υψηλή ανάλυση, υψηλή ταχύτητα και υψηλή ροπή.
Ο υβριδικός βηματικός κινητήρας έχει συνήθως 200 βήματα ανά στροφή, δηλαδή, η απόσταση βήματος είναι 360/200=1.8 μοίρες, αυτός ο τύπος κινητήρα περιορίζεται από την κατασκευή, το ελάχιστο μπορεί να είναι μόνο φ19 mm προς το παρόν.
Φυσικά, τα καλά χαρακτηριστικά απαιτούν πιο πολύπλοκες δομές και χειριστήρια, επομένως είναι πιο ακριβά.
