Hogyan működnek a léptető motorok

Ebben a bejegyzésben megismerjük a léptetőmotort. Meg fogjuk vizsgálni, mi a léptetőmotor, annak alapvető működési mechanizmusa, a léptetőmotor típusai, a léptető üzemmódok, és végül előnyei és hátrányai.

Mi a léptetőmotor?

A léptetőmotor kefe nélküli motor, forgótengelye (rotor) meghatározott számú lépéssel teljesíti az egyik forgást. A forgás lépcsős jellege miatt léptetőmotornak nevezi el.

Léptető motor biztosítja pontos irányítás a forgási szög felett és a sebesség. Ez egy nyílt hurkú kialakítás, ami azt jelenti, hogy nincs visszacsatolási mechanizmus bevezetve a forgás követésére.

Változtathatja sebességét, megváltoztathatja a forgásirányt és azonnal egy pozícióba rögzíthető. A lépések számát a rotorban lévő fogak száma határozza meg. Például: ha egy léptetőmotor 200 fogból áll,

360 (fok) / 200 (fogak száma) = 1,8 fok

Tehát minden egyes lépés 1,8 fokos lesz. A léptetőmotorokat mikrokontrollerek és meghajtó áramkör vezérlik. Széles körben használják lézernyomtatókban, 3D nyomtatókban, optikai meghajtókban, robotikában stb.

Alapvető működési mechanizmus:

A léptetőmotor állhat több oszlopból, amelyeket szigetelt rézhuzallal tekercselnek, úgynevezett állórésznek, vagy a motor nem mozgó részének. A motor mozgó részét rotornak hívják, amely több fogból áll.

Amikor az egyik pólus feszültség alá kerül, a legközelebbi fogak illeszkednek a feszültség alatt álló pólushoz, és a rotor többi foga kissé eltolódik vagy nem lesz igazítva a többi feszültség nélküli pólushoz.

A következő pólus feszültséget kap, és az előző pólus feszültségmentes lesz, most az egyengetetlen pólusok igazodnak a jelenleg feszültség alatt álló pólushoz, ez egyetlen lépést jelent.

A következő pólus feszültség alá kerül, és az előző pólus feszültség alá kerül, ez újabb lépést jelent, és ez a ciklus többször folytatódik, hogy egy teljes forgást végezzen.

Itt van egy másik nagyon egyszerű példa a léptetőmotor működésére:

A rotorfogak általában mágnesek, amelyek az északi és a déli-sark váltakozva helyezkednek el. Ahogy a pólusok taszítják és a pólusok vonzódásával ellentétben, most az „A” pólus tekercs feszültség alatt áll, és feltételezzük, hogy az északi pólus és a rotor mint a déli pólus feszültség alatt áll, ez vonzza a rotor déli pólusát az „A” pólus állórész felé, amint az a képen látható.

Most az A pólus feszültségmentes és a „B” pólus feszültség alatt áll, most a rotor déli pólusa igazodik a „B” pólushoz. A hasonló „C” és a „D” pólus ugyanolyan módon fog energiát adni és áramtalanítani, hogy teljes legyen egy forgás.

Mostanra megértette, hogyan működik a léptetőmotor.

A léptető motor típusai:

Három típusú léptetőmotor létezik:

• Állandó mágneses léptető
• Változtatható vonakodó léptető
• Hibrid szinkron léptető

Állandó mágnes léptető:

Az állandó mágneses léptetőmotorok állandó mágneses fogakat használnak a rotorban, amelyek váltakozó pólusú módon vannak elrendezve (észak-dél-észak-dél ……), ez nagyobb nyomatékot biztosít.

Változtatható vonakodó léptető:

A változó vonakodó léptető lágy vasanyagot használ rotorként, több fogazattal, és azon az elven alapul, hogy a minimális vonakodás minimális résnél fordul elő, ami azt jelenti, hogy a rotor legközelebbi fogai a pólus felé vonzódnak, amikor feszültség alatt van, mint egy fém vonzza mágnes felé.

Hibrid szinkron léptető:

Hibrid léptetőmotorban mindkét fent említett módszert kombinálják a maximális nyomaték elérése érdekében. Ez a legelterjedtebb léptetőmotor és egyben drága módszer is.
Lépési módok:

Háromféle léptető mód létezik

• Teljes lépés mód
• Fél lépcsős mód
• Mikro léptető mód

Teljes lépés mód:

Teljes lépés módban a következő példa értheti meg: ha egy léptetőmotornak 200 foga van, akkor az egyik teljes lépés 1,8 fokos (amit a cikk elején adunk meg), akkor nem forog kevesebb, mint 1,8 fok.

A teljes lépést további két csoportba sorolhatjuk:

• Egyfázisú mód
• Kétfázisú mód

Mindkét fázis üzemmódban a rotor egy teljes lépést tesz meg, a kettő közötti alapvető különbség az, hogy az egyetlen mód kevesebb nyomatékot, a két fázis üzemmód pedig nagyobb nyomatékot ad.

• Egyfázisú mód:

Egyfázisú üzemmódban csak egy fázis (tekercselés / póluscsoport) van feszültség alatt egy adott időben, ez a legkevésbé energiafogyasztó módszer, de kevesebb nyomatékot is ad.

• Kétfázisú mód:

Kétfázisú üzemmódban kétfázisú (két tekercselési csoport / pólus) egy adott idő alatt feszültség alatt áll, így nagyobb nyomatékot (30–40%) produkál az egyfázisú mód.

Fél lépés mód:

A félfokozatú mód a motor kétszeres felbontása érdekében történik. Fél lépésben, ahogy a neve is sugallja, az egy teljes lépés fele, a teljes 1,8 fok helyett a fél lépés 0,9 fokot vesz igénybe.
A fél lépést az egyfázisú és a kétfázisú mód váltakozásával lehet elérni. Csökkenti a mechanikai alkatrészek terhelését és növeli a forgás simaságát. A fél lépés 15% -kal csökkenti a nyomatékot. De a nyomaték növelhető a motorra adott áram növelésével.

Mikro lépés:

A mikrolépés a legsimább forgatás érdekében történik. Egy teljes lépés 256 lépésig van felosztva. A mikro lépéshez speciális mikrolépés vezérlőre van szükség. Körülbelül 30% -kal vonja le nyomatékát.

Az illesztőprogramoknak szinuszos hullámot kell bevinniük a folyadék forgásához. A meghajtók két szinuszos bemenetet adnak 90 fokos fokozatos kimenettel.

Ez biztosítja a legjobb irányítást a forgás felett, jelentősen csökkenti a mechanikai igénybevételt és csökkenti az üzemi zajt.

A léptető motor fő előnyei és hátrányai a következő pontokkal tanulhatók meg:

Előnyök:

• A szögelfordulás legjobb szabályozása.
• Nagy nyomaték lassú fordulatszámon.
• Azonnali változás a forgásirányban.
• Minimális mechanikai felépítés.

Hátrányok:

• Az áramfogyasztás akkor is, ha nincs forgatás, ez a rotor rögzített helyzetbe történő rögzítéséhez szükséges.
• Nincs visszacsatolási mechanizmus a rotációs hibák kiküszöbölésére és az aktuális helyzet követésére.
• Bonyolult meghajtó áramkörre van szüksége.
• Nagyobb sebességnél csökken a nyomaték.
• Nem könnyű a motort nagyobb sebességgel irányítani.