Kaip veikia „Stepper“ varikliai

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Šiame įraše mes sužinosime apie žingsninį variklį. Mes ištirsime, kas yra žingsninis variklis, jo pagrindinis darbo mechanizmas, žingsninio variklio tipai, pakopų režimai ir galiausiai jo privalumai ir trūkumai.

Kas yra žingsninis variklis?

Žingsninis variklis yra variklis be šepetėlių, jo sukamasis velenas (rotorius) užbaigia vieną sukimąsi nustatytu žingsnių skaičiumi. Dėl pakopinio sukimosi pobūdžio jis gauna pavadinimą kaip žingsninis variklis.



Žingsninis variklis suteikia tikslus sukimosi kampo valdymas ir greitis. Tai yra atviros kilpos konstrukcija, o tai reiškia, kad nėra įdiegtas grįžtamojo ryšio mechanizmas sukimui stebėti.

Jis gali keisti savo greitį, pakeisti sukimosi kryptį ir iškart užsifiksuoti vienoje padėtyje. Pakopų skaičius nustatomas pagal rotoriuje esančių dantų skaičių. Pvz .: jei žingsninis variklis susideda iš 200 dantų,



360 (laipsnis) / 200 (dantų skaičius) = 1,8 laipsnio

Taigi, kiekvienas žingsnis bus 1,8 laipsnio. Žingsniniai varikliai valdomi mikrovaldikliais ir vairuotojo grandine. Jis plačiai naudojamas lazeriniuose spausdintuvuose, 3D spausdintuvuose, optiniuose įrenginiuose, robotikoje ir kt.

Pagrindinis darbo mechanizmas:

Žingsninis variklis gali susidaryti iš kelių stulpų, suvyniotų izoliuota varine viela, vadinama statoriumi, arba nejudančia variklio dalimi. Judanti variklio dalis vadinama rotoriumi, kurį sudaro keli dantų skaičiai.

Žingsninis variklis, rodantis polių, suvyniotų izoliuota varine viela, vadinamą statoriumi arba nejudančia variklio dalimi, skaičių

Įjungus vieną stulpą, artimiausi dantys susilygins su įjungtu stulpeliu, o kiti rotoriaus dantys šiek tiek atsitrauks arba nesutapti su kitais be įtampos esančiais ašimis.

Kitas stulpas įgaus įtampą, o ankstesnis polius bus išjungtas, o dabar nesusirikiuoti stulpai susilygins su šiuo metu įjungtu stulpeliu, tai yra vienas žingsnis.

Kitas polius įgauna įtampą, o ankstesnis polius išsijungia, tai daro dar vieną žingsnį ir šis ciklas tęsiasi keletą kartų, kad vienas suktųsi visiškai.

Štai dar vienas labai paprastas žingsninio variklio veikimo pavyzdys:

Paprastai rotoriaus dantys yra magnetai, išdėstyti pakaitomis šiaurės ir pietų ašigaliu

Paprastai rotoriaus dantys yra magnetai, išdėstyti pakaitomis šiaurės ir pietų ašigaliu. Kaip ašigaliai atstumia ir, kitaip nei stulpas pritraukia, dabar stulpų apvija „A“ yra įjungta ir prisiima įtampą, kaip Šiaurės ašigalis, o rotorius - kaip Pietų ašigalis, tai pritraukia pietinį rotoriaus ašį link „A“ statoriaus, kaip parodyta paveikslėlyje.

Dabar stulpelis A yra išjungtas, o stulpelis „B“ yra įtemptas, o dabar rotoriaus pietinis ašis sutaps su „B“ stulpu. Panašus polius „C“ ir „D“ polius įjungs ir išjungs energiją tuo pačiu būdu, kad užbaigtų vieną sukimąsi.

Dabar jūs suprasite, kaip veikia žingsninio variklio mechanizmas.

Žingsninio variklio tipai:

Yra trys žingsninių variklių tipai:

• Nuolatinis magnetas
• Kintamas nenoras laiptelis
• Hibridinis sinchroninis steperis

Nuolatinio magneto žingsnis:

Nuolatinio magneto žingsniniams varikliams rotoriuje naudojami nuolatinio magneto dantys, kurie išdėstyti kintamuoju ašigaliu (šiaurė – pietas – šiaurė – pietus ……). Tai suteikia didesnį sukimo momentą.

Kintamas nenoras steperis:

Kintamas nenoras steperis naudoja minkštą geležies medžiagą kaip rotorių su keliais dantimis ir veikia vadovaudamasis principu, kad minimalus nenoras atsiranda esant minimaliam tarpui, o tai reiškia, kad artimiausi rotoriaus dantys traukia link stulpo, kai jis yra įjungtas, kaip metalas link magneto.

Hibridinis sinchroninis žingsnis:

Hibridiniame žingsniniame variklyje abu aukščiau paminėti metodai yra derinami, kad būtų pasiektas didžiausias sukimo momentas. Tai yra labiausiai paplitęs žingsninių variklių tipas ir brangus metodas.
Žingsnių režimai:

Yra 3 žingsnių režimų tipai

• Visas žingsnis režimas
• Pusė žingsnio režimas
• Mikro žingsniavimo režimas

Viso žingsnio režimas:

Viso žingsnio režimą galima suprasti pagal šį pavyzdį: jei žingsninis variklis turi 200 dantų, tada vienas visas žingsnis yra 1,8 laipsnio (kuris nurodytas straipsnio pradžioje), jis nepasuks mažiau nei daugiau nei 1,8 laipsnio.

Visas žingsnis dar skirstomas į du tipus:

• Vienfazis režimas
• Dviejų fazių režimas

Abiem fazių režimais rotorius žengia vieną žingsnį, pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų yra vienas režimas suteikia mažesnį sukimo momentą, o dviejų fazių režimas suteikia daugiau sukimo momento.

• Vienfazis režimas:

Vienos fazės režimu tam tikru metu maitinama tik viena fazė (apvijos / stulpų grupė). Tai yra mažiausiai energijos sunaudojantis metodas, tačiau jis taip pat suteikia mažiau sukimo momento.

• Dviejų fazių režimas:

Dviejų fazių režimu dviejų fazių (dviejų apvijų / polių grupė) įtampa yra įjungta tam tikru metu ir sukuria didesnį sukimo momentą (nuo 30% iki 40%) vienos fazės režimą.

Pusė žingsnio režimo:

Pusiau perjungimo režimas atliekamas dvigubai variklio skiriamajai gebai. Pusė žingsnio, kaip rodo pavadinimas, užima pusę viso, o ne viso 1,8 laipsnio, pusė žingsnio užima 0,9 laipsnio.
Pusė pakopos pasiekiama pakeičiant vienos fazės ir dvigubos fazės režimus. Tai sumažina mechaninių dalių įtampą ir padidina sukimosi lygumą. Pusė žingsnio sumažina sukimo momentą maždaug 15%. Tačiau sukimo momentą galima padidinti padidinus varikliui taikomą srovę.

Mikro žingsnis:

Mikro žingsniai atliekami sklandžiausiai pasukant. Vienas visas žingsnis yra padalintas iki 256 žingsnių. Mikro žingsniams reikia specialaus mikropažangos valdiklio. Jo sukimo momentas išskaičiuojamas maždaug 30%.

Vairuotojai turi įvesti sinusinę bangą, kad suktųsi skystis. Vairuotojai pateikia du sinusinius įėjimus su 90 laipsnių palaipsniui.

Tai geriausiai kontroliuoja sukimąsi, žymiai sumažina mechaninį įtempį ir sumažina eksploatacinį triukšmą.

Pagrindinius žingsninio variklio pranašumus ir trūkumus galima išmokti šiais klausimais:

Privalumai:

• Geriausias kampinio sukimosi valdymas.
• Didelis sukimo momentas esant lėtam greičiui.
• Greitas sukimosi krypties pokytis.
• Minimali mechaninė konstrukcija.

Trūkumai:

• Energija sunaudojama net ir nesukant rotoriaus, kad tai užfiksuotų fiksuotą padėtį.
• Nėra grįžtamojo ryšio mechanizmo, kad būtų galima ištaisyti sukimosi klaidas ir stebėti dabartinę padėtį.
• Tam reikia sudėtingos tvarkyklės grandinės.
• Sukimo momentas mažinamas važiuojant didesniu greičiu.
• Lengva valdyti variklį didesniu greičiu.




Ankstesnis: Didžiausi mitai apie LED apšvietimą Kitas: Kondensatoriaus įkrovimo / iškrovimo laiko apskaičiavimas naudojant RC konstanta