Automatizavimo įrangoje, tiksliuosiuose prietaisuose, robotuose ir net kasdieniuose 3D spausdintuvuose bei išmaniųjų namų įrenginiuose mikrožingsniniai varikliai atlieka nepakeičiamą vaidmenį dėl tikslaus padėties nustatymo, paprasto valdymo ir didelio ekonomiškumo. Tačiau, susidūrus su akinančia rinkoje esančių produktų įvairove, kaip išsirinkti tinkamiausią mikrožingsninį variklį savo pritaikymui? Gilus pagrindinių jo parametrų supratimas yra pirmas žingsnis sėkmingo pasirinkimo link. Šiame straipsnyje pateiksime išsamią šių pagrindinių rodiklių analizę, kuri padės jums priimti pagrįstus sprendimus.
1. Žingsnio kampas
Apibrėžimas:Teorinis žingsninio variklio sukimosi kampas gavus impulsinį signalą yra svarbiausias žingsninio variklio tikslumo rodiklis.
Bendros vertybės:Įprasti standartinių dvifazių hibridinių mikrožingsninių variklių žingsnio kampai yra 1,8° (200 žingsnių per apsisukimą) ir 0,9° (400 žingsnių per apsisukimą). Tikslesni varikliai gali pasiekti mažesnius kampus (pvz., 0,45°).
Rezoliucija:Kuo mažesnis žingsnio kampas, tuo mažesnis variklio vieno žingsnio judėjimo kampas ir tuo didesnė teorinė padėties skiriamoji geba, kurią galima pasiekti.
Stabilus veikimas: tuo pačiu greičiu mažesnis žingsnio kampas paprastai reiškia sklandesnį veikimą (ypač naudojant mikrožingsninę pavarą).
Atrankos taškai:Pasirinkite pagal minimalų reikiamą judėjimo atstumą arba padėties nustatymo tikslumo reikalavimus. Didelio tikslumo reikmėms, tokioms kaip optinė įranga ir tikslūs matavimo prietaisai, būtina pasirinkti mažesnius žingsnio kampus arba pasikliauti mikrožingsnių pavaros technologija.
2. Laikymo sukimo momentas
Apibrėžimas:Didžiausias statinis sukimo momentas, kurį variklis gali generuoti esant vardinei srovei ir įjungtam režimui (be sukimosi). Vienetas paprastai yra N · cm arba oz · in.
Svarba:Tai yra pagrindinis variklio galios matavimo rodiklis, nustatantis, kiek išorinės jėgos variklis gali atlaikyti neprarasdamas žingsnio, kai stovi, ir kokią apkrovą jis gali valdyti paleidimo / stabdymo metu.
Poveikis:Tiesiogiai susijęs su apkrovos dydžiu ir variklio galimu pagreičio pajėgumu. Nepakankamas sukimo momentas gali sukelti sunkumų užvedant, žingsnio praradimą veikimo metu ir net variklio užgesimą.
Atrankos taškai:Tai vienas iš pagrindinių parametrų, į kurį reikia atsižvelgti renkantis. Būtina užtikrinti, kad variklio laikymo sukimo momentas būtų didesnis už maksimalų statinį sukimo momentą, kurio reikalauja apkrova, ir būtų pakankama saugos riba (paprastai rekomenduojama 20–50 %). Atsižvelkite į trinties ir pagreičio reikalavimus.
3. Fazės srovė
Apibrėžimas:Didžiausia srovė (paprastai RMS vertė), leidžianti praeiti per kiekvieną variklio fazės apviją vardinėmis darbo sąlygomis. Vienetas Amperas (A).
Svarba:Tiesiogiai lemia variklio generuojamo sukimo momento dydį (sukimo momentas yra maždaug proporcingas srovei) ir temperatūros kilimą.
Ryšys su pavara:Tai labai svarbu! Variklis turi būti aprūpintas pavara, kuri gali tiekti vardinę fazės srovę (arba kurią galima reguliuoti iki tos vertės). Nepakankama pavaros srovė gali sumažinti variklio išėjimo sukimo momentą; per didelė srovė gali perdeginti apviją arba perkaisti.
Atrankos taškai:Aiškiai nurodykite reikiamą sukimo momentą konkrečiai taikymo sričiai, pasirinkite tinkamą srovės specifikacijos variklį pagal variklio sukimo momento / srovės kreivę ir griežtai suderinkite vairuotojo srovės išėjimo galimybes.
4. Apvijos varža vienai fazei ir apvijos induktyvumas vienai fazei
Varža (R):
Apibrėžimas:Kiekvienos fazės apvijos nuolatinės srovės varža. Matavimo vienetas yra omai (Ω).
Poveikis:Įtakoja valdiklio maitinimo įtampos poreikį (pagal Omo dėsnį V=I * R) ir vario nuostolius (šilumos generavimas, galios nuostoliai = I² * R). Kuo didesnė varža, tuo didesnė reikalinga įtampa esant tai pačiai srovei ir tuo didesnis šilumos generavimas.
Induktyvumas (L):
Apibrėžimas:Kiekvienos fazės apvijos induktyvumas. Milihenrų (mH) vienetas.
Poveikis:yra labai svarbus norint užtikrinti didelį našumą. Induktyvumas gali trukdyti staigiems srovės pokyčiams. Kuo didesnis induktyvumas, tuo lėčiau srovė kyla/krenta, todėl variklis negali pasiekti vardinės srovės dideliais greičiais, todėl dideliais greičiais smarkiai sumažėja sukimo momentas (sukimo momento sumažėjimas).
Atrankos taškai:
Mažos varžos ir mažo induktyvumo varikliai paprastai pasižymi geresniu didelio greičio našumu, tačiau jiems gali reikėti didesnės pavaros srovės arba sudėtingesnių pavaros technologijų.
Didelės spartos taikymuose (pvz., didelės spartos dozavimo ir nuskaitymo įrangoje) pirmenybė turėtų būti teikiama mažo induktyvumo varikliams.
Valdiklis turi gebėti tiekti pakankamai aukštą įtampą (paprastai kelis kartus didesnę už „I R“ įtampą), kad įveiktų induktyvumą ir užtikrintų, jog srovė galėtų greitai susidaryti dideliu greičiu.
5. Temperatūros kilimas ir izoliacijos klasė
Temperatūros kilimas:
Apibrėžimas:Variklio apvijos temperatūros ir aplinkos temperatūros skirtumas, pasiekus terminę pusiausvyrą esant vardinei srovei ir konkrečioms darbo sąlygoms. Vienetas ℃.
Svarba:Per didelis temperatūros kilimas gali pagreitinti izoliacijos senėjimą, sumažinti magnetinį veikimą, sutrumpinti variklio tarnavimo laiką ir netgi sukelti gedimus.
Izoliacijos lygis:
Apibrėžimas:Variklio apvijų izoliacinių medžiagų atsparumo karščiui lygio standartas (pvz., B lygis 130 °C, F lygis 155 °C, H lygis 180 °C).
Svarba:nustato maksimalią leistiną variklio darbinę temperatūrą (aplinkos temperatūra + temperatūros kilimas + karštojo taško riba ≤ izoliacijos lygio temperatūra).
Atrankos taškai:
Supraskite aplinkos temperatūrą, kurioje veikia programa.
Įvertinkite programos darbo ciklą (nuolatinis ar pertraukiamas veikimas).
Pasirinkite variklius su pakankamai aukštu izoliacijos lygiu, kad apvijų temperatūra esant numatomoms darbo sąlygoms ir temperatūros kilimui neviršytų viršutinės izoliacijos lygio ribos. Geras šilumos išsklaidymo projektas (pvz., radiatorių įrengimas ir priverstinis oro aušinimas) gali veiksmingai sumažinti temperatūros kilimą.
6. Variklio dydis ir montavimo būdas
Dydis:daugiausia reiškia variklio flanšo dydį (pvz., NEMA standartus, pvz., NEMA 6, NEMA 8, NEMA 11, NEMA 14, NEMA 17, arba metrinius dydžius, pvz., 14 mm, 20 mm, 28 mm, 35 mm, 42 mm) ir korpuso ilgį. Dydis tiesiogiai veikia išėjimo sukimo momentą (paprastai kuo didesnis dydis ir kuo ilgesnis korpusas, tuo didesnis sukimo momentas).
NEMA6 (14 mm):
NEMA8 (20 mm):
NEMA11 (28 mm):
NEMA14 (35 mm):
NEMA17 (42 mm):
Diegimo būdai:Įprasti metodai apima priekinio flanšo montavimą (su srieginėmis skylėmis), galinio dangtelio montavimą, spaustuko montavimą ir kt. Tai turi būti suderinta su įrangos konstrukcija.
Veleno skersmuo ir veleno ilgis: Išėjimo veleno skersmuo ir prailginimo ilgis turi būti pritaikyti prie movos arba apkrovos.
Atrankos kriterijai:Pasirinkite minimalų dydį, leidžiamą erdvės apribojimų, atsižvelgiant į sukimo momento ir našumo reikalavimus. Patikrinkite montavimo angos padėties, veleno dydžio ir apkrovos galo suderinamumą.
7. Rotoriaus inercija
Apibrėžimas:Variklio rotoriaus inercijos momentas. Matavimo vienetas yra g · cm².
Poveikis:Įtakoja variklio greitėjimo ir lėtėjimo reakcijos greitį. Kuo didesnė rotoriaus inercija, tuo ilgesnis reikalingas paleidimo ir stabdymo laikas ir tuo didesni reikalavimai pavaros greitėjimo galimybėms.
Atrankos taškai:Taikomoms sistemoms, kurioms reikalingas dažnas paleidimas ir stabdymas bei greitas greitėjimas / lėtėjimas (pvz., didelės spartos robotams su paėmimo ir įdėjimo funkcija, lazerinio pjovimo padėties nustatymui), rekomenduojama rinktis variklius su maža rotoriaus inercija arba užtikrinti, kad bendra apkrovos inercija (apkrovos inercija + rotoriaus inercija) būtų rekomenduojamame vairuotojo atitikimo diapazone (paprastai rekomenduojama apkrovos inercija ≤ 5–10 kartų didesnė už rotoriaus inerciją, didelio našumo pavaras galima atlaisvinti).
8. Tikslumo lygis
Apibrėžimas:Tai daugiausia reiškia žingsnio kampo tikslumą (nuokrypį tarp tikrojo žingsnio kampo ir teorinės vertės) ir bendrą padėties nustatymo paklaidą. Paprastai išreiškiama procentais (pvz., ± 5 %) arba kampu (pvz., ± 0,09 °).
Poveikis: Tiesiogiai veikia absoliutų padėties nustatymo tikslumą esant atviros grandinės valdymui. Neatitikimas (dėl nepakankamo sukimo momento arba didelio greičio žingsninio reguliavimo) sukels didesnes paklaidas.
Svarbiausi pasirinkimo aspektai: standartinis variklio tikslumas paprastai gali atitikti daugumą bendrųjų reikalavimų. Taikymams, kuriems reikalingas itin didelis padėties nustatymo tikslumas (pvz., puslaidininkių gamybos įranga), reikėtų rinktis didelio tikslumo variklius (pvz., ± 3 %), kuriems gali prireikti uždaros grandinės valdymo arba didelės skiriamosios gebos kodavimo įrenginių.
Išsamus svarstymas, tikslus atitikimas
Mikrožingsninių variklių pasirinkimas grindžiamas ne tik vienu parametru, bet ir turi būti visapusiškai įvertintas atsižvelgiant į konkretų taikymo scenarijų (apkrovos charakteristikas, judėjimo kreivę, tikslumo reikalavimus, greičio diapazoną, erdvės apribojimus, aplinkos sąlygas, sąnaudų biudžetą).
1. Paaiškinkite pagrindinius reikalavimus: pradiniai taškai yra apkrovos sukimo momentas ir greitis.
2. Maitinimo šaltinio parinkimas: fazės srovės, varžos ir induktyvumo parametrai turi būti suderinami su maitinimo šaltiniu, ypatingą dėmesį skiriant didelio greičio veikimo reikalavimams.
3. Atkreipkite dėmesį į šilumos valdymą: užtikrinkite, kad temperatūros kilimas neviršytų leistino izoliacijos lygio diapazono.
4. Atsižvelkite į fizinius apribojimus: dydis, montavimo būdas ir veleno specifikacijos turi būti pritaikytos prie mechaninės konstrukcijos.
5. Įvertinkite dinaminį našumą: dažnai greitinant ir lėtinant reikia atkreipti dėmesį į rotoriaus inerciją.
6. Tikslumo patikrinimas: patikrinkite, ar žingsnio kampo tikslumas atitinka atvirosios kilpos padėties nustatymo reikalavimus.
Išsamiai išnagrinėję šiuos pagrindinius parametrus, galite išsklaidyti abejones ir tiksliai nustatyti tinkamiausią mikrožingsninį variklį projektui, taip sukurdami tvirtą pagrindą stabiliam, efektyviam ir tiksliam įrangos veikimui. Jei ieškote geriausio variklio sprendimo konkrečiai taikymo sričiai, nedvejodami kreipkitės į mūsų techninę komandą, kuri pateiks asmenines pasirinkimo rekomendacijas, pagrįstas jūsų išsamiais poreikiais! Mes siūlome platų didelio našumo mikrožingsninių variklių ir atitinkamų tvarkyklių asortimentą, kad patenkintume įvairius poreikius – nuo bendrosios įrangos iki pažangiausių prietaisų.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 18 d.