Schrittmotorprinzip und Antrieb

1. Was ist ein Schrittmotor?
Ein Schrittmotor ist ein Aktuator, der elektrische Impulse in Winkelverschiebungen umwandelt. Im Klartext: Wenn der Schritttreiber ein Impulssignal empfängt, treibt er den Schrittmotor an, um einen festen Winkel (und Schrittwinkel) in die eingestellte Richtung zu drehen. Sie können die Anzahl der Impulse steuern, um die Winkelverschiebung zu steuern und so den Zweck einer genauen Positionierung zu erreichen. Gleichzeitig können Sie die Frequenz der Impulse steuern, um die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Motordrehung zu steuern und so den Zweck der Geschwindigkeitsregulierung zu erreichen.
2. Welche Arten von Schrittmotoren gibt es?
Es gibt drei Arten von Schrittmotoren: Permanentmagnet- (PM), reaktive (VR) und Hybrid- (HB) Permanentmagnet-Schrittmotoren sind im Allgemeinen zweiphasig, Drehmoment und Volumen sind gering, der Schrittwinkel beträgt im Allgemeinen 7,5 Grad oder 15 Grad; Der reaktive Schritt ist im Allgemeinen dreiphasig, es kann eine große Drehmomentabgabe realisiert werden, der Schrittwinkel beträgt im Allgemeinen 1,5 Grad, aber die Geräusche und Vibrationen sind sehr groß. In Europa, den Vereinigten Staaten und anderen entwickelten Ländern wurden die 80-Jahre eliminiert; Hybrid-Stepping bezieht sich auf eine Mischung aus Permanentmagnettyp und den Vorteilen des Reaktionstyps. Es ist in Zweiphasen- und Fünfphasen-Schrittwinkel unterteilt: Der Zweiphasen-Schrittwinkel beträgt im Allgemeinen 1,8 Grad und der Fünfphasen-Schrittwinkel beträgt im Allgemeinen 0,72 Grad. Diese Art von Schrittmotor ist
Dieser Schrittmotortyp ist der am weitesten verbreitete.
3. Was ist das Haltemoment?
Das Haltemoment (HOLDING TORQUE) bezeichnet das Drehmoment, bei dem der Stator den Rotor blockiert, wenn der Schrittmotor mit Strom versorgt wird, sich aber nicht dreht. Es ist einer der wichtigsten Parameter eines Schrittmotors, und normalerweise liegt das Drehmoment eines Schrittmotors bei niedrigen Drehzahlen nahe am Haltemoment. Da das Ausgangsdrehmoment eines Schrittmotors mit zunehmender Drehzahl immer weiter abnimmt und sich die Ausgangsleistung mit zunehmender Drehzahl ändert, wird das Haltemoment zu einem der wichtigsten Parameter zur Messung eines Schrittmotors. Wenn man beispielsweise von einem 2-Nm-Schrittmotor spricht, bedeutet dies einen Schrittmotor mit einem Haltemoment von 2 Nm ohne besondere Anweisungen.
4. Was ist das Rastmoment?
Das Rastmoment ist das Drehmoment, mit dem der Stator den Rotor blockiert, wenn der Schrittmotor nicht mit Strom versorgt wird. Rastmoment hat in China keine einheitliche Übersetzung, was leicht zu Missverständnissen führen kann; Da der Rotor des reaktiven Schrittmotors kein permanentmagnetisches Material ist, weist er kein rastendes Drehmoment auf.
5. Wie hoch ist die Präzision des Schrittmotors? Ist es kumulativ?
Im Allgemeinen beträgt die Präzision eines Schrittmotors 3-5 % des Schrittwinkels und ist nicht kumulativ.
6. Wie hoch darf die Außentemperatur des Schrittmotors sein?
Die hohe Temperatur des Schrittmotors entmagnetisiert zunächst das magnetische Material des Motors, was zu einem Drehmomentabfall oder sogar zu einem Schrittverlust führt. Daher sollte die maximal zulässige Temperatur für die Außenseite des Motors vom Entmagnetisierungspunkt des magnetischen Materials abhängen die verschiedenen Motoren; Im Allgemeinen liegt der Entmagnetisierungspunkt des magnetischen Materials bei über 130 Grad Celsius, teilweise sogar bei über 200 Grad Celsius, sodass es völlig normal ist, dass sich die Außenseite des Schrittmotors in diesem Temperaturbereich befindet von 80-90 Grad Celsius.
7. Warum nimmt das Drehmoment des Schrittmotors mit zunehmender Drehzahl ab?
Wenn sich der Schrittmotor dreht, erzeugt die Induktivität jeder Phase der Motorwicklung eine umgekehrte elektromotorische Kraft; Je höher die Frequenz, desto größer ist die elektromotorische Gegenkraft. Unter seiner Wirkung nimmt der Motorphasenstrom mit zunehmender Frequenz (oder Drehzahl) ab, was zu einer Verringerung des Drehmoments führt.
8. Warum kann der Schrittmotor bei niedriger Geschwindigkeit normal laufen, aber wenn er höher als eine bestimmte Geschwindigkeit ist, kann er nicht starten und wird von einem Pfeifen begleitet?
Der Schrittmotor hat einen technischen Parameter: die Startfrequenz ohne Last, d den Schritt verlieren oder blockieren. Bei Belastung sollte die Startfrequenz geringer sein. Wenn der Motor eine hohe Drehzahl erreichen soll, sollte die Impulsfrequenz beschleunigt werden, dh die Startfrequenz ist niedrig, und dann bei einer bestimmten Beschleunigung auf die gewünschte hohe Frequenz (Motorgeschwindigkeit von niedrig nach hoch) erhöht werden.
9. Wie kann man die Vibrationen und Geräusche eines Zweiphasen-Hybrid-Schrittmotors bei niedriger Drehzahl überwinden?
Vibrationen und Lärm sind inhärente Nachteile von Schrittmotoren bei niedrigen Drehzahlen, die im Allgemeinen durch die folgenden Programme behoben werden können:
A. Wenn der Schrittmotor zufällig im Resonanzbereich arbeitet, kann der Resonanzbereich durch Änderung des Untersetzungsverhältnisses und anderer mechanischer Übertragungen vermieden werden;
B. Übernahme des Treibers mit Unterteilungsfunktion, der am häufigsten verwendeten und einfachsten Methode;
C. Ersetzen Sie ihn durch einen Schrittmotor mit kleinerem Schrittwinkel, z. B. einen Dreiphasen- oder Fünfphasen-Schrittmotor.
D. Wechseln Sie zu AC-Servomotoren, die Vibrationen und Geräusche fast vollständig beseitigen können, jedoch zu höheren Kosten;
E. In der Motorwelle mit einem magnetischen Dämpfer gibt es solche Produkte auf dem Markt, aber die mechanische Struktur der größeren Änderung.
10. Stellt die Unterteilung des Treibers die Genauigkeit dar?
Bei der Schrittmotorinterpolation handelt es sich im Wesentlichen um eine elektronische Dämpfungstechnologie (siehe entsprechende Literatur), deren Hauptzweck darin besteht, die niederfrequenten Vibrationen des Schrittmotors zu dämpfen oder zu eliminieren, und die Verbesserung der Laufgenauigkeit des Motors ist nur eine Nebenfunktion der Interpolationstechnologie. Wenn beispielsweise für einen Zweiphasen-Hybrid-Schrittmotor mit einem Schrittwinkel von 1,8 Grad die Interpolationszahl des Interpolationstreibers auf 4 eingestellt ist, beträgt die Laufauflösung des Motors 0,45 Grad pro Impuls. Ob die Genauigkeit des Motors 0,45 Grad erreichen oder sich dieser annähern kann, hängt auch von anderen Faktoren ab, beispielsweise der Präzision der Interpolationsstromsteuerung des Interpolationstreibers. Die Präzision unterteilter Antriebe verschiedener Hersteller kann stark variieren; Je größer die unterteilten Punkte sind, desto schwieriger ist es, die Präzision zu kontrollieren.
11. Was ist der Unterschied zwischen Reihenschaltung und Parallelschaltung von Vierphasen-Hybrid-Schrittmotor und -Treiber?
Vierphasen-Hybrid-Schrittmotoren werden im Allgemeinen von einem Zweiphasentreiber angetrieben, sodass die Verbindung in Reihe geschaltet werden kann oder die Parallelschaltungsmethode verwendet wird, um den Vierphasenmotor an zwei Phasen anzuschließen. Im Allgemeinen wird die Reihenschaltungsmethode verwendet, um die Geschwindigkeit des Motors zu bestimmen. Diesmal beträgt der Ausgangsstrom des Treibers, der für den Phasenstrom des Motors erforderlich ist, das 0,7-fache, sodass die Motorwärme gering ist. Im Allgemeinen wird bei der Motorgeschwindigkeit eine Parallelverbindungsmethode (auch als Hochgeschwindigkeitsverbindungsmethode bezeichnet) verwendet. Der für den Motor erforderliche Phasenstrom beträgt das 1,4-fache des Treiberausgangsstroms, sodass die Motorwärme größer ist.
12. Wie ermittelt man die Gleichstromversorgung des Schrittmotortreibers?
A. Bestimmung der Spannung
Die Stromversorgungsspannung des Hybrid-Schrittmotortreibers liegt im Allgemeinen in einem weiten Bereich (z. B. die Stromversorgungsspannung IM483 beträgt 12 bis 48 VDC). Die Stromversorgungsspannung wird normalerweise basierend auf der Betriebsgeschwindigkeit und den Reaktionsanforderungen des Motors ausgewählt. Wenn die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors hoch ist oder die Reaktionsanforderung schnell ist, ist auch der Spannungswert hoch. Achten Sie jedoch darauf, dass die Welligkeit der Versorgungsspannung die maximale Eingangsspannung des Treibers nicht überschreiten darf, da sonst der Treiber beschädigt werden kann .
B. Bestimmung des Stroms
Der Stromversorgungsstrom wird im Allgemeinen anhand des Ausgangsphasenstroms I des Treibers bestimmt. Wenn das lineare Netzteil verwendet wird, kann der Stromversorgungsstrom das 1,1- bis 1,3-fache von I betragen. Wenn das Schaltnetzteil verwendet wird, kann der Stromversorgungsstrom das 1,5- bis 2-fache von I betragen.
13 Hybrid-Schrittmotortreiber Offline-Signal KOSTENLOS im Allgemeinen unter welchen Umständen verwendet?
Wenn das Offline-Signal FREE niedrig ist, wird die Stromausgabe vom Treiber zum Motor unterbrochen und der Motorrotor befindet sich in einem freien Zustand (Offline-Zustand). Wenn Sie bei einigen Automatisierungsgeräten die Motorwelle direkt (manuell) drehen müssen, ohne den Antrieb einzuschalten, können Sie das FREE-Signal auf Low setzen, um den Motor für den manuellen Betrieb oder die Einstellung offline zu schalten. Nachdem der manuelle Betrieb abgeschlossen ist, setzen Sie das FREE-Signal erneut auf High, um die automatische Steuerung fortzusetzen.
14. Was passiert, wenn ich eine einfache Methode verwende, um die Drehrichtung eines Zweiphasen-Schrittmotors anzupassen, wenn dieser mit Strom versorgt wird?
Richten Sie einfach A+ und A- (oder B+ und B-) der Motor- und Treiberverkabelung aus.
Über das Unterteilungsprinzip des Treibers und einige damit verbundene Anweisungen
Im Ausland werden für das Schrittsystem hauptsächlich Zweiphasen-Hybrid-Schrittmotoren und der entsprechende Unterteilungsantrieb verwendet. Aber in China haben die meisten Benutzer kein besonderes Verständnis von „Unterteilung“. Einige denken einfach, dass die Unterteilung die Genauigkeit verbessern soll Folgendes: Die Schrittmotor-Unterteilungssteuerung wird vom Treiber gesteuert, um eine genaue Steuerung des Phasenstroms des Schrittmotors zu erreichen, um beispielsweise einen Zweiphasenmotor zu erstellen, wenn der Nennphasenstrom des Motors 3 A beträgt, wenn der Motor angetrieben wird durch einen herkömmlichen Treiber (z. B. den common Wird ein Konstantstrom-Zerhacker verwendet, ändert sich bei jedem Schritt des Motorbetriebs der Strom in der Wicklung von 0 auf 3A oder von 3A auf 0. Die große Änderung des Phasenstroms führt unweigerlich zu Vibrationen und Geräuschen beim Motorbetrieb. Wenn der unterteilte Antrieb verwendet wird und der Motor im Zustand 10 unterteilt ist, läuft der Motor jeden Mikroschritt, die Stromänderung in seiner Wicklung beträgt nur 0,3 A statt 3 A, und der Strom ist sinusförmig Das Kurvengesetz ändert sich, so dass die Vibrationen und Geräusche des Motors erheblich verbessert werden. Daher sind die Leistungsvorteile die tatsächlichen Vorteile der Unterteilung. Da der unterteilte Antrieb den Phasenstrom des Motors genau steuern muss, stellt der Antrieb relativ hohe technische Anforderungen und Prozessanforderungen dar, und die Kosten sind ebenfalls höher. Beachten Sie, dass einige inländische Fahrer die Unterteilung durch „glatt“ ersetzen. Einige werden auch als Unterteilung bezeichnet. Dies ist jedoch nicht die eigentliche Unterteilung. Ich hoffe, dass die Mehrheit der Benutzer zwischen den beiden unterscheiden muss, die im Wesentlichen unterschiedlich sind:

15. Durch „Glätten“ wird der Phasenstrom des Motors nicht genau gesteuert, sondern nur die Änderungsrate des Stroms verlangsamt, sodass durch „Glätten“ keine Mikroschritte erzeugt werden und unterteilte Mikroschritte für eine genaue Messung verwendet werden können die Position bestimmen.
16. Nachdem der Phasenstrom des Motors geglättet wurde, sinkt das Motordrehmoment, während die Unterteilungssteuerung nicht zu einem Abfall des Motordrehmoments führt, sondern im Gegenteil zu einem Anstieg des Drehmoments.
17. Was ist der Unterschied zwischen zweiphasigen und fünfphasigen Hybrid-Schrittmotoren hinsichtlich der Anwendungen?
Frage Antwort:
Im Allgemeinen weisen Zweiphasenmotoren mit großen Schrittwinkeln gute Hochgeschwindigkeitseigenschaften auf, es gibt jedoch eine Vibrationszone bei niedriger Geschwindigkeit. Fünfphasenmotoren haben einen kleinen Schrittwinkel und laufen bei niedrigen Drehzahlen ruhig. Daher sind die Anforderungen an die Laufgenauigkeit des Motors hoch, und vor allem im Bereich niedriger Drehzahlen (im Allgemeinen weniger als 600 U/min) sollte ein Fünfphasenmotor verwendet werden. Im Gegenteil, wenn das Streben nach Hochgeschwindigkeitsleistung des Motors, Genauigkeit und Laufruhe des Anlasses ohne zu viele Anforderungen angestrebt wird, sollten Zweiphasenmotoren zu geringeren Kosten ausgewählt werden. Darüber hinaus beträgt das Drehmoment von Fünfphasenmotoren normalerweise mehr als 2 Nm, bei der Anwendung kleiner Drehmomente werden im Allgemeinen Zweiphasenmotoren verwendet, und das Problem der Laufruhe bei niedrigen Drehzahlen kann durch die Verwendung eines unterteilten Antriebs gelöst werden.
Gegenüber Schrittmotoren haben Servomotoren folgende Vorteile:
1, die Realisierung der Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentregelung; um das Problem zu überwinden, dass der Motor aus dem Takt gerät;
2, gute Hochgeschwindigkeitsleistung, die allgemeine Nenngeschwindigkeit kann 2000 ~ 3.000 U/min erreichen;
3, starke Überlastfestigkeit, kann dem Dreifachen des Nenndrehmoments der Last standhalten, die momentanen Lastschwankungen und die Anforderung schneller Startgelegenheiten sind besonders anwendbar;
4, der Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit ist reibungslos, der Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit erzeugt kein ähnliches Phänomen wie der Schrittbetrieb des Schrittmotors. Geeignet für schnelle Reaktionsanforderungen des jeweiligen Anlasses;
5. Die der Motorbeschleunigung und -verzögerung entsprechende dynamische Zeit ist kurz und liegt im Allgemeinen innerhalb weniger zehn Millisekunden. 6, Hitze und Lärm werden deutlich reduziert.