Motoarele pas cu pas pot fi găsite în dispozitivul auto tablouri de bord, imprimante, unități CD, scule electrice, în general - oriunde aveți nevoie de o precizie de poziționare sporită. Dar cel mai faimos SHD primit în mașinile CNC.
Dar de ce se numește acest mecanism așa - „motor pas cu pas”? Pe scurt, este un motor sincron fără perii cu înfășurări multiple de sârmă. Electricitate este alimentat într-unul dintre înfășurările statorului (element staționar) și astfel fixează rotorul (partea mobilă) într-o anumită poziție. Apoi curentul curge într-o altă înfășurare și rotorul face o nouă mișcare. Această schimbare secvențială de poziție se numește „pas”. Și este datorită acestui principiu de lucru Motor pas cu pasși-a primit numele.
Dispozitiv și tipuri de motoare pas cu pas
Astăzi, există trei tipuri principale de motoare pas cu pas:
Trebuie remarcat faptul că microstepping-ul este posibil doar la motoarele pas cu pas hibride. Fiecare microstep este realizat printr-un control independent al înfășurării. Prin controlul raportului de curent, rotorul poate fi blocat chiar și în secțiunea intermediară dintre două trepte adiacente. Acest lucru îmbunătățește netezimea mișcării elementului mobil și permite o precizie optimă de poziționare. Numărul de pași în acest mod poate ajunge chiar la 51.200 pe rotație.
Mulți amatori își pun întrebarea: de ce a fost aleasă forma dințată a rotorului? Răspunsul este simplu: pentru a obține o dependență periodică a înfășurării statorului de poziția unghiulară a rotorului. Decalajul dintre caneluri se face mult mai mare decât între dinți. Acest lucru permite o conductivitate magnetică mai mică a golurilor în raport cu conductivitatea dinților. În caz contrar, motorul pas cu pas pur și simplu nu ar putea funcționa. Este evident că este totalitatea tuturor caracteristici de proiectare, precum și forma și compoziția elementelor, permit SD să fie un mecanism deplin și nu doar o bucată de metal.
În plus, în funcție de tipul înfășurărilor, SM se împarte în:
- bipolar... Au câte o înfășurare pentru fiecare fază. Schimbarea direcției câmpului magnetic din acestea este asigurată prin inversarea șoferului - o jumătate de punte sau o punte bipolară;
- unipolar... Un astfel de motor pas cu pas are, de asemenea, un singur înfășurare în fiecare dintre faze, dar, în același timp, se face un robinet din mijlocul oricărei înfășurări individuale. Astfel, direcția câmpului poate fi schimbată prin comutarea jumătății utilizate a înfășurării. Șoferul are nevoie doar de patru taste, deci este mai simplu decât un motor bipolar.
Caracteristicile motorului pas cu pas
V documentatie tehnica la motoarele pas cu pas, puteți găsi următoarea listă de caracteristici:
- Cuplu sau cuplu... Se măsoară în kilograme-forță centimetri. Adesea, la acest articol este atașat un grafic, care exprimă dependența cuplu de la viteză. Cu cât acest indicator este mai mare, cu atât motorul prinde mai repede viteza la pornire.
- Moment de așteptare... Arată cât de greu poate bloca statorul rotorul atunci când motorul este pornit, dar nu funcționează. Adică este parametrul de cuplu la viteză zero. Conform graficului, acesta scade proporțional direct cu creșterea vitezei de rotație. Acest indicator este măsurat în uncii-pe-inch. Cuplul de menținere în măsura specificată de producător poate fi demonstrat de motor doar în modul static, cu condiția ca curent total servit în două faze simultan.
- Cuplul de frânare... Aceasta este cantitatea de forță care împiedică rotirea rotorului în absența curentului de alimentare. Adică forța de blocare a rotorului atunci când este oprit. Se mai numește și momentul de așteptare. La motoarele pas cu pas hibride, nu este mai mult de o zecime din forță care împiedică rotirea rotorului atunci când curentul este complet alimentat. Această caracteristică măsurată în aceleași unități ca cuplul de reținere.
- Tensiune nominală... Acest indicator depinde în mod direct de inductanța înfășurărilor și vă permite să determinați tensiunea optimă care ar trebui alimentată motorului. Cea mai bună tensiune potrivită pentru motorul dvs. pas cu pas este cuprinsă între 4 și 25 de valori din nominal. Dacă depășiți curentul de alimentare, motorul se va supraîncălzi, ducând la deteriorări. Și dacă tensiunea nu este suficientă, atunci pur și simplu nu va porni. Această caracteristică este indicată în Volți. Pentru a calcula puterea de curent optimă, se utilizează o formulă specială U = 32 x√ L, unde L este inductanța înfășurării și U este valoarea dorită.
- Separat, rezultatul testelor dielectrice, în timpul cărora a fost determinat tensiunea maximă, pe care înfășurarea o poate rezista o anumită perioadă de timp. Acest indicator determină puterea motorului, cât de bine poate rezista la suprasarcină.
- Momentul de inerție al părții mobile a motorului... Determină viteza accelerației motorului pas cu pas. Această valoare este măsurată în gram-centimetri pătrați.
- Numărul de pași pe revoluție(se iau în considerare doar pașii completi, nu se iau în considerare jumătatea valorilor). Cu cât sunt mai mulți pași, cu atât este mai puternic și mai rapid motorul.
- Lungime și greutate... Aceasta se referă la lungimea corpului, cu excepția arborelui. Dar în parametrul „greutate” este indicată greutatea totală a produsului. Depinde de mărime și greutate în ce condiții poate fi utilizat motorul. În unele cazuri, aveți nevoie motor compact, în timp ce în altele, doar cel mai mare și mai puternic va face.
Să luăm ca exemplu un motor pas cu pas nema. Motor PL57H41, ceea ce înseamnă lățime-înălțime (diametru) pe o flanșă pătrată de 57 mm - PL57. Lungime motor fără arbore 41mm - H41. Cuplul, menținerea și alte momente ale motorului depind mai mult de diametru decât de lungimea motorului.
Specificații PL57H110
| PL57H110 | L, mm | 131 | Inductanță de fază, mH | 6,0 ± 20% |
| Pas unghiular, ° | 1,8 ± 5% | Rezistență la fază, Ohm | 1,0 ± 10% | |
| Numărul de faze | 2 | Moment de reținere, kgхcm | 28 | |
| Rezistență la izolație, MOhm | 100 | Moment de inerție, g x cm 2 | 405 | |
| Temperatura ambientala mediu, ° С | -20~40 | Greutate, kg | 1.7 | |
| Temperatura de lucru, ° С | 110 max | Numărul de arbori | 1 | |
| Curent de fază, A | 4 | Tip de | ||
| Dimensiunea cheii, mm |
Specificații PL86H113
| PL86H113 | L1 ± 1, mm | 113 | Rezistență la fază, Ohm | 1,0 ± 10% |
| L2 ± 1, mm | 35 | Moment de reținere, kg x cm | 1 " | |
| L3, mm | 148 | 2 | 2700 | |
| Pas unghiular, ° | 1,8 ± 5% | Numărul de arbori | 1 | |
| Numărul de faze | 2 | Greutate, kg | 3.5 | |
| Rezistență la izolație, MOhm | 100 | Furtun radial al arborelui motorului (sarcină 450g.) | ||
| Temperatura ambientala mediu, ° С | -20-40 | |||
| Temperatura de lucru, ° С | 110 max | Inductanță de fază, mH | 6,3 ± 20% | |
| Curent de fază, A | 4.2 |
Conexiune, drivere și codificatoare
De regulă, motoarele pas cu pas sunt controlate prin intermediul unor drivere speciale conectate la portul LTP al computerului. Șoferul primește semnalele generate de program și le transformă în comenzi către motor, transmise prin aplicarea curentului la înfășurări. Software-ul poate regla traiectoria, amploarea, viteza și amploarea mișcării.
Șoferul este o unitate de comandă a motorului pas cu pas. În mașinile CNC, semnalele de control sunt generate pe controlerele CNC, prin urmare, 4 ieșiri ale unui motor pas cu pas, firele de control de la controlerul CNC (de obicei 4 fire) și puterea + și - de la sursa de alimentare sunt conectate la driver. Semnalele de la controler merg la șofer, unde controlează deja comutarea tastelor circuit de alimentare tensiunea de alimentare provenită de la sursa de alimentare prin aceste taste către motor. 
Driverul trebuie selectat în funcție de curentul maxim de ieșire tensiunea necesară la bornele pentru înfășurările motorului. Curentul livrat de șofer trebuie să fie fie același cu cel pe care îl va consuma motorul, fie mai mare. Șoferul are comutatoare cu ajutorul cărora puteți seta parametrii de tensiune de ieșire doriți și nu arde motorul.
Ordinea conectării unui motor pas cu pas la un circuit comun depinde de câte fire există în unitatea dvs. și de cât de exact doriți să utilizați motorul pas cu pas. Există o mulțime de modele și fiecare dintre ele are propria schemă de cablare. Numărul de fire din motor poate varia de la patru la șase. Patru motoare cu sârmă sunt utilizate exclusiv cu angrenaje bipolare.
Fiecare două înfășurări au două fire. Pentru a determina perechile necesare și relația dintre ele, veți avea nevoie de un contor. Cele mai puternice sunt motoarele cu șase fire. Au un robinet central și două fire pentru fiecare înfășurare individuală. Un astfel de motor pas cu pas poate fi conectat atât la dispozitive bipolare, cât și la dispozitive unipolare. Veți avea nevoie de un special Aparat de măsură pentru a separa firele. Pentru dispozitivele unipolare, utilizați toate cele șase fire. Pentru bipolare, este suficient un singur robinet central și un fir pentru o înfășurare.
Butonul central este un fir obișnuit, care se mai numește „mijloc” sau „centru”. Se găsește în unele tipuri de motoare pas cu pas. V motoare unipolare există trei fire pentru fiecare înfășurare. Două dintre ele sunt proiectate pentru a fi conectate la tranzistoare. Iar cea din mijloc, adică macaraua centrală, trebuie conectată la o sursă de tensiune. Adică, dacă nu este nevoie să conectați tranzistoare, puteți ignora pur și simplu cele două fire laterale.
Motoarele cu cinci fire sunt similare cu cele cu șase fire, cu toate acestea, în ele, firele centrale sunt aduse într-un singur cablu comun, împreună cu restul. Fără pauze, nu veți putea separa înfășurările între ele. Cel mai bine este să localizați firul de mijloc și să îl conectați la alți conductori - aceasta va fi o opțiune eficientă și cel mai puțin periculoasă.
Codificatoarele sunt adesea folosite cu motoare pas cu pas. Sunt pur și simplu senzori a căror misiune este de a trimite semnale către software. Mulți experți consideră că, în majoritatea cazurilor, combinarea unui motor pas cu pas cu codificatoare nu are sens și este o risipă ineficientă de bani. Dar dacă există o dependență neliniară a mișcării de numărul de pași, atunci când este necesar să se construiască a cincea coordonată, codificatorul va fi de neînlocuit. Vă va ajuta să urmăriți mai ușor unghiurile de rotație a mesei, economisind timp eliminând nevoia de metode mai complexe.
Aplicații, argumente pro și contra
SD sunt deosebit de răspândite în industriile de înaltă tehnologie și grele. Datorită faptului că sunt foarte ieftine și sunt aranjate destul de simplu, cererea pentru ele nu se estompează nici măcar în secolul XXI. Le puteți găsi adesea în mașini CNC, echipamente robotizate, pe dispozitive de automatizare (alimentare, dozare, sudare automată și mecanisme de asamblare etc.).
Motoarele pas cu pas sunt deosebit de populare în proiectarea tabelelor de coordonare și a mașinilor CNC. Datorită costului redus software necesare funcționării lor, SM-urile sunt indispensabile în sectorul de producție, în panourile de control, programarea și setarea sarcinilor și în alte elemente ale mecanismelor.
Motoarele pas cu pas sunt adesea folosite în elementele periferice ale computerelor, prese și instrumente de tipărit, freze și mașini de desenat, sisteme de monitorizare și control, perforatoare și cititoare de benzi.
Servomotorele concurează în popularitate cu motoarele pas cu pas, care pot îndeplini funcții similare în aceleași condiții ca motoarele pas cu pas.
Avantajele motoarelor pas cu pas față de servomotorii:
- Funcționează corect sub o gamă largă de sarcini.
- Unghi fix de rotație, dimensiuni standardizate ale motorului.
- Cost scăzut.
- Ușor de instalat și de utilizat, fiabil, durabil.
- Dacă și eu turații mari motorul nu arde, dar trece peste trepte.
Principalele dezavantaje ale motoarelor pas cu pas în comparație cu servo motoarele:
- Eficiență redusă. Consum ridicat energie indiferent de sarcină.
- O scădere bruscă a cuplului cu creșterea vitezei.
- Cu această dimensiune și greutate, puterea este mai mică decât se aștepta.
- În timpul funcționării, motorul se încălzește foarte tare.
- Nivel ridicat de zgomot la frecvențe înalte și medii.
Orice dezvoltare începe cu selectarea componentelor. La dezvoltarea unei mașini CNC este foarte important să alegi corectul motor pas cu pas... Dacă aveți bani pentru a cumpăra motoare noi, atunci trebuie să determinați tensiunea de funcționare și puterea motorului. M-am cumpărat pentru o secundă Mașină CNC motoarele pas cu pas sunt după cum urmează: Nema17 1,7 A.
Dacă nu aveți suficienți bani sau pur și simplu încercați mâna în această zonă. Atunci cel mai probabil îl veți folosi motor de la imprimante... Aceasta este cea mai ieftină opțiune. Dar aici vă veți confrunta cu o serie de probleme. Motorul poate avea 4, 5, 6, 8 - fire pentru conectare. Cum să le conectați la drivere L298nși .
Să ne uităm la el în ordine. Ce fel de motor pas cu pas există. Dacă vedeți un număr par de ace, acesta este motor pas cu pas bipolar... Locația înfășurării pentru acest motor este după cum urmează.
Dacă motorul are 5 pini, este motor pas cu pas unipolar... Așa arată diagrama lui.
Al nostru driverele sunt proiectate pentru un motor cu 4 pini... Cum să fii? Cum să le conectați?
Motoarele pas cu pas cu 6 pini sunt conectate la driver în două moduri:
V acest caz Motorul pas cu pas are un cuplu de 1,4 ori mai mare. Cuplul este mai stabil la frecvențe joase.
Cu acest tip de conexiune, este necesar să reduceți curentul furnizat înfășurărilor motorului de √2 ori. De exemplu, dacă curentul nominal de funcționare al motorului este de 2 A, atunci când înfășurările sunt conectate în serie, curentul necesar este de 1,4 A, adică de 1,4 ori mai mic.
Acest lucru poate fi ușor de înțeles din următoarele raționamente.
Curentul nominal de funcționare indicat în catalog este calculat pentru rezistența unei înfășurări (R - exact asta este dat în catalog). Când înfășurările sunt conectate în serie, rezistența înfășurării combinate se dublează (2R).
Consum de energie motor pas cu pas - I * 2 * R
Când înfășurările sunt activate în serie, consumul de energie devine pictogramă. * 2 * 2 * R
Consumul de energie nu depinde de tipul de conexiune, prin urmare I * 2 * R = Ipos. * 2 * 2 * R, de unde
Ipos. = I / √2, adică
Iconv. = 0,707 * I.
Deoarece cuplul motorului este direct proporțional cu magnitudinea câmpului magnetic creat de înfășurările statorului, acesta crește odată cu creșterea numărului de rotații de înfășurare și scade cu o scădere a curentului trecut prin înfășurări. Dar, din moment ce curentul a scăzut de √2 ori, iar numărul de rotații înfășurate a crescut de 2 ori, cuplul va crește de √2 ori.
Tlast. = 1,4 * T.
În al doilea caz, cuplul este mai stabil la frecvențe înalte. Parametrii motorului pas cu pas cu această conexiune corespund celor declarați în foaie tehnică, (cuplu, curent), cuplul este mai stabil la frecvențe înalte.
Motorul pas cu pas unipolar poate fi reproiectat.
Pentru a face acest lucru, trebuie să dezasamblați motorul pas cu pas și să tăiați firul care leagă centrul înfășurărilor. Iar la conectare, firul comun nu trebuie conectat nicăieri.
Ca rezultat, obținem un motor bipolar cu 4 conductoare.
Motoarele pas cu 8 pini pot fi conectate în trei moduri.
Conexiunea A - shagovik funcționează cu caracteristicile indicate în descriere (cuplu, curent), cuplul este mai stabil la frecvențe înalte.
Conexiunea B - cuplu de 1,4 ori, cuplul este mai stabil la frecvențe joase (față de A).
Conexiunea C - cuplu de 1,96 ori, cuplul este mai stabil la frecvențe înalte (față de A).
Așa că am rezolvat problema conectării motoarelor pas cu pas. Dar nu toate motoarele noastre vor funcționa. Mai trebuie să definesc tensiunea de funcționare motoare. Cel mai corect mod este de a găsi fișa cu date.Deci totulOpțiuniexistă. Dar nuNStoate motoarele de la imprimantă pot fi găsitefișa cu date.În astfel de cazuri, folosesc acest tabel. .
Nu știu cât de corect este acest tabel, dar totul converge pentru mine și funcționează așa cum ar trebui.
Aleg motorul astfel încât tensiunea de funcționare să fie mai mică sau egală cu tensiunea sursei de alimentare. Pentru motoarele cu tensiuni mai mici, curentul trebuie setat mai mic.
Ton va fi în articolul următor. Nudomnișoară!
Abonați-vă la canalul meu pe Youtubeși să vă alăturați grupurilor în
Atunci când selectați un motor pas cu pas pentru CNC, este necesar să vă bazați pe scopul planificat al mașinii și caracteristici tehnice... Mai jos sunt criteriile de selecție, clasificarea celor mai multe motoare populareși exemple de calcul.
Cum se alege un motor pas cu pas pentru CNC: criterii
- Inductanţă. Calculați rădăcina pătrată a inductanței înfășurării și înmulțiți-o cu 32. Această valoare trebuie comparată cu tensiunea de alimentare a șoferului. Diferențele dintre aceste numere nu ar trebui să fie foarte diferite. Dacă tensiunea de alimentare este cu 30% sau mai mare decât valoarea obținută, atunci motorul se va încălzi și va face zgomot. Dacă este mai mic, cuplul va scădea prea repede cu viteza. O mai mare inductanță va oferi potențial de cuplu mai mare. Cu toate acestea, acest lucru va necesita un șofer cu o tensiune de alimentare mai mare.
- Grafic cuplu versus viteză. Vă permite să determinați dacă motorul selectat îndeplinește condițiile din termenii de referință.
- Parametrii geometrici. Lungimea motorului, flanșa și diametrul arborelui sunt importante.
Sfat: ar trebui să acordați atenție și rezistenței ohmice a fazelor, curentului nominal din fază, momentul de inerție al rotorului, cuplul maxim de sincronizare statică.
tipul motorului
Un criteriu important este tipul de motor pas cu pas pentru o mașină CNC. Modelele bipolare, unipolare și trifazate sunt utilizate pe scară largă. Fiecare dintre ele are propriile sale caracteristici:
- cele bipolare sunt cele mai des utilizate pentru CNC datorită selecției simple a unui nou driver atunci când cel vechi eșuează, rezistivitate ridicată la viteze mici;
- trifazat diferă mai multa viteza decât bipolar de aceeași dimensiune. Potrivit pentru când aveți nevoie de el de mare viteză rotație;
- unipolare sunt de mai multe tipuri motoare bipolareîn funcție de conexiunea înfășurărilor.
Sfat: O altă modalitate de a selecta un motor este de a analiza mașinile-unelte finite de pe piață, care au o dimensiune apropiată și alte caracteristici față de cea în curs de dezvoltare.
Exemple de calcul de motoare pas cu pas pentru CNC
Determinați forțele care acționează în sistem
Este necesar să se determine forța de frecare în ghidaje, care depinde de materialele utilizate. De exemplu, coeficientul de frecare este de 0,2, greutatea piesei este de 300 kgf, greutatea mesei este de 100 kgf, accelerația necesară este de 2 m / s 2 și forța de tăiere este de 3000 N.
- Pentru a calcula forța de frecare, trebuie să înmulțiți coeficientul de frecare cu greutatea sistemului în mișcare. De exemplu: 0,2 x 9,81 (100 kgf + 300 kgf). Se pare că 785 N.
- Pentru a calcula forța de inerție, trebuie să înmulțiți masa tabelului cu partea cu accelerația necesară. De exemplu: 400 x 2 = 800 N.
- A calcula forță deplină rezistența trebuie să adune forțele de frecare, inerție și tăiere. De exemplu: 785 + 800 + 3000. Rezultă 4585 N.
Referinţă: forța de rezistență ar trebui dezvoltată de unitatea de masă de pe piulița cu bilă unelte cu șurub.
Calculăm puterea
Formulele de mai jos sunt prezentate fără a lua în considerare inerția arborelui motorului pas cu pas și a altor mecanisme rotative. Prin urmare, pentru o precizie mai mare, se recomandă creșterea sau scăderea cerinței de accelerație cu 10%.
Pentru a calcula puterea unui motor pas cu pas, utilizați formula F = ma, unde:
- F este forța în newtoni necesară pentru a pune corpul în mișcare;
- m este greutatea corporală în kg;
- a - accelerația necesară m / s 2.
Pentru determinare puterea mecanică este necesar să se înmulțească forța de rezistență a mișcării cu viteza.
Calculăm reducerea rotațiilor
Determinat pe baza vitezei servo nominale și a vitezei maxime de deplasare a mesei. De exemplu, viteza de deplasare este de 1.000 mm / min, iar pasul șurubului cu bile este de 10 mm. Apoi viteza de rotație a șurubului cu bile ar trebui să fie (1000/10) 100 rpm.
Respectați viteza nominală a actuatorului pentru a calcula raportul de reducere. De exemplu, acestea sunt de 5.000 rpm. Atunci reducerea va fi egală cu (5000/100) 50.
În mașinile-unelte, motoarele pas cu pas de tip inductor fabricate în URSS sunt adesea utilizate. Vorbim despre modelele DSHI-200-2 și DSHI-200-3. Au următoarele caracteristici:
| Parametru | DSHI-200-2 | DSHI-200-3 |
|---|---|---|
| Consum de energie | 11,8 wați | 16,7 wați |
| Eroare de procesare pas | 3% | 3% |
| Moment static maxim | 0,46 nt | 0,84 nt |
| Curățenie maximă de preluare | 1.000 Hz | 1.000 Hz |
| Tensiunea de alimentare | 30 in | 30 in |
| Curent de alimentare în fază | 1,5 A | 1,5 A |
| Un singur pas | 1,8 grindină | 1,8 grindină |
| Greutate | 0,54 kg | 0,91 kg |
Exemplele de calcul de mai sus se aplică nu numai motoarelor pas cu pas, ci și altor tipuri de motoare. La luarea în considerare a vitezei, trebuie avut în vedere faptul că pentru motoarele pas cu pas se indică frecvența - pași / sec.
| Alegerea unui motor pas cu pas pentru platforma de ridicat | |
| Alegerea unui motor pas cu pas pentru un cărucior de transport |  |
| Determinarea cuplului motorului pas cu pas în dispozitiv folosind roți dințate |  |
| Cuplul necesar de la acționarea pas cu pas sistem cilindru rotativ |  |
| Determinarea momentului în mecanisme cu cremalieră și pinion |  |
Particularitățile funcționării motorului pas cu pas impun cerințe foarte stricte privind coordonarea parametrilor motorului selectat cu o sarcină dată. Acest lucru este valabil mai ales în sistemele cu buclă deschisă ale unei unități discrete, când motorul care trece peste cel puțin un impuls de control duce la o eroare la convertirea semnalului de control electric într-un unghi pe care sistemul nu îl poate corecta. Verificările de încălzire ale motoarelor pas cu pas nu sunt de obicei efectuate, deoarece sunt concepute pentru modul continuu trecerea impulsurilor de curent prin înfășurările de control.
La alegerea unui motor pas cu pas, în primul rând, ar trebui să fie ghidat de puterea consumată de acționare (motor + unitate de comandă) din rețea, magnitudinea tensiunii de alimentare, cuplul necesar pe arborele de ieșire, viteza de rotație a arborelui și momentul de inerție al încărcăturii. Pentru aceeași unitate, la valori diferite ale tensiunii de alimentare, consumul de energie al unității P = U * I (tensiune * curent) este diferit. De exemplu, unitatea D5779 la o tensiune de alimentare de 50V consumă 150W de la rețea, la o tensiune de alimentare de 30V - 90W. Eficiența unităților pas cu pas în intervalul de frecvență de 1 - 5KHz, precum și eficiența motoare sincrone cu magneți permanenți este de 80-90%.
Porniți arborele de ieșire al unității P = M * ω (cuplu * viteza unghiulară). Evident, puterea arborelui de ieșire nu poate depăși puterea consumată din rețea.
Legea conservării energiei pentru un sistem format dintr-un motor și o sarcină pe arbore, rotită cu o jumătate de treaptă, este după cum urmează:
Motor M * φ = 0,5 * J * ω 2 + M sarcină * φ + M magn * φ + M frecare * φ
unde φ este unghiul de rotație
J - momentul de inerție al sistemului redus la arbore
ω - viteza unghiulară
M sarcină - moment de încărcare
M magn - momentul de rezistență creat de magneții permanenți ai motorului, aproximativ 5% din valoarea M a motorului
M fricțiune - momentul fricțiunii din sistem
De aici viteza maxima, cu care un motor pas cu pas poate face primul pas într-un sistem cu momentul de inerție J redus la arbore și încărcat cu momentul de încărcare M:
ω = (2 * φ * (motor M - M sarcină - M magn - M frecare) / J) 1/2
În practică, este, de asemenea, necesar să se țină seama de tranzitorii electrici în fazele motoarelor, care depind atât de tensiunea de alimentare și inductanța fazelor motoarelor, cât și de modul de control al motorului. Cele mai dinamice motoare sunt cele cu cea mai mică inductanță. De obicei, frecvențele de pornire sunt în intervalul 800-1000Hz (2-2,5 rps în modul jumătate de pas). Pe baza acestui fapt, pentru un motor pas cu pas care funcționează într-un mod cu jumătate de pas, valoarea accelerației nu trebuie să depășească 4 rad / sec2.
Când se determină cuplul necesar, alegerea motorului pas cu pas depinde de dimensiunea preferată, dimensiuni de legătură, prețurile motorului și ale unității de comandă pentru acesta.
Dacă unitatea de control este deja prezentă (sau selectată), este necesar ca curentul de fază al motorului pas cu pas să nu depășească capacitățile unității de control. De asemenea, trebuie să țineți cont de numărul de conductori care pot fi conectați la unitatea de control existentă.
Motoarele pas cu pas sunt dispozitive fără perii. Sunt realizate cu mai multe înfășurări. Parametrii principali ai dispozitivelor sunt tensiunea de prag și numărul de poli. De asemenea, modelele diferă în ceea ce privește rezistența la înfășurare. Versiunile monofazate sunt fabricate cu statori dințate. Cei mai utilizați magneți sunt de tip cilindric.
Pentru CNC, motoarele pas cu pas sunt ideale. Cu toate acestea, în acest caz, multe depind de echipament. În special, modificările sunt instalate pe imprimante, mașini-unelte și tăietoare laser. Ele pot fi găsite și pe unități. Cu toate acestea, acest lucru se aplică numai configurațiilor liniare. Un motor pas cu pas de calitate medie costă în jur de 4500 de ruble.
Cum se alege un motor?
Cum să alegeți mașina CNC? În primul rând, ar trebui să decideți asupra tipului de modificare. Dacă luăm în considerare opțiunile pentru mașini, atunci acestea folosesc adesea modele în două faze. Miezurile lor magnetice sunt instalate cu o bună conductivitate a curentului. Rotoarele sunt utilizate direct din oțel. Cupele statorice sunt realizate cu o margine.
În acest caz, înfășurările sunt realizate din material magnetic moale. Statorile din dispozitivele prezentate sunt utilizate cu dinții. Rata de retenție trebuie să fie de cel puțin 3 kg / cm. Parametrul de rezistență la înfășurare depinde de tipul de CNC. Dacă vorbim despre modificări cu un controler, atunci indicatorul de mai sus trebuie să fie egal cu 7 ohmi.
Dispozitive pentru mașini-unelte
Cum să alegem Dacă luăm în considerare un model de frezare convențional, atunci este important, în primul rând, să fim atenți la tipul de arbore. În medie, este instalat cu un diametru de 5 mm. În acest caz, statorul trebuie să fie situat deasupra rotorului din cupă, iar curentul de înfășurare în sine trebuie să fie egal cu 2 A. Pentru o funcționare mai stabilă a motorului, se utilizează circuite magnetice cu conductivitate ridicată.
De asemenea, înainte de cumpărare, ar trebui să evaluați inductanța înfășurării. Parametrul specificat pentru motoare fluctuează în jurul valorii de 6 mH. În acest caz, driverele de dispozitiv trebuie să fie bipolare. În medie, un motor pas cu pas pentru o mașină CNC costă în jur de 3 mii de ruble.
Modele de conducere
Cum se alege un motor pas cu pas pentru o acționare CNC? În acest caz, mulți consumatori preferă modificări în două faze. Statorii lor sunt cel mai adesea dinți. După tipul de rotor, modelele sunt destul de diferite. Sunt adesea fabricate din oțel încărcat. Diametrul mediu al arborelui este de 5,5 mm. Modelele de acționare au un unghi de pas de 1,2 grade. În acest caz, curentul de înfășurare ar trebui să fie de cel puțin 3 A. Dacă luăm în considerare modificările monofazate, atunci driverul pentru motoare este potrivit pentru tipul unipolar.
Rezistența la înfășurare fluctuează în medie în jurul a 5 ohmi. De asemenea, este important să acordați atenție tensiunii de prag a motoarelor. Acest parametru, de regulă, nu depășește 6 V. Cu toate acestea, există modele mai puternice pe piață. Inductanța lor maximă de înfășurare este de 10 mH. În acest caz, indicatorul de suprasarcină curent este la nivelul de 4 A. Un motor pas cu pas de înaltă calitate pentru unitate va costa în jur de 4500 de ruble.
Motoare de imprimantă
Alegerea unui motor pas cu pas pentru o imprimantă CNC se face numai printre modificările trifazate. Este mai oportun să selectați statori tip dințat... Miezurile magnetice trebuie să aibă o conductivitate mare a curentului. Datorită lor, motorul va accelera viteza lin. Dacă vorbim despre parametri, atunci momentul de păstrare al modificărilor pentru imprimante este în medie de 4 kg / cm. Tensiunea pragului în sine fluctuează în jurul valorii de 10 V.
Inductanța minimă a înfășurării trebuie să fie de 8,5 mH. Unghiul de pas al dispozitivului ar trebui să fie la nivelul de 1,3 grade. Magneții din modificările prezentate sunt adesea folosiți permanent și au formă cilindrică. dispozitivele depind de tipul de rotor. Pentru driverele unipolare, modelele de pe piață sunt destul de rare. Cumpără motor bun pentru o imprimantă, utilizatorul este capabil de la un preț de 3 mii de ruble.
Modificări ale tăietorului laser
Ce motor alegeți Mulți specialiști în această situație preferă modelele de 10 V. Cel mai adesea sunt fabricate cu statori de tip angrenaj. Conductorii lor magnetici au o conductivitate destul de mare. Rotoarele direct în motoare sunt amplasate în boluri speciale. Modificările bipolare sunt rare pe piață.
În medie, unghiul de pas pentru modele nu depășește 2 grade. Sarcina de curent maximă a dispozitivului este menținută la un nivel de 5 A. Inductanța maximă a înfășurării depinde de numărul de trepte pe rotație. Diametrul arborelui din motor trebuie să fie de 5,5 mm. Azi dispozitive de calitate pentru tăietori se vând la prețul de 4 mii ruble.
Modificări monofazate
Modelele monofazate sunt cele mai potrivite pentru unghiul de pas mediu de 2,5 grade. Inductanța maximă a dispozitivului este menținută la 7 mH. În ceea ce privește numărul de pași pe revoluție, modelele sunt destul de diferite. Există multe modificări pe piață pentru 5 și 10 V. Raport au aproximativ 1:54.
Versiunile bipolare sunt capabile să se laude cu o conductivitate ridicată a curentului. Rotoarele sunt instalate cel mai adesea din oțel încărcat. Cupele pentru ele sunt realizate cu proeminențe de diferite lungimi. Puteți cumpăra un set de motoare pas cu pas CNC de 5 V în magazine pentru 4500 de ruble.
Dispozitive bifazate
Motorul cu două faze funcționează bine pentru imprimante. În ceea ce privește puterea, modelele sunt destul de diferite. Modificările pentru driverele unipolare se remarcă prin conductivitatea crescută a curentului. Indicatorul lor de tensiune prag este în medie de 5 V. Rotorul este plasat în cupă ca standard. Arborii modelelor sunt instalate cu un diametru de 5 mm. Unghiul pasului în configurațiile prezentate nu depășește 2 grade.
Curentul de înfășurare în acest caz este de 4,5 A. În mod direct, momentul de menținere al motorului depinde de circuitul magnetic. Dacă luăm în considerare modelele cu o înfășurare de înaltă tensiune, atunci acest parametru este în medie de 3 kg / cm. Raportul de transmisie al dispozitivelor nu depășește 1:60. Rezistența la înfășurare este în medie de 8 ohmi. Pe stator în modificările prezentate, sunt prevăzute patru ieșiri pentru conectare. Controlerul motorului pas cu pas pentru CNC se găsește numai în tip bipolar. O modificare bună în două faze costă aproximativ 5 mii de ruble.
Modele trifazate
Motorul trifazat este adesea folosit pentru acționări liniare. Indicatorul său de tensiune prag fluctuează în jurul valorii de 5 V. Modificările cu statori de viteze apar destul de des pe piață. Miezul magnetic al acestor modele are un indicator al conductivității curente la nivelul de 6 microni. Rotoarele sunt de obicei fabricate din oțel încărcat. Unghiul de pas al modelelor nu depășește 2,4 grade. Momentul de reținere în acest caz depinde de conductivitatea circuitului magnetic. În medie, acest parametru fluctuează în jur de 4 kg / cm.
Raportul de transmisie al modelelor este 1:63. În ceea ce privește parametrul de rezistență al înfășurărilor, dispozitivele sunt foarte diferite. Inductanța minimă a motoarelor este de 8,5 mH. Sunt fabricate dispozitive cu patru și șase ieșiri. Puteți cumpăra o modificare trifazată pe piață pentru doar 5 mii de ruble.
Motoare cu șofer ULN2003
Motor pas cu pas pentru CNC de acest tip folosit pentru rotorul său este fabricat din oțel încărcat. Cupa rotorului în sine este realizată cu o proiecție ridicată. Circuitul magnetic este instalat cu o conductivitate de curent de 4 microni. Statorul din dispozitiv este de tip angrenaj, iar pe acesta este prevăzută o înfășurare de joasă tensiune. Unghiul pasului în acest caz este de 2,3 grade. Există multe modificări ale tipului cu două faze pe piață. Indicele lor de rezistență la înfășurare nu depășește 8 ohmi. Parametrul minim de inductanță este de 10 mH. Puteți cumpăra un model de acest tip pentru 3500 de ruble.
Modificări de 5V
Motorul pas cu pas 5V CNC poate fi fabricat cu driver unipolar și bipolar. Diferite circuite magnetice sunt utilizate în dispozitive. Indicele lor de conductivitate actual este în medie de 5,5 microni. Cupele statorice sunt cel mai adesea realizate cu proeminențe. Astfel, arborele crește viteza lin. Unghiul de pas al modelelor nu depășește în medie 1,2 grade.
Curentul limitativ al înfășurării dispozitivului este menținut la un nivel de 6 A. Indicele momentului de menținere al motoarelor este în medie de 2 kg / cm. În acest caz, inductanța minimă a înfășurării nu depășește 6 mH. Există un motor pas cu pas bun pentru CNC pentru 5 în regiunea de 4200 de ruble.
Motoare de 10V
Un motor pas cu pas de 10V CNC este adesea selectat pentru imprimantele care rulează pe drivere unipolare. În acest caz, există patru pini în dispozitive. Conductivitatea curentului continuu fluctuează în jur de 6 microni. Unghiul maxim de pas în dispozitive este de 2,5 grade. Inductanța înfășurării este de cel puțin 8 mH.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că configurațiile prezentate pot fi aplicate pentru a lucra cu actuatoare liniare. Statorii din dispozitive sunt de tip cupă. Doar magneții permanenți sunt potriviți. Au formă cilindrică. Cuplul de reținere al motoarelor la 10 V este în medie de 4,5 kg / cm. Cumpărare model bun pentru o imprimantă în magazine specializate la un preț de 5 mii de ruble.