Ποιοι είναι οι τύποι βηματικού κινητήρα

A βηματικός κινητήραςείναι ένας ενεργοποιητής που ελέγχεται με ηλεκτρικούς παλμούς και μετατρέπει τους ηλεκτρικούς παλμούς (ψηφιακά σήματα) σε γωνιακές μετατοπίσεις. Τα τελευταία χρόνια, η ταχεία ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής τεχνολογίας και τεχνολογίας κίνησης έχει προωθήσει περαιτέρω την ανάπτυξη βηματικών κινητήρων. Αυτό το άρθρο θα παρέχει μια εις βάθος εισαγωγή στους τύπους βηματικών κινητήρων και θα τους κατηγοριοποιήσει αναλυτικά σύμφωνα με τον αριθμό των φάσεων, τη δομή του ρότορα και τον τρόπο οδήγησης.

 

1. Ταξινόμηση σύμφωνα με τον αριθμό της φάσης του στάτη

Ο αριθμός των φάσεων αναφέρεται στον αριθμό των περιελίξεων στο εσωτερικό του βηματικού κινητήρα. Οι βηματικοί κινητήρες που χρησιμοποιούν συνήθως οι άνθρωποι σήμερα είναι οι διφασικοί, τριφασικοί και πενταφασικοί βηματικοί κινητήρες. Σύμφωνα με διαφορετικές φάσεις, έχουν διαφορετικές γωνίες βημάτων. Γενικά, η γωνία βήματος του βηματικού κινητήρα δύο φάσεων είναι 0,9 μοίρες / 1,8 μοίρες , ο τριφασικός βηματικός κινητήρας είναι 1,2 μοίρες και ο πενταφασικός βηματικός κινητήρας είναι 0 ,72 μοίρες .

 

1. 1Βηματικός κινητήρας δύο φάσεων

Ένας διφασικός βηματικός κινητήρας έχει δύο περιελίξεις και η δομή του είναι σχετικά απλή, η οποία είναι κατάλληλη για ορισμένες εφαρμογές που έχουν κάποιους περιορισμούς στο κόστος αλλά απαιτούν υψηλή ακρίβεια, Επιπλέον, συνήθως παρουσιάζει χαμηλά επίπεδα κραδασμών, επομένως είναι επίσης κατάλληλο για δονήσεις -Ευαίσθητες εφαρμογές.

1.2 Τριφασικός υβριδικός βηματικός κινητήρας

Ένας τριφασικός βηματικός κινητήρας έχει τρεις περιελίξεις με πιο σύνθετη δομή, κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ομαλότητα κίνησης και σταθερότητα ελέγχου, όπως εργαλειομηχανές CNC και όργανα ακριβείας.

1.3 Πενταφασικός υβριδικός βηματικός κινητήρας

Ο 5-βηματικός κινητήρας φάσης έχει πέντε περιελίξεις. Σε σύγκριση με τους διφασικούς και τριφασικούς κινητήρες, μπορούν να παρέχουν υψηλότερη ανάλυση γωνίας βηματισμού, που βοηθά στην πραγματοποίηση λεπτότερου ελέγχου κίνησης, κατάλληλος για εφαρμογές που απαιτούν πολύ υψηλή ακρίβεια ελέγχου, όπως μηχανές κοπής λέιζερ, συστήματα ακριβείας τοποθέτησης κ.λπ.

 

 

2. Ταξινόμηση σύμφωνα με τη δομή του ρότορα

Σύμφωνα με τη δομή του ρότορα, ο βηματικός κινητήρας μπορεί να ταξινομηθεί σε βηματικούς κινητήρες μεταβλητής απροθυμίας, υβριδικούς βηματικούς κινητήρες και Βηματικούς κινητήρες μόνιμου μαγνήτη

 

2.1 Βηματικός κινητήρας μεταβλητής απροθυμίας.

Ο ρότορας του κινητήρα είναι κατασκευασμένος από μαλακό μαγνητικό υλικό χωρίς μαγνητικό χάλυβα και υπάρχουν πολλά μικρά δόντια ίδιου μεγέθους και βήματος στην εξωτερική επιφάνεια του πόλου του ρότορα και στην εσωτερική επιφάνεια του πόλου του στάτορα. Όταν το πηνίο του στάτορα ενεργοποιείται, ο πόλος του στάτορα μαγνητίζει και έλκει τα δόντια του ρότορα, δημιουργώντας ροπή για να κινηθεί ένα βήμα. Σε σύγκριση με τους κινητήρες μόνιμου μαγνήτη που παράγουν ροπή μαγνητικής έλξης και ροπή μαγνητικής απώθησης, ο βηματικός κινητήρας μεταβλητής απροθυμίας παράγει μόνο ροπή έλξης Η δομή του είναι απλή και έχει μικρή γωνία βήματος, έως και 1,2 μοίρες. Σε σύγκριση με άλλους τύπους βηματικών κινητήρων, κοστίζει λιγότερο. Ταυτόχρονα όμως έχει κάποιες ελλείψεις, όπως κακή δυναμική απόδοση, χαμηλή απόδοση, μεγάλη παραγωγή θερμότητας κ.λπ.

 

2.2 υβριδικός βηματικός κινητήρας

Ένας υβριδικός βηματικός κινητήρας συνδυάζει τα πλεονεκτήματα του τύπου αντιδραστικού και μόνιμου μαγνήτη, με πολυφασικές περιελίξεις στον στάτορα, υλικό μόνιμου μαγνήτη στον ρότορα και πολλαπλά μικρά δόντια τόσο στον ρότορα όσο και στον στάτορα για βελτίωση της ακρίβειας του βήματος. Χαρακτηρίζεται από μεγάλη ροπή εξόδου, καλή δυναμική απόδοση και μικρή γωνία βήματος, αλλά η δομή είναι περίπλοκη και το κόστος είναι σχετικά υψηλό.

 

2.3 Βηματικός κινητήρας μόνιμου μαγνήτη

Ο ρότορας του βηματικού κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι κατασκευασμένος από υλικό μόνιμου μαγνήτη και ο αριθμός των πόλων του ρότορα είναι ίδιος με τον αριθμό των πόλων του στάτορα. Χαρακτηρίζεται από καλή δυναμική απόδοση και μεγάλη ροπή εξόδου, αλλά αυτός ο τύπος κινητήρα έχει χαμηλή ακρίβεια και μεγάλη γωνία βήματος (γενικά 7,5 μοίρες ή 15 μοίρες).

 

3. Ταξινόμηση σύμφωνα με τη μέθοδο μετάδοσης κίνησης (διπολική κίνηση/μονοπολική κίνηση)

Οι βηματικοί κινητήρες κατηγοριοποιούνται επίσης σε μονοπολικούς βηματικούς κινητήρες και διπολικούς βηματικούς κινητήρες σύμφωνα με τη μέθοδο κίνησης. Εάν το πηνίο ενός βηματικού κινητήρα μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό και προς τις δύο κατευθύνσεις, τότε ο βηματικός κινητήρας είναι διπολικός, αντίθετα, εάν το πηνίο του βηματικού κινητήρα επιτρέπεται να άγει ηλεκτρισμό μόνο προς μία κατεύθυνση, τότε ο βηματικός κινητήρας είναι μονοπολικός.

 

Το πηνίο στο παρακάτω σχήμα μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό και προς τις δύο κατευθύνσεις, επομένως είναι ένας διπολικός βηματικός κινητήρας.

 

Το μεσαίο καλώδιο του πηνίου στο παρακάτω σχήμα είναι πάντα συνδεδεμένο στον θετικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού ή πάντα συνδεδεμένο στον αρνητικό ακροδέκτη του τροφοδοτικού και είναι ένας μονοπολικός βηματικός κινητήρας.

 

Γενικά, οι διπολικοί ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται για φορτία χαμηλής ταχύτητας και υψηλής ροπής, ενώ οι μονοπολικοί ηλεκτροκινητήρες για κινητήρες υψηλής ταχύτητας. Αυτό συμβαίνει επειδή η ροπή εξόδου του διπολικού τύπου είναι περίπου 50% μεγαλύτερη από αυτή του μονοπολικού τύπου στις χαμηλές ταχύτητες. Στις υψηλές ταχύτητες, η αυτεπαγωγή του διπολικού τύπου γίνεται μεγάλη λόγω του μεγάλου αριθμού στροφών, γεγονός που μειώνει το ρεύμα και κατά συνέπεια τη ροπή. Επομένως, είναι απαραίτητο να επιλέξετε εύλογα την εφαρμογή μονοπολικής ή διπολικής μετάδοσης κίνησης για το μέγεθος του φορτίου, την ταχύτητα χρήσης, το χρόνο επιτάχυνσης κ.λπ.