A léptetőmotort impulzusmotornak vagy léptetőmotornak is nevezik. Minden alkalommal, amikor a gerjesztési állapotot a bemeneti impulzusjelnek megfelelően változtatja, egy bizonyos szöget előrelép, és fix helyzetben marad, ha a gerjesztési állapot változatlan marad. Így a léptetőmotor a bemeneti impulzusjelet a megfelelő kimeneti szögeltolódássá tudja alakítani. A bemeneti impulzusok számának szabályozásával a kimenet szögelmozdulása pontosan meghatározható a pozicionálás funkciójának eléréséhez; és a bemeneti impulzusok frekvenciájának szabályozásával a kimenet szögsebessége pontosan szabályozható a sebességszabályozás céljának elérése érdekében. Ezért a léptetőmotorok jöhetnek szóba, ha pontos pozicionálásra vagy fordulatszám-szabályozásra van szükség.
1.1 A léptetőmotorok osztályozása
Háromféle léptetőmotor létezik: reaktív (VR típusú), állandó mágneses (PM típusú) és hibrid (HB típusú).
Az állandó mágneses léptetés általában kétfázisú, a nyomaték és a térfogat kicsi, a léptetési szög pedig általában 7,5 fok vagy 15 fok, amelyet többnyire alacsony költségű fogyasztói termékekben használnak.
A reaktív léptetés általában háromfázisú, amivel nagy nyomatékkimenet érhető el. A lépésszög általában 1,5 fok, de a zaj és a rezgés nagyon nagy. Az 1980-as években a fejlett országokban, például Európában és az Egyesült Államokban megszüntették.
A hibrid léptetés az állandó mágnes és a reaktív előnyeinek keverésére utal. Két-, három- és ötfázisúra oszlik. A kétfázisú lépésszög általában 1,8 fok, a háromfázisú lépésszög pedig 0,9 fok. Az ötfázisú lépésszög általában 0,72 fok. A hibrid léptetőmotor egyesíti az első két típusú léptetőmotor előnyeit. Jelenleg a hazai berendezésgyártó iparban alkalmazott léptetőmotorok alapvetően hibrid léptetőmotorok.
Ezért az alábbiakban ismertetett léptetőmotorokat „hibrid léptetőmotoroknak” nevezzük.
1.2 A léptetőmotor felépítése
A léptetőmotor egy rotorból (rotormag, állandó mágnes, forgótengely, golyóscsapágy), állórészből (tekercselés, állórészmag), első és hátsó burkolatból stb. áll. A legjellemzőbb kétfázisú hibrid léptetőmotor 8 nagy fogú , 40 kis fog az állórészben és 50 kis fog a forgórészben; a háromfázisú motor állórésze 9 nagy, 45 kis fogú, a forgórészé 50 kis fogú. fog.
1. ábra A léptetőmotor összetételének sematikus diagramja
1.3 Léptetőmotor vezérlési elve
A léptetőmotor nem tud közvetlenül csatlakozni a tápegységhez, és nem tud közvetlenül elektromos impulzusjeleket fogadni. Egy speciális interfészen – a léptetőmotor meghajtón – keresztül kell kölcsönhatásba lépnie a tápegységgel és a vezérlővel. A léptetőmotor meghajtó (lásd a 2. ábrát) általában egy gyűrűs elosztóból és egy teljesítményerősítő áramkörből áll. A gyűrűs elosztó vezérlőjeleket kap a vezérlőtől. Minden impulzusjel vételekor a gyűrűs elosztó kimenete egyszer átalakul, így az impulzusjel megléte vagy hiánya és a frekvencia meghatározhatja a léptetőmotor fordulatszámát, gyorsítását vagy lassítását, indítást vagy leállítást. A gyűrűs elosztónak figyelnie kell a vezérlő irányjelét is, hogy megállapítsa, hogy a kimeneti állapotának átmenete pozitív sorrendű vagy fordított sorrendű, és ezáltal meghatározza a léptetőmotor irányát.
2. ábra Léptetőmotor vezérlési séma
2 A léptetőmotor fő paraméterei
2.1 A keretszám főként 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86 és így tovább.
2.2 Fázisok száma A léptetőmotorban lévő tekercsek száma. A léptetőmotor fázisainak száma általában két fázisból, három fázisból és öt fázisból áll. A Kínában használt léptetőmotor főként kétfázisú, és egyes alkalmazásokban háromfázisú motort is alkalmaznak. Japánban inkább az ötfázisú léptetőmotorokat használják.
2.3 Lépésszög Impulzusjel bemenetének megfelelően a motor forgórészének szögelmozdulása. A léptetőmotor lépésszögének kiszámításának képlete a következő:
A képletben: - a léptetőmotor lépésszöge; m - a léptetőmotor fázisainak száma; - a léptetőmotor forgórészének fogainak száma.
A fenti számítási képlet szerint a kétfázisú, háromfázisú és ötfázisú léptetőmotorok lépésszögei 1,80, 1,20 és 0,72 fok.
2.4 A tartási nyomaték (statikus nyomaték) azt a nyomatékot jelenti, amelynél az állórész reteszeli a forgórészt, amikor a motor állórész tekercsét névleges árammal látják el, de a forgórész nem forog. A tartási nyomaték a léptetőmotor legfontosabb paramétere, és ez a motorválasztás fő alapja.
2.5 Reteszelő nyomaték A forgórész külső erővel történő forgatásához szükséges nyomaték, amikor a motorban nincs áram. Ez a nyomaték a motor egyik teljesítménymutatója. Ha más paraméterek azonosak, minél kisebb a reteszelő nyomaték, annál kisebb a "fogadó hatás", ami előnyösebb a motor stabilitására alacsony fordulatszámon.
2.6 Nyomaték-frekvencia karakterisztika Főleg a kihúzási nyomaték-frekvencia karakterisztikára vonatkozik, arra a maximális nyomatékra, amelyet a motor lépésvesztés nélkül el tud viselni, amikor a motor stabilan működik egy bizonyos fordulatszámon. A nyomaték-frekvencia görbét a maximális nyomaték és a fordulatszám (frekvencia) közötti kapcsolat leírására használják lépésveszteség nélkül. A nyomaték-frekvencia görbe a léptetőmotor fontos paramétere, és ez az egyik fő alapja a motor kiválasztásának. Pillanat-frekvencia jelleggörbe (lásd 3. ábra).
3. ábra A léptetőmotor nyomaték-frekvencia görbéje
2.7 Névleges áram A névleges nyomaték fenntartásához szükséges motortekercs áramának effektív értéke.
4. ábra Léptetőmotor paramétertáblázata (részlet a Leisai intelligens léptetőtermékek általános katalógusából 2021-2022)
3 A léptetőmotor kiválasztásának lépései
Az ipari alkalmazásokban használt léptetőmotor sebessége eléri a 600-1500-at, és minél nagyobb a fordulatszám, akkor a zárt hurkú léptetőmotoros hajtás jöhet szóba, vagy a szervo hajtási séma alkalmasabb. A léptetőmotor kiválasztásának lépései (lásd 5. ábra).
5. ábra A léptetőmotor kiválasztásának lépései
3.1 Lépésszög kiválasztása
Ahogy az 1.1-ben említettük, a motorfázisok száma szerint három lépésszög van: 1,80 (kétfázisú), 1,20 (háromfázisú) és 0,72 fok (ötfázisú). Természetesen az ötfázisú lépésszög pontossága a legmagasabb, de a motorja és a meghajtója drága, ezért Kínában ritkán használják. Ezen túlmenően a jelenlegi általános léptető-meghajtók mindegyike felosztásos hajtástechnológiát használ. 8 felosztás alatt továbbra is garantálható a felosztási lépésszög pontossága, így ha csak a lépésszög pontossági indexét vesszük figyelembe, akkor az ötfázisú lépés A motor két- vagy háromfázisú léptetőmotorra cserélhető.
Például egy 5 mm-es vezetékes vezetékes terheléses alkalmazásnál, ha kétfázisú léptetőmotort használnak, és a meghajtó 8 felosztásra van beállítva, a motor fordulatonkénti impulzusainak száma 200 × 8=1600 , és az impulzus egyenértéke 5 ÷1 600=0 ,00313 mm=3 .13 , ez a pontosság megfelel a legtöbb alkalmazási követelménynek.
3.2 A statikus nyomaték kiválasztása (tartónyomaték)
Az általánosan használt teherátviteli mechanizmusok közé tartoznak a szinkron szíjak, csavarrudak, fogaslécek és fogaskerekek stb. Először számítsa ki a gép terhelését (főleg a gyorsulási nyomatékot és a súrlódási nyomatékot), és alakítsa át a szükséges terhelési nyomatékra a motor tengelyén. Ezután a motor által igényelt maximális futási sebességnek megfelelően egy léptetőmotort választanak ki megfelelő tartónyomatékkal a következő két különböző felhasználási esethez:
(1) A szükséges motorfordulatszám 300 alatti alkalmazása esetén: ha a gépterhelést a motor tengelyén a szükséges terhelési nyomatékra alakítjuk, akkor a terhelési nyomatékot megszorozzuk egy SF biztonsági tényezővel (általában 1,5). ~ 2.0), azaz a léptetőmotor szükséges tartónyomatéka.
(2) Olyan alkalmazásoknál, ahol a szükséges motorfordulatszám 300-nál nagyobb: állítsa be a maximális fordulatszámot, ha a gépterhelést a motor tengelyén a szükséges terhelési nyomatékra alakítják át, akkor a terhelési nyomatékot megszorozzák az SF biztonsági tényezővel (általában 2,5). ~ 3,5 ), hogy megkapjuk a tartónyomatékot. A 6. ábrára hivatkozva először kiválasztunk egy megfelelő modellt. Ezután ellenőrizze és hasonlítsa össze a nyomaték-frekvencia görbén: A nyomaték-frekvencia görbén használja a szükséges maximális fordulatszámot annak megállapítására, hogy a maximális fordulatszámnak megfelelő maximális kilépési nyomaték 20 százalék vagy több. Ellenkező esetben újra kell választani egy nagyobb tartónyomatékú motort, és újra ellenőrizni és összehasonlítani az újonnan kiválasztott motor nyomaték-frekvencia görbéje szerint.
3.3 A motor keretméretének kiválasztása
Minél nagyobb a motorváz, annál nagyobb a tartónyomatéka. A léptetőmotorok általános keretméretei és tartási nyomatéktartományai (lásd a 6. ábrát).
6. ábra A léptetőmotorok általános vázméretei és tartónyomatékaik
A (2) lépésben kiszámított tartónyomatéknak megfelelően válassza ki a megfelelő keretméretet és a megfelelő motor specifikációit a 4. ábrán.
3.4 Válassza ki a megfelelő léptető-meghajtót a névleges áramerősségnek megfelelően
Például, ha egy 57CM23 motor névleges árama 5 A, akkor a választott meghajtó maximális megengedett áramának 5 A-nál nagyobbnak kell lennie (kérjük, vegye figyelembe, hogy ez az RMS érték a csúcsérték helyett), ellenkező esetben, ha egy meghajtó maximum 3A áramerősséggel, akkor A motor maximális kimeneti nyomatéka csak 60 százalék körül lehet !
