Hej! Ako dodávateľ Stepper Systems som od zákazníkov dostal veľa otázok o tom, ako sa moment krokového systému mení s rýchlosťou. Je to veľmi dôležitá téma, najmä pre tých, ktorí vo svojich projektoch chcú používať nevlastné systémy. Takže som si myslel, že si urobím čas na to, aby som to rozložil a podelil sa o to, čo viem.
Začnime so základmi. Krokový systém sa skladá z krokového motora a vodiča. Motor prevádza elektrické impulzy na diskrétne mechanické pohyby a vodič riadi elektrické signály odosielané do motora. Momentom krokového systému je rotačná sila, ktorú môže motor produkovať, a je rozhodujúcim faktorom pri určovaní výkonu systému.
Ako sa teraz mení krútiaci moment s rýchlosťou? Nie je to jednoduchý lineárny vzťah. Všeobecne platí, že so zvyšovaním rýchlosti krokového motora sa krútiaci moment, ktorý môže produkovať, znižuje. Je to kvôli niekoľkým rôznym faktorom.
Po prvé, je tu elektrická časová konštanta motora. Vinutia v krokovom motore majú indukčnosť, čo znamená, že keď ich zmeníte prúd, ktorý cez ne preteká, dôjde k oneskoreniu, kým magnetické pole v motore plne reaguje. Pri nízkych rýchlostiach to nie je veľká vec, pretože elektrické signály od vodiča majú dosť času na to, aby sa magnetické pole mohlo hromadiť a generovať krútiaci moment. Ale ako sa rýchlosť zvyšuje, čas medzi elektrickými impulzmi sa skracuje a magnetické pole nemá dostatok času na dosiahnutie plnej sily. To má za následok zníženie krútiaceho momentu.
Ďalším faktorom je chrbát EMF (elektromotívna sila). Keď sa motor otáča, magnetické pole vo vinutí prechádza cez vodiče a vytvára napätie, ktoré je proti aplikovanému napätiu od vodiča. Tento chrbát EMF sa zvyšuje s rýchlosťou. Keď sa chrbát EMF posilní, znižuje efektívne napätie cez vinutie motora, čo zase znižuje prúd, ktorý cez ne prechádza. Pretože krútiaci moment je úmerný prúdu v krokovom motore, zníženie prúdu znamená zníženie krútiaceho momentu.
Pozrime sa bližšie na krivku krútiaceho momentu - rýchlostného motora. Krivka má zvyčajne tri oblasti: oblasť držania krútiaceho krútiaceho momentu, ťah - v momentovej oblasti a oblasť momentu vytiahnutia.
Držiaci krútiaci moment je maximálny krútiaci moment, ktorý môže motor vyrábať, keď je stacionárny a pod napätím. Toto je najvyššia hodnota krútiaceho momentu pre motor. V oblasti držania krútiaceho momentu je motor v podstate len sedí a čaká na posun príkazu. Keď začnete zvyšovať rýchlosť, vstúpite do ťahu - v momente. Pull - v krútiacom momente je maximálny krútiaci moment, pri ktorom môže motor spustiť a zastaviť bez straty krokov. V tejto oblasti môže motor hladko zrýchliť a spomaliť, ale keď sa rýchlosť neustále zvyšuje, ťah - v krútiaci moment klesá.
Akonáhle prejdete za ťahom - v oblasti krútiaceho momentu, vstúpite do oblasti momentu Pull - Out. Moment vytiahnutia je maximálny krútiaci moment, ktorý môže motor vyrábať pri konštantnej rýchlosti bez straty krokov. Tento krútiaci moment tiež klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou. Ak sa pokúsite naložiť motor s krútiacim momentom väčším ako ťahom - krútiaci moment pri danej rýchlosti, motor začne strácať kroky, čo môže viesť k nepresnému umiestneniu.
Teraz majú rôzne typy krokových motorov rôzne charakteristiky krútiaceho momentu - rýchlosť. Napríklad a2 fázový krokový motorje jedným z najbežnejších typov. Zvyčajne má relatívne jednoduchú konštrukciu a je náklady - efektívne. Jeho krivka krútiaceho momentu - rýchlosť však nemusí byť taká plochá ako niektoré iné typy motorov, čo znamená, že krútiaci moment rýchlejšie klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou.
Na druhej strane, a3 fázový krokový motorMôže ponúknuť lepší výkon, pokiaľ ide o krútiaci moment pri vyšších rýchlostiach. Dodatočná fáza umožňuje komplexnejší vzor magnetického poľa, ktorý môže pomôcť udržať krútiaci moment so zvyšovaním rýchlosti.
Vodič tiež zohráva veľkú úlohu v tom, ako sa moment mení s rýchlosťou. Vysoká kvalitaVodič Stepper BusMôže kompenzovať niektoré z účinkov, ktoré spôsobujú zníženie krútiaceho momentu pri vysokých rýchlostiach. Niektoré ovládače napríklad používajú pokročilé riadiace algoritmy na nastavenie prúdu a napätia dodávaného motoru na základe rýchlosti. To môže pomôcť udržať magnetické pole v motore bližšie k jeho optimálnej pevnosti, čo vedie k lepšiemu výkonu krútiaceho momentu v širšom rozsahu rýchlosti.
Prečo na tom záleží? Ak v aplikácii používate krokový systém, pochopte, ako sa mení krútiaci moment s rýchlosťou pre správny návrh systému. Napríklad, ak budujete 3D tlačiareň, musíte sa uistiť, že motorové motory môžu poskytnúť dostatočný krútiaci moment pri požadovaných rýchlostiach na presné presun tlačovej hlavy a platformy zostavenia. Ak si vyberiete motor, ktorý nemá dostatočný krútiaci moment pri prevádzkovej rýchlosti, skončíte s tlačiarňou, ktorá vytvára nízku kvalitu výtlačkov alebo dokonca nefunguje správne.
Podobne v stroji CNC sú krokové motory zodpovedné za presúvanie nástrojov na rezanie s vysokou presnosťou. Ak krútiaci moment príliš klesne pri prevádzkovej rýchlosti, stroj nemusí byť schopný presne rezať materiály, čo vedie k zbytočným materiálom a kvalitným kvalitným výrobkom.
Ako dodávateľ Stepper Systems vždy odporúčam, aby zákazníci pri výbere motora a vodiča starostlivo zvážili požiadavky na aplikáciu. Pozrite sa na potrebný rozsah rýchlosti, krútiaci moment záťaže a požiadavky na presnosť. Ak si nie ste istí, neváhajte nás osloviť. Máme tím odborníkov, ktorí vám môžu pomôcť vybrať ten správny krokový systém pre váš projekt.
Či už pracujete na malom projekte pre domácich majstrov alebo na rozsiahlej priemyselnej aplikácii, získanie momentu - rýchlostný vzťah je nevyhnutný pre úspech vášho krokového systému. Ponúkame širokú škálu2 fázový krokový motor,3 fázový krokový motoraVodič Stepper Busna uspokojenie rôznych potrieb.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich nevlastných systémoch alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa krútiaceho momentu - charakteristiky rýchlosti, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme vám pomohli urobiť najlepšiu voľbu pre váš projekt.
Referencie:
- „Kroková príručka pre motor“ od Walter Jy Wong
- „Základy riadenia pohybu“ publikované Medzinárodnou spoločnosťou automatizácie