Введение в шаговые двигатели

А шаговый двигатель Это бесщёточный синхронный электродвигатель, предназначенный для деления полного оборота на большое количество равных шагов. строительство обычно включает в себя:Статор: Оснащен несколькими электромагнитными катушками, расположенными по фазам.Ротор: Либо постоянный магнит, либо конструкция с переменным магнитным сопротивлением и мелкозубчатыми полюсами.Схема управления (контроллер): Посылает синхронизированные импульсы на катушки статора, создавая вращающееся магнитное поле.

Каждый входящий импульс поворачивает вал на фиксированный шаговый угол (обычно 1,8° или 0,9°). Управляя числом и частотой этих импульсов, шаговые двигатели достигают точный контроль положения и скорости без необходимости использования датчиков обратной связи в системах с открытым контуром.

Основные преимущества:Точность: Идеально подходит для применений, требующих повторяющихся движений.Простое управление: Положение и скорость прямо пропорциональны входным импульсам;Надежность: Нет щеток = меньше износа и обслуживания.

Типичные области применения: 3D-принтеры, Станки с ЧПУ, Робототехника, Еда Упаковочные машины и этикетировочные машины .И т. д

Короче говоря, шаговые двигатели – это основа современной автоматизации, предлагая экономически эффективный баланс между точность, долговечность и простота управления.

stepper motor specifications

Для чего используется шаговый двигатель?

А шаговый двигатель Бесщёточный двигатель постоянного тока преобразует цифровые импульсные сигналы в точное механическое угловое перемещение. Каждый входной импульс поворачивает вал на фиксированный угол, называемый «шагом». Такое пошаговое движение обеспечивает превосходную точность. точность позиционирования, контроль скорости и повторяемость.

Распространенные применения:

  • Упаковочная машина: Машины для упаковки продуктов питания, Мультиголовочный весовой дозатор, Конвейеры
  • 3D-принтеры: Точное управление перемещением печатающей головки и платформы.
  • Станки с ЧПУ: Приводные инструменты для точной резки и резьбы.
  • Робототехника: Достижение точного вращения суставов.
  • Медицинские машины: Обеспечьте точное позиционирование образцов в анализаторах и сканерах.
Применение шагового двигателя
Принцип работы шагового двигателя.

Принцип работы шагового двигателя

Принцип действия шагового двигателя основан на электромагнетизм и пошаговое управлениеКаждый раз при получении входного импульсного сигнала двигатель поворачивается на фиксированный угол (известный как «угол шага»).

  1. Электромагнитное возбуждение: Контроллер подает питание на один набор катушек статора, создавая магнитное поле.
  2. Выравнивание ротора: Ротор (зубчатый постоянный магнит) выравнивается с находящимися под напряжением зубцами статора.
  3. Последовательное переключение: Контроллер отключает текущую катушку, а затем включает следующую, смещая поле статора.
  4. Пошаговое движение: Ротор движется шаг за шагом, следуя за вращающимся магнитным полем.
  • Частота пульса = Скорость
  • Количество импульсов = Положение

Это делает управление скоростью шагового двигателя и управление положением простое, высокоповторяемое и точное.

Типы шаговых двигателей

1. Стандартные двухфазные / трехфазные / пятифазные шаговые двигатели
  • Описание: Основа нашей линейки продуктов. Больше фаз = более плавная работа.
  • Лучше всего подходит для:  Автоматические пищевые машины, станки с ЧПУ, текстильное и упаковочное оборудование.
2. Шаговый двигатель с замкнутым контуром и контроллером
  • Описание: Оснащен высокоточным энкодером для получения обратной связи в реальном времени. Исключает потерю шагов, сохраняя при этом преимущества шаговых двигателей по стоимости.
  • Лучше всего подходит для: Приложения, требующие абсолютной надежности и нулевой терпимости к пропущенным шагам.
3. Интегрированные шаговые двигатели (двигатель + контроллер)
  • Описание: Объединяет шаговый двигатель и драйвер в одном компактном устройстве. Упрощает подключение, снижает электромагнитные помехи и экономит место.
  • Лучше всего подходит для: Распределенные системы управления и компактные конструкции оборудования.
4. Шаговые двигатели специального назначения (полый вал / с тормозом)
  • Полый вал: Позволяет прокладывать кабели через двигатель, упрощая компоновку.
  • С тормозом: Обеспечивает безопасность при вертикальном движении или в условиях отключения питания.
  • Лучше всего подходит для: Робототехника, лифты и уникальные задачи автоматизации.
типы шаговых двигателей
Шаговый двигатель против серводвигателя

Шаговый двигатель против серводвигателя

Один из наиболее частых вопросов по управлению движением: В чем разница между серводвигателем и шаговым двигателем?

Особенность Шаговый двигатель Серводвигатель
Метод контроля По умолчанию — разомкнутый контур; также может быть замкнутым с энкодером Всегда замкнутый контур с обратной связью от энкодера
Расходы Более низкая стоимость, простая система Более высокая стоимость, сложная система
Производительность на низкой скорости Высокий крутящий момент на низкой скорости может привести к вибрации Очень плавный и стабильный на низкой скорости
Высокая скорость работы Крутящий момент падает на более высоких скоростях Сохраняет номинальный крутящий момент даже на высокой скорости
Перегрузочная способность Не переносит перегрузок — возможны пропуски шагов Высокая перегрузочная способность (крутящий момент до 3-кратного номинального)
Ответ Быстрый старт/остановка Более быстрый динамический отклик
Наилучшее использование Точное позиционирование, постоянная скорость, чувствительность к затратам Высокодинамичное движение, большая нагрузка, задачи с большим крутящим моментом

Заключение:

  • Выберите шаговый двигатель для точное позиционирование и экономическая эффективность.

  • Выберите серводвигатель для высокоскоростные, высококрутящие или подверженные перегрузкам среды.

Основные технические характеристики

Параметр Описание Почему это важно
Размер рамы Размеры фланца двигателя Определяет совместимость с установкой: большие размеры = больший крутящий момент
Удерживающий крутящий момент Статическая удерживающая сила Обеспечивает устойчивость груза
Угол шага Угловое перемещение за шаг Меньший угол = более высокая точность
Фазный ток Ток согласования драйвера Удары крутящего момента и нагревания
Длина тела Размер корпуса двигателя Более длинный корпус = больший крутящий момент при том же размере рамы
Фазы 2, 3 или 5 Больше фаз = более плавная работа
Шаговые двигатели
Структура шаговых двигателей

Внутренняя структура шаговых двигателей

The точное движение шаговых двигателей исходит от их прочная механическая и электромагнитная конструкцияКаждый высококачественный шаговый двигатель изготовлен с кропотливым мастерством и предназначен для преобразования цифровых импульсов в надежное физическое движение. Типичный гибридный шаговый двигатель состоит из трех основных ассамблей, работающих согласованно:

 Ротор (вращающийся сердечник):
  • Постоянный магнит: Обеспечивает базовое магнитное поле, необходимое для создания крутящего момента.
  • Сердечник ротора: Ламинированные листы кремнистой стали с микрозубцами, обработанными методом точной механической обработки. Эти зубцы взаимодействуют с полем статора, создавая шаговое движение.
  • Вал: Передает вращательное движение внешней нагрузке.
  • Шариковые подшипники: Устанавливается на обоих концах вала, обеспечивая плавное вращение с малым трением даже на высокой скорости.
Статор (неподвижная часть):
  • Сердечник статора: Изготовлен из ламинированной кремнистой стали, имеет несколько больших столбов по всей внутренней стенке.
  • Обмотки (катушки): Вокруг каждого полюса намотаны провода из высокочистой меди. Последовательная подача напряжения на эти обмотки создаёт вращающееся магнитное поле, которое пошагово приводит в движение ротор.
Торцевые заглушки (корпус):
  • Передние и задние заглушки: Обычно они изготавливаются из высокопрочного алюминиевого сплава или стали, точно охватывают ротор и статор, удерживая подшипники на месте.
  • Передняя торцевая крышка (монтажный фланец): Определяет стандартный размер рамы двигателя.

Шаговый двигатель

Электрические характеристики Механические характеристики
Точность угла шага ±5% Электрическая прочность диэлектрика 500 В переменного тока, 1 минута
Температура окружающей среды -20℃ ~ +50℃ (не замерзает) Сопротивление изоляции 100 МОм мин. при 500 В постоянного тока
Другие характеристики Радиальная игра 0,02 мм макс. (нагрузка 500 г)
Макс. допустимая температура 80℃ Осевой люфт 0,08 мм макс. (нагрузка 500 г)
Класс изоляции Класс Б

Объяснение терминов:

  • Точность угла шага: Допуск на угол шага двигателя (например, 1,8° ±5%).
  • Макс. допустимая температура: Максимальная безопасная температура корпуса двигателя во время работы.
  • Температура окружающей среды: Допустимый диапазон температуры окружающего воздуха, в котором работает двигатель.
  • Класс изоляции: Классификация (распространён класс B), определяющая теплостойкость системы изоляции двигателя.
  • Диэлектрическая прочность (испытание высоким напряжением): Способность изоляции выдерживать высокий потенциал напряжения между обмотками и корпусом двигателя без разрушения.
  • Сопротивление изоляции: Мера сопротивления изоляции между обмотками и корпусом двигателя.
  • Радиальный люфт: Максимально допустимое перемещение (люфт) вала при приложении силы, перпендикулярной оси вала.
  • Осевой люфт: Максимально допустимое перемещение (люфт) вала при приложении силы вдоль оси вала.

Шаговые двигатели вращаются со скоростью пропорционально частоте входных импульсов. Для плавного ускорения и замедления вам понадобится контроллер с возможностью точной регулировки частоты импульсов.

Наши водители поддерживают микрошаг до 256 подразделов, что обеспечивает сверхплавное движение даже на очень низких скоростях.

Правильный проводка имеет решающее значение для производительности.

  • Биполярная проводка (4 провода): Обеспечивает более высокий крутящий момент, требует более сложных драйверов.

  • Униполярная проводка (5 или 6 проводов): Проще в управлении, немного менее эффективен по крутящему моменту.

Мы предоставляем понятные схемы электропроводки и техническая поддержка для обеспечения бесперебойной интеграции.Проводка шагового двигателя

Готовы ли вы реализовать свой следующий проект?

Наша команда инженеров готова оказать поддержку вашему проекту от выбора двигателя до полной интеграции.

📞 Техническая горячая линия: +0086-13536680274
📧 Электронная почта: info@fill-package.com
💬 Онлайн-форма: https://fill-package.com/contact-us/

Давайте принесем точное и мощное движение в вашу систему.

.

Нужен ли шаговым двигателям переменный или постоянный ток?

Шаговые двигатели Устройства с питанием от постоянного тока. Они не могут работать напрямую от источника постоянного тока, а требуют контроллер/драйвер шагового двигателя, который преобразует входные импульсы в точные последовательности возбуждения катушек.

Большинство систем работают на основе регулируемый источник постоянного тока, как правило 24 В - 48 В, хотя промышленные модели могут поддерживать более широкие диапазоны.

В чём разница между шаговым двигателем и серводвигателем? Как выбрать?

Это наиболее распространенный вопрос при отборе.

  • Метод контроля: Шаговые двигатели обычно работают в управление с разомкнутым контуром (без обратной связи), что упрощает и удешевляет систему. Серводвигатели должны быть замкнутый контур с обратной связью от энкодера, что делает их более сложными и дорогими.

  • Производительность: Шаговые двигатели обеспечивают высокий крутящий момент на низких скоростях, но крутящий момент падает на более высоких скоростях, и они не могут справиться с перегрузкой. Серводвигатели поддерживают стабильный крутящий момент во всем диапазоне скоростей и обладают высокой перегрузочной способностью.

  • Приложение: Выберите шаговый двигатель если ваше приложение требует Экономически эффективное, точное позиционирование со стабильными грузами. Выберите серводвигатель если ваш проект требует очень высокая динамическая реакция, скорость или управление крутящим моментом.

  • Наше решение: Наш серия шаговых двигателей с замкнутым контуром сочетает в себе преимущества обоих вариантов — надежность, сравнимую с надежностью сервопривода, при значительно меньших затратах.

 

Что такое «удерживающий момент»? Всегда ли лучше, когда он выше?

Удерживающий момент — это максимальный крутящий момент, который двигатель может обеспечить, когда он под напряжением, но не вращается. ключевой показатель эффективности от того, какую «силу» может выдержать двигатель.

  • Больший удерживающий момент лучше, но только в разумных пределах.
  • Завышение крутящего момента приведет к увеличению стоимость, размер и энергопотребление без необходимости.
  • Лучший способ — рассчитать максимальный крутящий момент, необходимый для вашего применения, и выбрать двигатель с Запас прочности 30–50%.
В чем разница между шаговыми системами с открытым и закрытым контуром?
  • Открытый контур: Контроллер только посылает импульсные команды, не проверяя, достиг ли двигатель заданного положения. Простой и экономичный, подходит для большинства базовых применений.
  • Замкнутый цикл: Двигатель имеет кодер Это обеспечивает обратную связь в режиме реального времени. Водитель сравнивает заданное положение с фактическим, немедленно исправляя любые ошибки. Это значительно улучшает точность и надежность, особенно при больших нагрузках
В чем разница между двухфазными, трехфазными и пятифазными шаговыми двигателями?

 

  • Двухфазный: Самый распространённый и экономичный, подходит для общей автоматизации.
  • Трехфазный: Обеспечивает более плавное движение и меньшую вибрацию по сравнению с двухфазным.
  • Пятифазный: Обеспечивает самая плавная и тихая работа, с пониженным резонансом, идеально подходит для высокоточных применений.
Как управлять скоростью, направлением и углом шагового двигателя?
  • Скорость: Определяется частотой импульсов (количество импульсов в секунду). Чем выше частота, тем выше скорость.
  • Направление: Управляется линией сигнала направления (контакт DIR, высокий/низкий уровень).
  • Угол: Определяется общим числом импульсов. Больше импульсов = больше угол поворота.
Что такое «микрошаг» и почему он полезен?

Микрошаговый метод представляет собой технологию привода, при которой полный шаг двигателя (например, 1,8°) делится на множество меньших шагов.

  • Более высокое разрешение: Обеспечивает гораздо более точное позиционирование.

  • Более плавное движение: Снижает вибрацию и шум на низких скоростях.
    Наши водители поддерживают до 256 микрошагов на шаг для сверхплавной работы.

Нужен ли мне драйвер/контроллер для шагового двигателя?

Да-наличие водителя обязательноШаговый двигатель не может работать при прямом подключении к источнику постоянного тока. Драйвер преобразует управляющие сигналы (импульсы и направление) в правильные сигналы синхронизации и тока для обмоток двигателя.

Почему мой шаговый двигатель нагревается? Это нормально?

Да, нагрев — это нормально. Шаговые двигатели продолжают потреблять ток даже в состоянии покоя, поддерживая удерживающий момент.

  • Безопасная эксплуатация возможна до температура поверхности 80°C.

  • Чрезмерное тепло может указывать на настройки перегрузки по току на водителе.

  • Наш замкнутые и интегрированные шаговые двигатели включать интеллектуальное управление током, уменьшая ненужный нагрев и повышая эффективность.

Почему мой шаговый двигатель пропускает шаги или останавливается?

Потеря шага происходит, когда двигатель не может реагировать на входные команды. Наиболее распространённые причины:

  • Крутящий момент нагрузки превышает мощность двигателя.
  • Слишком агрессивные настройки скорости ускорения/замедления.
  • Слишком низкий ток драйвера.
  • Механическое заклинивание в системе трансмиссии.
  • Слишком низкое напряжение питания, особенно на высокой скорости.
Требуют ли шаговые двигатели регулярного обслуживания?

Одним из главных преимуществ шаговых двигателей является низкие эксплуатационные расходы:

  • Нет щеток → минимальный износ.
  • Просто убедитесь, чистые поверхности и хорошая вентиляция.
  • Регулярно проверяйте проводку и разъемы.
  • Следите за подшипниками на предмет необычного шума после длительного использования.
  • Избегайте агрессивных и экстремальных сред.
Отправьте свой запрос сегодня
Быстрая расценка
ru_RURussian
Прокрутить наверх