El motor pas a pas també es coneix com a motor de pols o motor de pas. Avança un angle determinat cada vegada que es canvia l'estat d'excitació segons el senyal de pols d'entrada, i es manté en una posició fixa quan l'estat d'excitació roman inalterat. Així, el motor esglaonat pot convertir el senyal de pols d'entrada en el desplaçament angular corresponent per a la sortida. Controlant el nombre de polsos d'entrada, es pot determinar amb precisió el desplaçament angular de la sortida per aconseguir la funció de posicionament; i controlant la freqüència dels polsos d'entrada, es pot controlar amb precisió la velocitat angular de la sortida per aconseguir el propòsit de regulació de la velocitat. Per tant, els motors pas a pas es poden considerar quan es requereix un posicionament precís o un control de velocitat.
1.1 Classificació dels motors pas a pas
Hi ha tres tipus de motors pas a pas: reactius (tipus VR), permanents (tipus PM) i híbrids (tipus HB).
El pas de l'imant permanent és generalment bifàsic, el parell i el volum són petits i l'angle de pas és generalment de 7,5 ° o 15 °, que s'utilitza principalment en productes de consum de baix cost.
El pas reactiu és generalment trifàsic, que pot aconseguir una gran sortida de parell. L'angle de pas és generalment d'1,5°, però el soroll i les vibracions són molt grans. Ha estat eliminat en països desenvolupats com Europa i els Estats Units en la dècada de 1980.
El pas híbrid es refereix a barrejar els avantatges de l'imant permanent i el reactiu. Es divideix en dues fases, trifàsiques i cinc fases. L'angle de pas bifàsic és generalment d'1,8 °, i l'angle de pas trifàsic és de 0,9 °. L'angle de pas de cinc fases és generalment de 0,72°. El motor pas a pas híbrid combina els avantatges dels dos primers tipus de motors pas a pas. Actualment, els motors esglaonats utilitzats en la indústria de fabricació d'equips domèstics són bàsicament motors pas a pas híbrids.
Per tant, els motors pas a pas que es descriuen a continuació es coneixen com a "motors pas a pas híbrids".
1.2 Estructura del motor pas a pas
El motor esglaonat consisteix en un rotor (nucli del rotor, imant permanent, eix giratori, rodament de boles), un estator (bobinatge, nucli de l'estator), cobertes davanteres i posteriors, etc. El motor esglaonat híbrid bifàsic més típic té 8 dents grans, 40 dents petites a l'estator i 50 dents petites al rotor; l'estator del motor trifàsic té 9 dents grans, 45 dents petites i el rotor té 50 dents petites. dent.
Figura 1 Diagrama esquemàtic de la composició del motor pas a pas
1.3 Principi de control del motor pas a pas
El motor pas a pas no es pot connectar directament a la font d'alimentació per funcionar, ni pot rebre directament senyals de polsos elèctrics. Ha d'interactuar amb la font d'alimentació i el controlador a través d'una interfície especial: el controlador del motor pas a pas. El controlador del motor pas a pas (vegeu figura 2) es compon generalment d'un distribuïdor d'anells i un circuit d'amplificador de potència. El distribuïdor d'anells rep senyals de control del controlador. Cada vegada que es rep un senyal de pols, la sortida del distribuïdor de l'anell es convertirà una vegada, de manera que la presència o absència del senyal de pols i la freqüència poden determinar la velocitat del motor de pas, l'acceleració o desacceleració, l'arrencada o l'aturada. El distribuïdor d'anells també ha de supervisar el senyal de direcció del controlador per determinar si la transició del seu estat de sortida és seqüència positiva o seqüència inversa, determinant així la direcció del motor pas a pas.
Figura 2 Esquema de control del motor pas a pas
2 Paràmetres principals del motor pas a pas
2.1 El número de fotograma inclou principalment 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, etc.
2.2 Nombre de fases El nombre de bobines a l'interior del motor pas a pas. El nombre de fases del motor pas a pas generalment inclou dues fases, tres fases i cinc fases. El motor de pas utilitzat a la Xina és principalment bifàsic i també s'utilitza trifàsic en algunes aplicacions. Al Japó, els motors esglaonats de cinc fases s'utilitzen més.
2.3 Angle de pas Corresponent a l'entrada d'un senyal de pols, el desplaçament angular del rotor del motor. La fórmula per calcular l'angle de pas del motor pas a pas és la següent:
A la fórmula: - l'angle de pas del motor de pas; m - el nombre de fases del motor de pas; - el nombre de dents del rotor del motor esglaonat.
Segons la fórmula de càlcul anterior, els angles de pas dels motors de pas bifàsics, trifàsics i cincfàsics són d'1,80, 1,20 i 0,72° respectivament.
2.4 El parell de retenció (parell estàtic) es refereix al parell en què l'estator bloqueja el rotor quan el bobinatge de l'estator del motor es subministra amb corrent nominal, però el rotor no gira. El parell de retenció és el paràmetre més important del motor pas a pas i és la base principal per a la selecció del motor.
2.5 Parell detent Es refereix al parell necessari per girar el rotor amb força externa quan el motor no té corrent. Aquest parell és un dels indicadors de rendiment del motor. Com que altres paràmetres són els mateixos, com més petit és el parell detent, més petit és l'"efecte cogging", que és més beneficiós per a l'estabilitat del motor a baixa velocitat.
2.6 Característica de freqüència de parell es refereix principalment a la característica de freqüència de parell d'extracció, el parell màxim que pot suportar el motor sense perdre pas quan el motor funciona de manera estable a una velocitat determinada. La corba de parell-freqüència s'utilitza per descriure la relació entre el parell màxim i la velocitat (freqüència) sense pèrdua de pas. La corba de freqüència de parell és un paràmetre important del motor pas a pas i és una de les bases principals per a la selecció del motor. Corba característica moment-freqüència (vegeu figura 3).
Figura 3 Corba de parell-freqüència del motor pas a pas
2.7 Corrent nominal El valor rms del corrent de bobinatge del motor necessari per mantenir el parell nominal.
Figura 4 Taula de paràmetres del motor pas a pas (extret del catàleg general de productes de pas intel·ligent Leisai 2021-2022)
3 Passos de selecció del motor pas a pas
La velocitat del motor pas a pas utilitzat en aplicacions industrials és tan alta com 600 ~ 1500, i com més gran sigui la velocitat, es pot considerar la unitat del motor pas a pas de bucle tancat o l'esquema de tracció servo és més adequat. Passos de selecció del motor pas a pas (vegeu figura 5).
Figura 5 Passos de selecció del motor pas a pas
3.1 Selecció de l'angle de pas
Com s'ha esmentat a 1.1, segons el nombre de fases motores, hi ha tres angles de pas: 1,80 (bifàsic), 1,20 (trifàsic) i 0,72 ° (trifàsic). Per descomptat, la precisió de l'angle de pas de cinc fases és la més alta, però el seu motor i el seu conductor són cars, de manera que poques vegades s'utilitza a la Xina. A més, els actuals controladors pas a pas principals utilitzen tecnologia d'accionament de subdivisió. Per sota de 8 subdivisions, encara es pot garantir la precisió de l'angle de pas de subdivisió, de manera que si teniu en compte l'índex de precisió de l'angle de pas sol, el pas de cinc fases El motor es pot substituir per un motor pas a pas bifàsic o trifàsic.
Per exemple, en una aplicació de càrrega de cargol de plom amb un plom de 5 mm, si s'utilitza un motor pas a pas bifàsic i el controlador s'estableix en 8 subdivisions, el nombre de polsos per revolució del motor és de 200×8 = 1600 i l'equivalent de polsos és de 5 ÷1 600 = 0 .00313 mm = 3 .13 , aquesta precisió pot satisfer la majoria dels requisits d'aplicació.
3.2 Selecció del parell estàtic (parell de subjecció)
Els mecanismes de transmissió de càrrega d'ús comú inclouen corretges síncrones, varetes de cargol, bastidors i pinyons, etc. En primer lloc, calculeu la càrrega de la màquina (principalment el parell d'acceleració més el parell de fricció) i convertiu-lo al parell de càrrega requerit a l'eix del motor. A continuació, segons la velocitat màxima de funcionament requerida pel motor, es selecciona un motor pas a pas amb un parell de subjecció adequat per als dos casos d'ús diferents següents:
(1) Per a l'aplicació de la velocitat del motor requerida per sota de 300: si la càrrega de la màquina es converteix en el parell de càrrega requerit a l'eix del motor, el parell de càrrega es multiplica per un factor de seguretat SF (generalment 1.5 ~ 2.0), és a dir, el parell de retenció necessari del motor pas a pas.
(2) Per a aplicacions en què la velocitat del motor requerida sigui superior a 300: establiu la velocitat màxima, si la càrrega de la màquina es converteix al parell de càrrega requerit a l'eix del motor, el parell de càrrega es multiplica pel factor de seguretat SF (generalment 2.5 ~ 3.5 ) per obtenir el parell de retenció. En referència a la figura 6, inicialment se selecciona un model adequat. A continuació, comproveu i compareu la corba de freqüència de parell: a la corba de freqüència de parell, utilitzeu la velocitat màxima necessària per trobar que el parell màxim fora de pas corresponent a la velocitat màxima és del 20% o més. En cas contrari, cal tornar a seleccionar un motor amb un parell de retenció més gran i tornar a comprovar i comparar segons la corba de freqüència de parell del motor recentment seleccionat.
3.3 Selecció de la mida del bastidor del motor
Com més gran sigui el bastidor del motor, més gran serà el seu parell de retenció. Mides de bastidor comunes i rangs de parell de subjecció de motors pas a pas (vegeu figura 6).
Figura 6 Mides de bastidor comunes dels motors pas a pas i els seus parells de subjecció
Segons el parell de retenció calculat al pas (2), seleccioneu la mida de bastidor adequada i les especificacions específiques del motor corresponent de la figura 4.
3.4 Seleccioneu el controlador pas a pas que coincideixi segons el corrent nominal
Per exemple, si el corrent nominal d'un motor 57CM23 és de 5A, el corrent màxim permès del conductor que trieu ha de ser superior a 5A (tingueu en compte que és el valor RMS en lloc del valor màxim), en cas contrari, si trieu un controlador amb un corrent màxim de només 3A, el parell màxim de sortida del motor només pot ser del 60%!
