Hibridni koračni motor

Uređivanje proizvoda
Originalni model koračnog motora nastao je kasnih 1930-ih od 1830. do 1860. godine. Sa razvojem materijala permanentnih magneta i poluvodičke tehnologije, koračni motor se brzo razvio i sazrio.Krajem 1960-ih Kina je počela istraživati ​​i proizvoditi koračne motore.Od tada do kasnih 1960-ih, to je uglavnom bio mali broj proizvoda koje su razvili univerziteti i istraživački instituti za proučavanje nekih uređaja.Tek početkom 1970-ih došlo je do pomaka u proizvodnji i istraživanju.Od sredine 70-ih do sredine 1980-ih ušao je u razvojnu fazu i kontinuirano su se razvijali različiti proizvodi visokih performansi.Od sredine 1980-ih, zbog razvoja i razvoja hibridnih koračnih motora, tehnologija kineskih hibridnih koračnih motora, uključujući tehnologiju karoserije i pogonsku tehnologiju, postepeno se približila nivou stranih industrija.Različiti hibridni koračni motori Primjena proizvoda za njegove drajvere je u porastu.
Kao aktuator, koračni motor je jedan od ključnih proizvoda mehatronike i naširoko se koristi u raznim automatizacijskim uređajima.Koračni motor je upravljački element otvorene petlje koji pretvara električne impulsne signale u kutni ili linearni pomak.Kada koračni drajver primi impulsni signal, on pokreće koračni motor da rotira fiksni ugao (tj. ugao koraka) u zadatom pravcu.Ugaoni pomak se može kontrolisati kontrolom broja impulsa, kako bi se postigla svrha preciznog pozicioniranja.Hibridni koračni motor je koračni motor dizajniran kombinacijom prednosti permanentnog magneta i reaktivnog.Podijeljen je u dvije faze, tri faze i pet faza.Ugao dvofaznog koraka je uglavnom 1,8 stepeni.Ugao trofaznog koraka je uglavnom 1,2 stepena.

Kako radi
Struktura hibridnog koračnog motora se razlikuje od strukture reaktivnog koračnog motora.Stator i rotor hibridnog koračnog motora su integrirani, dok su stator i rotor hibridnog koračnog motora podijeljeni u dva dijela kao što je prikazano na slici ispod.Mali zubi su takođe raspoređeni po površini.
Dva utora statora su dobro pozicionirana, a namoti su raspoređeni na njima.Gore su prikazani dvofazni 4-parni motori, od kojih su 1, 3, 5 i 7 magnetni polovi namotaja A faze, a 2, 4, 6 i 8 magnetni polovi B faze.Susedni magnetni polovi namotaja svake faze su namotani u suprotnim smerovima da bi se dobio zatvoreni magnetni krug kao što je prikazano u smerovima x i y na gornjoj slici.
Situacija faze B je slična onoj u fazi A. Dva proreza rotora su poređana za polovinu koraka (vidi sliku 5.1.5), a sredina je povezana prstenastim permanentnim magnetnim čelikom.Zubi dva dijela rotora imaju suprotne magnetne polove.Prema istom principu reaktivnog motora, sve dok je motor pod naponom reda ABABA ili ABABA, koračni motor se može kontinuirano okretati u smjeru suprotnom od kazaljke na satu ili u smjeru kazaljke na satu.
Očigledno je da svi zupci na istom segmentu lopatica rotora imaju isti polaritet, dok su polariteti dva segmenta rotora različitih segmenata suprotni.Najveća razlika između hibridnog koračnog motora i reaktivnog koračnog motora je u tome što kada se magnetizirani permanentni magnetni materijal demagnetizira, doći će do oscilacijske točke i zone iskoračenja.
Rotor hibridnog koračnog motora je magnetski, tako da je obrtni moment koji se stvara pod istom strujom statora veći od onog kod reaktivnog koračnog motora, a njegov ugao koraka je obično mali.Stoga, ekonomični CNC alatni strojevi općenito zahtijevaju hibridni koračni motor.Međutim, hibridni rotor ima složeniju strukturu i veliku inerciju rotora, a njegova brzina je manja od brzine reaktivnog koračnog motora.

Uređivanje strukture i pogona
Postoji mnogo domaćih proizvođača koračnih motora, a principi njihovog rada su isti.U nastavku se uzima domaći dvofazni hibridni koračni motor 42B Y G2 50C i njegov drajver SH20403 kao primjer za predstavljanje strukture i metode vožnje hibridnog koračnog motora.[2]
Struktura dvofaznog hibridnog koračnog motora
U industrijskom upravljanju može se koristiti struktura sa malim zupcima na polovima statora i velikim brojem zubaca rotora kao što je prikazano na slici 1, a njen ugao koraka može biti vrlo mali.Slika 1 dva

Strukturni dijagram faznog hibridnog koračnog motora i dijagram ožičenja namotaja koračnog motora na slici 2, dvofazni namotaji A i B su fazno razdvojeni u radijalnom smjeru, a ima 8 isturenih magnetnih polova duž obim statora.7 magnetnih polova pripada A-faznom namotu, a 2, 4, 6 i 8 magnetnih polova B-faznom namotu.Na svakoj polnoj površini statora nalazi se 5 zubaca, a na tijelu pola su kontrolni namoti.Rotor se sastoji od magnetnog čelika u obliku prstena i dva dijela željeznih jezgara.Magnetski čelik u obliku prstena magnetiziran je u aksijalnom smjeru rotora.Na dva kraja magnetnog čelika postavljena su dva dijela željeznih jezgara, tako da je rotor podijeljen na dva magnetna pola u aksijalnom smjeru.50 zubaca je ravnomerno raspoređeno na jezgru rotora.Mali zupci na dva dijela jezgra su raspoređeni po pola visine.Korak i širina fiksnog rotora su isti.

Radni proces dvofaznog hibridnog koračnog motora
Kada dvofazni kontrolni namotaji cirkulišu električnu energiju u redosledu, samo jedan fazni namotaj se napaja po otkucaju, a četiri otkucaja čine ciklus.Kada struja prođe kroz kontrolni namotaj, stvara se magnetomotorna sila, koja stupa u interakciju s magnetomotornom silom koju stvara permanentni magnetski čelik kako bi se stvorio elektromagnetski moment i uzrokovao postupno kretanje rotora.Kada je A-fazni namotaj pod naponom, S magnetni pol generiran namotajem na rotoru N krajnji pol 1 privlači N pol rotora, tako da je magnetni pol 1 zub na zub, a linije magnetskog polja su usmjerene od N pola rotora do zupčaste površine magnetnog pola 1, a magnetnog pola 5 Zub do zuba, magnetni polovi 3 i 7 su zup za žlijeb, kao što je prikazano na slici 4.
图 A-faza pod naponom rotor N ekstremni dijagram balansa rotora statora.Budući da su mali zupci na dva dijela jezgre rotora pomaknuti za polovicu koraka, na S polu rotora, magnetno polje S pola koje stvaraju magnetni polovi 1 'i 5' odbija S pol rotora, koji je tačno od zuba do utora sa rotorom, a pol 3 ' I površina 7′zuba stvara N-polno magnetno polje, koje privlači S-pol rotora, tako da su zupci okrenuti prema zubima.Dijagram balansa N-pola i S-pola rotora kada je namotaj A faze pod naponom prikazan je na slici 3.

Budući da rotor ima ukupno 50 zubaca, njegov ugao nagiba je 360 ​​° / 50 = 7,2 °, a broj zubaca koji zauzima svaki polovi statora nije cijeli broj.Stoga, kada je A faza statora pod naponom, N pol rotora i pol 1 Pet zuba su nasuprot zubima rotora, a pet zubaca magnetnog pola 2 namotaja faze B pored zupci rotora imaju neusklađenost 1/4 koraka, tj. 1,8°.Tamo gdje je kružnica nacrtana, zupci magnetnog pola A-faze 3 i rotora bit će pomaknuti za 3,6°, a zupci će biti poravnati sa žljebovima.
Linija magnetnog polja je zatvorena kriva duž N-kraja rotora → A (1) S magnetni pol → magnetski provodljivi prsten → A (3') N magnetni pol → S-kraj rotora → N-kraj rotora.Kada je faza A isključena i faza B uključena, magnetni pol 2 generiše N polaritet, a zupci rotora S pola 7 najbliži mu se privlače, tako da se rotor rotira za 1,8° u smjeru kazaljke na satu kako bi se postigao magnetni pol 2 i zupci rotora na zupce , B Fazni razvoj zubaca statora faznog namotaja prikazan je na slici 5, u ovom trenutku magnetni pol 3 i zupci rotora imaju neusklađenost 1/4 koraka.
Po analogiji, ako se napajanje nastavi redom od četiri otkucaja, rotor se rotira korak po korak u smjeru kazaljke na satu.Svaki put kada se vrši napajanje, svaki impuls se rotira za 1,8 °, što znači da je ugao koraka 1,8 °, a rotor se rotira jednom. Potrebno je 360 ​​° / 1,8 ° = 200 impulsa (vidi slike 4 i 5).

Isto je i na krajnjem kraju rotora S. Kada su zupci namotaja suprotni od zubaca, magnetni pol jedne faze pored njega je pomaknut za 1,8°.3 Pogon koračnog motora Koračni motor mora imati drajver i kontroler da bi normalno radio.Uloga drajvera je da raspoređuje kontrolne impulse u prstenu i pojačava snagu, tako da se namotaji koračnog motora napajaju određenim redosledom za kontrolu rotacije motora.Pokretač koračnog motora 42BYG250C je SH20403.Za napajanje od 10V ~ 40V DC, terminali A +, A-, B+ i B- moraju biti povezani na četiri vodiča koračnog motora.DC + i DC- terminali su povezani na DC napajanje vozača.Ulazno kolo sučelja uključuje zajednički terminal (spoji se na pozitivni terminal napajanja ulaznog terminala)., Ulaz impulsnog signala (unos niza impulsa, interno dodijeljenih za pogon koračnog motora A, B faza), ulaz signala smjera (može ostvariti pozitivnu i negativnu rotaciju koračnog motora), offline ulaz signala.
Benefitsedit
Hibridni koračni motor je podijeljen u dvije faze, tri faze i pet faza: dvofazni ugao iskoračenja je općenito 1,8 stupnjeva, a petofazni ugao koraka je općenito 0,72 stupnjeva.Sa povećanjem ugla koraka, ugao koraka se smanjuje, a preciznost se poboljšava.Ovaj koračni motor se najčešće koristi.Hibridni koračni motori kombinuju prednosti koračnih motora sa reaktivnim i permanentnim magnetima: broj parova polova jednak je broju zubaca rotora, koji se po potrebi može menjati u širokom opsegu;induktivnost namotaja varira sa
Promjena položaja rotora je mala, lako se postiže optimalna kontrola rada;magnetni krug aksijalnog magnetiziranja, koji koristi nove trajne magnetne materijale sa visokim proizvodom magnetne energije, doprinosi poboljšanju performansi motora;magnetni čelik rotora osigurava pobudu;nema očiglednih oscilacija.[3]


Vrijeme objave: 19.03.2020