Как выбрать модель двигателя

Руководство по выбору модели
При приобретении двигателя как правило возникает вопрос — какую модель выбрать? На самом деле, при
выборе двигателя нужно обратить внимание на два аспекта: параметры и размер.
Рабочие
Шаговый
характеристики
двигатель:
угол
двигателя
шага,
фаза
определяются
тока,
крутящий
по
следующим
момент,
параметрам:
сопротивление
и
др.
Бесщеточный двигатель или серводвигатель переменного тока: мощность, скорость, крутящий момент,
приводной режим и др.
Для выбора размера, прежде всего следует обратить внимание на внешний диаметр или длину стороны и
длину корпуса. В то же время, клиенты должны принять во внимание размер крышки и выступов, размеры
вала, требования к выводящим проводам и другие факторы.
Возможно, у клиента есть определенные требования к двигателю, такие как гидроизоляция, высокая
термостойкость, длительный срок службы и др. В таком случае вопрос об индивидуальной настройке и
конфигурации решается с поставщиком отдельно.
Базовые знания о шаговых двигателях
1. Что такое шаговый двигатель?
Шаговый двигатель представляет собой силовой привод, который преобразует электрические импульсы в
угловое перемещение. Говоря простым языком, когда шаговый привод получает импульсный сигнал, он
приводит в действие двигатель, который в свою очередь начинает вращаться в заданном направлении под
фиксированным углом, называемым углом шага. Величину углового перемещения можно регулировать путем
установки количества импульсов, что позволяет достичь точного позиционирования. В то же время, скорость
и ускорение вращения двигателя можно регулировать путем изменения частоты импульсов.
2. Какова классификация шаговых двигателей?
Шаговые двигатели обычно подразделяются на три типа: шаговые двигатели с постоянными магнитами
(PM), шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением (VR) и гибридные шаговые двигатели
(HB).
Шаговые двигатели с постоянными магнитами, как правило, двухфазные. Крутящий момент и объем
относительно небольшие, а угол шага, как правило, составляет 7,5 или 15 градусов.
Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением, как правило, трехфазные и способны
создавать большой крутящий момент. Угол шага, в основном, 1,5 градуса. Высокий уровень шума и вибрации.
Этот тип шагового двигателя вышел из применения в Европе, Соединенных Штатах и других развитых
странах в 80-х годах 20 века.
Гибридные шаговые двигатели объединяют преимущества двигателей с постоянными магнитами и
двигателей с переменным магнитным сопротивлением. Они могут быть двухфазными, трехфазными и
пятифазными. Угол шага, как правило, составляет 1,8 градуса, 1,2 градуса и 0,72 градуса соответственно для
2-х, 3-х и 5-ти фазного двигателя. Среди шаговых двигателей на существующем рынке наиболее широкое
распространение получили двухфазные модели.
ООО «Ньёрд» | sm.niord.bz | 8 (3452) 616 498 | niord.bz@gmail.com
1
3. Что такое удерживающий момент?
Удерживающий момент необходим статору для блокировки ротора, когда шаговый двигатель находится
под напряжением, но не вращается. Как правило, крутящий момент шагового двигателя на низкой скорости
близок к удерживающему моменту. Так как выходной крутящий момент уменьшается с увеличением скорости,
выходная мощность также изменяется, и удерживающий момент становится одним из наиболее важных
параметров шаговогодвигателея. Например, когда люди говорят «шаговый двигатель 2 Н·м», в случае
отсутствия особых примечаний, это означает «шаговый двигатель с удерживающим моментом 2 Н·м».
4. Что такое фиксирующий момент?
Фиксирующей момент присутствует в обесточенном шаговом двигателе. Шаговые двигатели с
переменным магнитным сопротивлением и роторами не из постоянных магнитных материалов не имеют
фиксирующего момента.
5. Какова погрешность шагового двигателя? Она накапливается?
Погрешность шагового двигателя составляет ±5% угла шага и она не накапливается.
6. Какова допустимая температура поверхности шагового двигателя?
Перегрев шагового двигателя вызовет размагничивание магнитных материалов и приведет к снижению
крутящего момента и сбою углов шага. Следовательно, максимальная допустимая температура поверхности
двигателя зависит от точки размагничивания материалов, используемых в двигателе. Обычно, точка
размагничивания магнитных материалов находится выше 130 ℃. Некоторые материалы имеют точку
размагничивания на уровне 200 ℃. Поэтому, температура поверхности шагового двигателя в пределах 80-90
градусов по Цельсию совершенно нормальна.
7. Почему крутящий момент шагового двигателя снижается по мере увеличения скорости?
Когда шаговый двигатель вращается, индуктивность фазы обмотки двигателя образует обратную
электродвижущую силу. Чем выше частота, тем больше обратная электродвижущая сила. Под действием
обратной электродвижущей силы, фазовый ток уменьшается по мере увеличения частоты или скорости, что
приводит к уменьшению крутящего момента.
8. Почему шаговый двигатель в состоянии нормально работать при низких скоростях, но не в
состоянии стартовать на скорости выше определенного значения, а работа двигателя на таких
сопровождается завыванием?
Шаговый двигатель имеет следующий технический параметр: стартовая частота холостого хода, которая
является частотой импульсов, при которой шаговый двигатель может стартовать на холостом ходе. Если
частота импульсов выше этого значения, то двигатель не может стартовать нормально, может случиться
потеря шага или двигатель заглохнет. Начальная частота должна быть ниже в случае, когда двигатель под
нагрузкой. Если необходимо достичь высокой скорости вращения, необходимо увеличивать частоту
импульсов, то есть начать необходимо с низкой частоты, а затем повышать частоту импульсов на желаемое
значение при помощи ускорения (повышение скорости двигателя с низкой до высокой).
ООО «Ньёрд» | sm.niord.bz | 8 (3452) 616 498 | niord.bz@gmail.com
2
9. Как устранить шум и вибрацию, которые возникают при работе на низких скоростях двухфазного
гибридного шагового двигателя?
Шаговым двигателям присущи такие негативные особенности, как шум и вибрация при работе на низкой
скорости. Их можно устранить следующими способами:
А.
Если
двигатель
работает
в
области
резонанса,
изменяйте
передаточное
отношение
или
предпринимайте другие меры, чтобы избегать резонанса;
Б. Используйте приводы с функцией разделения. Это наиболее простой и часто используемый способ;
В. Замените двухфазный двигатель на двигатель с меньшим углом шага, например, на трехфазный или
пяти-фазный шаговый двигатель;
Г. Замена двухфазного шагового двигателя на серводвигатель переменного тока для может почти
полностью устранить шум и вибрацию, однако стоит такой двигатель относительно дорого;
Д. Зафиксируйте амортизатор двигателя для предотвращения резонанса с нижней пластиной. Этот
распространенный метод позволяет значительно снизить шум.
10. Как количество разделений драйвера влияет на точность?
Технология разделения шагового двигателя по существу является технологией электронной разгрузки
(пожалуйста, обратитесь к соответствующей литературе). Ее основной целью является ослабление или
устранение низкочастотной вибрации шагового двигателя. Повышение точности работы двигателя является
лишь сопутствующей функцией этой технологии. Например, существует двухфазный гибридный шаговый
двигатель, угол шага которого составляет 1,8°. Если количество разделений драйвера установлено на 4,
двигатель будет работать 0,45 ° на импульс. Но может ли точность двигателя может приблизиться или
достичь 0,45°, зависит от точности управления током разделения и от других факторов.точность разделения
драйвера от разных производителей может значительно изменяться. Чем больше число разделения, тем
труднее контролировать точность.
11. Как определить источник питания постоянного тока для привода шагового двигателя?
А. Определение напряжения
Напряжение источника питания гибридного привода шагового двигателя, как правило, находится в
пределах достаточно широкого диапазона (обычно от 12 до 48 В постоянного тока). Его выбирают в
зависимости от рабочей скорости и отклика двигателя. Если двигатель вращается быстро и быстро
реагирует, напряжение должно быть высоким. Но учтите, что пульсация напряжения источника питания не
должна превышать максимальное входное напряжение привода, в противном случае привод может быть
поврежден.
Б. Определение тока
Источник электропитания, как правило, определяется в соответствии с выходным фазным током (I)
привода. Если применяется линейный источник питания, то сила тока может быть выбрана равной 1,1 или 1,3
от I. При использовании импульсного источника питания, ток может составлять от 1,5 до 2,0 от I.
12. Как отрегулировать направление вращения механизированного двухфазного шагового
двигателя простым способом?
Это можно сделать, просто поменяв местами A+ и A- (или В+ и В-) проводки двигателя и привода.
Остались вопросы? Напишите нам письмо niord.bz@gmail.com
ООО «Ньёрд» | sm.niord.bz | 8 (3452) 616 498 | niord.bz@gmail.com
3