Schrittmotor

Ein Schrittmotor ist ein elektrischer Synchronmotor, der mit einer Anzahl äquivalenter Verschiebungen eine Umdrehung ausführt. Die Länge des Elementsegments hängt von der Genauigkeit ab, mit der der Rotor wie gewünscht positioniert wird. Die minimale Verschiebung wird separat als Tonhöhe bezeichnet.

Das Funktionsprinzip von Schrittmotoren, eine Vielzahl von

A-Schrittmotoren mit Treiber, wandelt die Anzahl der eingehenden Impulse in eine vorgegebene Winkelverschiebung der Welle um. Das Gerät ist an die Digitaltechnik angeschlossen, das Steuersignal ist oft analog. Die Eingänge der Wicklungen werden von der Sinuswelle der gewünschten Phase besucht. Der Treiber empfängt ein digitales Signal an den Kontakten, decodiert die Welle und generiert die erforderlichen Motorsteuersignale. Eine, zwei, drei, vier Phasen. Bestimmt durch das Design, die Bedürfnisse der Technologie.

Ein Merkmal eines Schrittmotors ist die Form eines Stahlrotors. Ausgestattet mit Stöcken, unterstrichen durch Auflegen auf die Spitze eines spitzen oder stumpfen Zahnes. Totes Metall, angezogen von den Statorspulen. Es ist durch eine gewisse Magnetisierung der restlichen Art gekennzeichnet, die durch die Wirkung des Feldes verursacht wird. Durch die exakte Positionierung der Statorpole erhält der Schrittmotor eine einzigartige Eigenschaft: die exakte Positionierung im Drehwinkel der Welle. Es gibt Ausnahmen von der Regel, die im Folgenden beschrieben werden.

-Schrittmotoren werden in der Industrie in der digitalen Technologie eingesetzt - wo Sie die genaue Positionierung der Welle gewährleisten müssen. Einige Quellen datieren die Erfindung auf die Mitte des 19. Jahrhunderts, die ersten Informationen wurden in den zwanziger Jahren des 20. Jahrhunderts an Fachzeitschriften weitergegeben. Rede zum dreiphasigen Jet-Schrittmotor. Der anfängliche Einsatz ist traditionell zu einem militärischen geworden: Auf den Schiffen der britischen Königsflotte schickten Knoten Torpedos in die richtige Richtung. Später wanderte die Technologie und besuchte die US-Armee.

Das erste offene Patent wurde 1919 vom schottischen Ingenieur Walker für ein Gerät mit einem Rotor, einem 32-Zähne-Stator, erhalten. Das Gerät ist für den Betrieb mit dreiphasiger Spannung ausgelegt. Heutzutage sind Schrittmotoren in Festplatten für Personal Computer und in automatisierten Montagelinien zu finden. Die wichtigsten Vorteile sind niedrige Kosten und einfache Positionierung. Alternativen nicht erfunden. Die Geräte werden seit etwa in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts eingesetzt und bilden vier Hauptgruppen:

1. Permanentmagnet-Schrittmotoren.
2. Hybrid-Synchronmotoren.
3. Ventilstrahltriebwerke.
4. Laveta Schrittmotoren.

Pole verschiedener Wicklungen, zB unifilar, bifilar( vgl. Induktivitätsspule).Im ersten Fall macht der Rotor unidirektional, wenn nicht ein zusätzliches Schalten der Phasen vorgesehen ist. Der Bifilar-Motor führt die Umkehrung durch, indem er einfach andere Kontaktpaare mit Spannung versorgt. An jedem Pol wird der Faden des Drahts gewickelt und bildet zwei Spulen. Die Gestaltung ist so, dass die Zeichen der Felder gegenüberliegen. Bietet eine einfache Organisation der Umkehrung.Ähnliche Schemata sind am Beispiel des Waschmaschinentrommelmotors sichtbar.

Die Weltpraxis hat die standardisierte Kennzeichnung der angegebenen Gerätetypen eingeführt:

• Unifilar:

1. Rot, Gelb - die erste Wicklung.
2. Schwarz, Orange - die zweite Wicklung.

• Bifilar:

1. Wicklung mit zentralem gemeinsamen Ausgang. Rot, Schwarz, Rot mit Weiß - die erste Wicklung. Grün, Weiß, Grün mit Weiß - die zweite Wicklung.
2. Doppelpolwicklung. Rot, Rot und Weiß - das erste Paar der ersten Wicklung. Gelb, Gelb und Weiß - das zweite Paar der ersten Wicklung. Schwarz, Schwarz mit Weiß - das erste Paar der zweiten Wicklung. Orange, Orange und Weiß - das zweite Paar der zweiten Wicklung.

Jede Wicklung kann mehrere Pole bilden. Um die Umkehrung der Doppelschrittmotoren zu aktivieren, wird ein anderes Kontaktpaar geschaltet. Und wenn ein Formungsregler benötigt wird, um eine umgekehrte Rotation unifilarer Sorten zu bilden, ist es hier zulässig, einen normalen Kontaktgeber zu verwenden.

Betriebsarten von Schrittmotoren

Die Produkte arbeiten in mehreren Modi:

1. Der vollständige Schritt wird durch eine abwechselnde Zuführung der Steuerspannungen in Phasen realisiert. Die Standardanzahl beträgt 200 Bewegungen pro Umdrehung.
2. Im Halbschrittmodus nach dem Aktivieren einer Phase bleibt der Zustand der Einschaltdauer der nächsten Phase unverändert. Es stellt sich heraus, dass zwei Pole gleichzeitig auf den Zahn wirken. Die Welle friert ein und fixiert die Zwischenposition. Dann verschwindet die erste Phase, der Rotor ist einen halben Schritt voraus. Trotz des weniger entwickelten Drehmoments wird das Regime aufgrund der Verringerung des Vibrationsniveaus häufiger in der Industrie eingesetzt.
   

   Elektrischer Synchronmotor

3. Mikroschrittbetriebsarten gelten bei der Entwicklung bestimmter Hersteller als Expertenwissen. Der Modus füllt einen speziellen Chip, der Steuerspannungen erzeugt, so dass die Genauigkeit der Wellenpositionierung im Bereich des hundertsten Schrittes liegt( 20.000 Bewegungen pro Umdrehung).In der Mikroelektronik sind solche Verfeinerungen erforderlich, wobei der Bedarf an subtilen technischen Lösungen für industrielle Förderer nicht ausgeschlossen wird. Der Treiber erzeugt mehr als 50.000 Steuerspannungen pro Umdrehung.

Permanentmagnet-Schrittmotoren

Der Motor befindet sich in der Pumpe der Waschmaschine. Zum Beispiel ein Block, der nach dem Waschen Wasser aus einem Tank entfernt, und zwar zwischen separaten Stufen eines Zyklus. Die Rotationsgeschwindigkeit der Welle ist klein, der Rotor in der Zusammensetzung enthält einen Permanentmagneten, der Abstand ist groß.Nehmen Sie 45 Grad an. Eine Spannung wird abwechselnd an die Statorwicklungen angelegt, wodurch ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird. Der Permanentmagnet der Welle folgt den Änderungen im Intensitätsvektor.

Wir nennen die Vorteile von Schrittmotoren Einfachheit und niedrige Kosten. Permanentmagnete werden häufig von Druckern verwendet. Unterschied zu anderen Schrittmotoren: Der Rotor hat keine Zähne, es gibt wenige Pole. Es gibt zwei Statorspulen - 4, wobei jede Bewegung der Welle um 90 Grad gedreht wird. Es erfordert 4 um 90 Grad gegeneinander versetzte Phasen. Der Treiber wird einfach mit Kondensatoren implementiert.

Aufgrund der niedrigen Geschwindigkeit entwickelt der Motor ein hohes Drehmoment( Papier wird aus dem Druckerfach geladen).

Hybridsynchronmotoren

Hybridsynchronmotoren werden in der Industrie aufgrund der Entwicklung eines hohen Drehmoments verwendet und halten die statische Last gut. Die Welle wird immer noch durch einen mit Zähnen versorgten Dauermagneten am Stator vieler Pole dargestellt. Der Motortyp sorgt für hohe Drehzahlen. In der Standardversion entspricht jeder Schritt 1,8 Winkelgraden( 200 Schritte / Umdrehung).Es werden spezielle Versionen hergestellt:

• 0,9 Grad( 400 Schritte / Umdrehung).
• 3,6 Grad( 100 Schritte / Umdrehung).

Ventil-Schrittmotoren

Der Hauptunterschied zwischen den Ventilmotoren ist das Fehlen von schweren Permanentmagneten. Aufgrund dessen erfolgt eine starre Fixierung der Position bei hoher Genauigkeit nicht. Motoren sind ideal zum Ansehen von Filmfolien. Eine relativ sanfte, präzise Bewegung ist ideal für den Anlass.

Der Rotor ist leicht, Stahl und hat relativ wenige Zähne. Die Tonhöhe ist durchschnittlich, beispielsweise für drei Phasen, 12 Pole betragen 15 Grad. Der Abstand zwischen den Polen beträgt 30 Grad. Die Welle nimmt Zwischenstellungen ein, wenn zwei benachbarte Phasen gleichzeitig aktiviert werden. Die Änderung entspricht einem herkömmlichen industriellen Netzwerk( beispielsweise 400 Volt).

Das Hauptmerkmal von Ventilmotoren ist die relativ geringe Anzahl stumpfer Zähne. Eine hohe Positioniergenauigkeit wird nicht erwartet. Um erweiterte Algorithmen zu implementieren, wenden Sie komplexe Treiber an.

Laveta

Schrittmotoren Die Laveta Schrittmotoren werden manchmal mit elektrischen Uhren verwendet. Entwarf, mit einem einzelnen Phasensignal zu arbeiten. Aufgrund der Möglichkeit der Miniaturisierung dienen die Motoren von Laveta als ausführender Teil der Armbanduhr. Der Gerätename erhielt den Namen des Erfinders - Ingenieur Marius Laveta.

beneiden

Im Jahr 1936 entwarf ein Absolvent der Higher School of Electricians den Motor, der weltweit bekannt wurde. Der Stator sieht aus wie ein Elektromotor mit gespaltenen Polen. Eine SpuleDie Pole werden durch einzelne Windungen aus einem relativ dicken Kupferdraht gebildet, der sich auf dem Magnetkern befindet, wodurch die gewünschte Phasen-EMF erzeugt wird. Induzierte Ströme liefern das richtige Drehmoment. Die Ausbreitungsverzögerung des Magnetfelds über den Kern wird verwendet, um die Phase um 90 Grad zu verschieben, wobei eine Zweiphasenspannung simuliert wird. Der Rotor ist durch einen Permanentmagneten dargestellt.

-Designs werden von Haushaltsgeräten( Mixern, Mixern) problemlos verwendet. Der Unterschied zwischen den Laveta-Motoren besteht darin, dass die Welle dank der Verzahnung mit einer bestimmten Steigung fixiert ist. Die charakteristische Bewegung des Sekundenzeigers wird möglich. Wie die meisten Schrittmotoren soll die Variante nicht in umgekehrter Richtung arbeiten.

Parameter von Schrittmotoren

Die einzelnen Parameter von Schrittmotoren sind kritisch bei der Auswahl eines geeigneten Controllers, der Steuerspannungen erzeugt:

1. Induktivität. Ein hoher Wert des Parameters ist normalerweise bei Motoren mit niedriger Drehzahl mit einem klaren Drehmoment. Mit zunehmender Drehzahl der Welle werden sich die Ausrüstungsparameter sicherlich verschlechtern. Bei niedriger Induktivität bewirkt der Strom eine schnelle Reaktion, die bei Laufwerken zum Lesen von optischen Platten erforderlich ist.
2. Der Stromverbrauch beeinflusst die Steifigkeit des Umschaltens zwischen benachbarten Schritten. Der Smoother-Modus erfordert reduzierte Parameter. Hoher Stromverbrauch erhöht das Drehmoment. Durch die richtige Wahl der Parameter werden somit die Schultern des Designers belastet.
3. Die Begrenzung der Betriebstemperaturen für Schrittmotoren ist klein. Die Obergrenze liegt im Bereich von 90 Grad Celsius. Bei hohen Drehmomenten mit erheblichem Stromverbrauch ist Überhitzung möglich. Zum Entladen wird manchmal ein Haltemodus verwendet, wenn die Welle für eine Weile stehen bleibt.

-Varianten von

-Schrittmotortreibern Weltweit gibt es drei Gruppen von Schrittmotorsteuerungstreibern:

1. Unipolar bilden Stromimpulse in einer Richtung. Einfache, unprätentiöse Methode, Verwendung reduziert das Drehmoment um 40%.Experten erklären das Phänomen der Unmöglichkeit, gleichzeitig alle Wicklungen zu speisen, die an der Bewegung teilnehmen können. Die Technik ist für niedrige Betriebsgeschwindigkeiten geeignet.
2. Löschwiderstandstreiber gelten jetzt als veraltet. Erlaubt, die Höchstgeschwindigkeit aus dem Motor herauszudrücken. Durch die Wärme der Dämpfungswiderstände wird viel Energie freigesetzt.
3. Bipolar-Treiber sind heute beliebt. Ohne Berücksichtigung der Komplexität des Designs wird eine hohe Effizienz erreicht. Jeder Treiber enthält eine aus vier Transistoren bestehende Formungseinheit. Die Stromversorgung erfolgt, indem die Dioden umgangen werden und ein Rückkopplungssignal vom Widerstand entfernt wird. Wenn die Spannung einen bestimmten Pegel erreicht, werden die zur Verringerung der Tasten erforderlichen Tasten geöffnet. Die Signalform nimmt eine Sägezahnform an, der Motor mit hoher Konstanz unterstützt die angegebene Leistung.