Bipolaarne samm-mootor: üldteave, mootori põhimõte

Peaaegu kõik elektriseadmed töötavad ajamimehhanismidega. Neil võib olla erinev struktuur ja tööpõhimõte, samuti kohandamisfunktsioonid. Selliseid seadmeid on erinevat tüüpi. Üks populaarsemaid ja soodsamaid on bipolaarne samm-mootor, tänu millele on võimalik pakkuda täpseid positsioneerimissüsteeme.

Üldine informatsioon

Seadmeid on kahte tüüpi: unipolaarne samm-mootor ja bipolaarne. Seade on ühe või mitme mähisega sünkroonne harjadeta elektrimootor. Staatori mähistele tarnitav vool põhjustab rootori fikseerimise, mille tõttu teostatakse selle diskreetseid nurkliikumisi või astmeid.

Selliste seadmete esimesed mudelid ilmusid XIX sajandi 30ndatel ja olid omamoodi magnet, mis paneb põrkratta liikuma. Sisselülitamisel liikus see hambulise sammu väärtuse võrra. Varem kasutati mehhanismi Briti mereväe laevadel. et torpeedod õiges suunas liigutada.

Mõni aasta hiljem võttis USA armee selle seadme kasutusele ja hakkas seda aktiivselt kasutama oma sõjalaevades ja muudes mehhanismides. 1919. aastal sai šotlane Walker patendi rootoriga mootorile.

Praegu on sellised mehhanismid nõudlikud ja neid kasutatakse sageli. Sammmootorit kasutatakse lihvimis- ja freespinkide tõrgeteta töö tagamiseks, erinevad kodumasinad, tootmismehhanismid ja transport, samuti isiklike kõvakettad arvutid. Sellepärast on see nii nõutud. Seade koosneb mitmest osast:

• kontroller, mis on ette nähtud samm-ajami töö reguleerimiseks;
• spetsiaalsed magnetosad;
• mähised;
• paneel, mis toimib juhtseadmena;
• signalisatsiooniseadmed ja saatjad, tänu millele toimub seadme töö silumine ja katkestusteta.

Bipolaarsetel mootoritel on ühes faasis ainult üks mähis, samas kui unipolaarsetel mootoritel on kaks. Esimesi peetakse raskemini juhitavaks, kuid tagavad seadme sujuva töö.

Toimimispõhimõte

Sammmootor töötab lihtsate põhimõtete järgi. Esimene samm on pinge rakendamine klemmidele. Tänu sellele hakkavad seadme enda harjad pidevalt liikuma. Tühikäigumootoril on võimalus sissetulevaid impulsse teisendada.

Nendel impulssidel on ristkülikukujuline suund ja teisendus läheb selle külge kinnitatud veovõlli etteantud asendisse. Selle tulemusena liigub võll teatud nurga all. Sellise käigukastiga varustatud seadmed on mitme elektromagneti olemasolul üsna tõhusad ja töökindlad. Need peaksid asuma keskse rauatüki ümber, millel on hammastega kuju.

Väline juhtimisahel annab magnetile signaali. Kui tekib vajadus võlli ühes või teises suunas pöörata, hakkab elektromagnet, millele impulss saadeti, kiiresti ratta hambaid ligi tõmbama. Need joonduvad järk-järgult selle elemendiga, kuid liiguvad kinniti teiste magnetiliste osade suhtes.

Pärast esimese elektromagneti väljalülitamist lülitub teine ​​sisse ja käigu pidev liikumine algab. See joondab osa eelmise rattaga. Seda tsüklit korratakse nii mitu korda kui vaja. Igaüht neist nimetatakse pidevaks sammuks. Sellepärast sai mootor oma nime. Saate arvutada selle töö kiiruse, loendades sammud, mis on vajalikud täieliku tsükli tagamiseks.

Seadme tööd saate juhtida spetsiaalse draiveri abil. Tavaliselt on see vajalik masina või tuuliku seadistamise korral.

Põhirežiimid

Toode töötab mitmes režiimis, mis on eelnevalt konfigureeritud olenevalt inimese vajadustest. Kõige levinumad on järgmised:

• Lainerežiim hõlmab elektrivoolu voolu ainult ühe mähise kaudu. Tänapäeval kasutatakse seda mootori koormuse ja tarbitava elektrikoguse vähendamiseks harva.
• Täissamm – seda kasutatakse palju sagedamini ja seda peetakse seda tüüpi mootorite standardrežiimiks. Selle toimingu ajal on mähisel sama pinge ja seade vajab korrektseks tööks maksimaalset pinget.
• Pool-sammu režiim on üks originaalseid viise, kuidas muuta seadme tööd juhtseadet mõjutamata. See seisneb kõigi mähistepaaride samaaegses pingestamises, mis viib rootori pöörlemiseni poole normaalsest sammust. Seda meetodit kasutades on võimalik saada kahe võimsusega mootor minimaalse energiakuluga. See kulub vähem ja kestab kauem kui see, mis töötab pidevalt täissammurežiimis.
• Microstepping on tänapäeval kõige sagedamini kasutatav samm-mootor. Tööpõhimõte seisneb selles, et mähisele ei rakendata impulsi, vaid sinusoidi kujuga signaali. See režiim muudab mootori sujuvamaks ja üleminek ühelt sammult teisele on nähtamatu. Tänu sellele vähenevad armatuuri tõmblused ja hüpped, see võib toimida tavalise alalisvoolumootorina.

Viimane režiim on kasulik, kuna see on pigem mootori toitmise meetod, mitte mähiste juhtimiseks. Seetõttu saab seda kasutada seadme laine- või täissammulise töörežiimiga. Kui arvestada mikrosammurežiimis töötava seadme skeemi, võib tunduda, et sammud muutuvad suuremaks. Tegelikult see nii ei ole, kuid protsess muutub siiski sujuvaks ja tõmblusi ei teki.

Kohanemise sordid

Sõltuvalt teatud osadest eristatakse mitut tüüpi samm-mootoreid. Igal neist on teatud toimimise eripärad.

Püsimagnetmootorit peetakse kõige populaarsemaks, seda on lihtne seadistada ja kasutada. Seade kannab ümmargust magnetit, mis meenutab ketast ja millel on erinevad poolused. Kui seade on sisse lülitatud, tõmbavad ja tõrjuvad staatori mähised rootori magnetit, mis tagab mehhanismi väändumise.

Seda tüüpi mootorite kasutamisel mõõdetakse sammu suurust ja indikaator kõigub vahemikus 45-90 kraadi. Seadme kasutusmugavus muudab selle nõudlikuks ja selle pikk kasutusiga võimaldab mitte mõelda sagedasele asendamisele.

Muutuva magnetiga instrument

Sellistel seadmetel pole rootoril spetsiaalset magnetit. See osa on valmistatud magnetilisest pehmest metallist hammasketta kujul, mis meenutab hammasratast. Staatoril on rohkem kui neli erinevat mähist. Need töötavad vastaspaaridena ja tõmbavad rootorit ligi.

Tuleb märkida, et pöördemomendi suurus on mõnevõrra vähenenud, kuna seadmel puudub püsimagnet. Seda peetakse puuduseks, kuid sellel on ka eelis, kuna seadme töö ajal pole peatumismomenti.

Peatusmoment seisneb pöörlemisesloodud rootoril paiknevate püsimagnetite abil. Neid tõmbab staatori, nimelt selle armatuuri külge, kui mähistes puudub elektrivool. Seda hetke on lihtne parandada - peate proovima mootorit lahti ühendatud olekus käsitsi keerata. Sel juhul kostub tavaliselt igal sammul klikke. Sellise mootori sammuvahemik on 5-15 kraadi.

Hübriidmudelid

Seda tüüpi seade sai oma nime töö eripära tõttu, mis hõlmab samm-mootori põhimõtete kombinatsiooni püsi- ja muutuva magnetiga. Tagab hea pidamise ja dünaamilise pöördemomendi. Seadme eeliseks on minimaalne astme suurus, mis ei ületa 5 kraadi. See tagab maksimaalse täpsuse.

Armatuuri mehaanilised osad pöörlevad palju kiiremini kui teistel sarnase tööpõhimõttega mudelitel. Kasutatakse sageli tootmismasinates. Sellise mootori peamine puudus on selle kõrge hind.

On teada, et tavalisel 8 mähisega mootoril on 50 positiivset ja negatiivset poolust, kuid sellist magnetit pole võimalik toota. Seetõttu on hübriidmootori seadmes 2 magnetketast, millest igaühel on 50 hammast, ning silindriline püsimagnet.

Seadme valmistamise käigus keevitatakse kettad selle silindrilise magneti erinevate pooluste külge ja selgub, et ühel neist mõlemal hambal on positiivne poolus ja teisel - negatiivne. Ülevalt vaadates näeb struktuur välja nagu üks 100 hambaga ketas.

Sellise mootori pöörde kohta on 75 sammu, millest igaühe indikaator ei ületa 1,5 kraadi.

Kahefaasilised mootorid

Kahefaasilist samm-mootorit on väga lihtne kasutada, seda saab paigaldada ja reguleerida isegi kogemuste ja vastavate oskusteta inimene. Seadmel on kahte tüüpi mähismähiseid:

1. Unipolaarne seisneb ühe mähise ja keskel asuva spetsiaalse magnetkraani paigaldamises, mis mõjutab mis tahes faasi. Iga sektsioon lülitatakse sisse, et tagada magnetvälja vajalik suund. Selle disaini eeliseks on võime töötada ilma spetsiaalse lülituseta. Iga mähise jaoks on vaja ühte transistorit, seega on seadme paigaldamine lihtsam. Faasi kohta on kolm juhtmest ja väljundsignaali jaoks on vaja kuut juhtmest. Mähiseid saab ühendada ka püsimagnetitega juhtmeid ühendades. Tasub meeles pidada, et klemmide puudutamisel ei ole võlli lihtne pöörata. See on tingitud asjaolust, et ühine juhe on veidi pikem kui poolide ühendamiseks kasutatav osa.
2. Bipolaarsetel mootoritel on ainult üks mähis. Elektrivool siseneb sellesse spetsiaalsel purustamismeetodil magneti poolt pakutava pooluse kaudu. Igal faasil on kaks erinevat juhet. Seade on mõnevõrra keerulisem kui unipolaarsetel mudelitel, kuid efektiivsus on suurem.

Samuti on kolmefaasilisi mootoreid, millel on kitsas kasutusala: kettaseadmed, erinevad freespingid, printerid ja mõned autod, kus kasutatakse ebatavalist siibrit.

Muud tüüpi seadmed

Reaktiivsete seadmete peamine omadus on väike samm, mis ei ulatu üle 1 kraadi, samuti staatori poolustel asuvate hammaste asukoht. Sellise mootori puuduseks on sünkroniseeriva pöördemomendi puudumine mähiste voolukatkestuse korral.

Sellise seadme valmistamiseks vajate spetsiaalset lülitit, seega on selle maksumus kõrge. Omalooming on välistatud ka kujunduse keerukuse tõttu.

Sünkroonseid lineaarseid samm-mootoreid kasutatakse siis, kui on vaja tootmisprotsessi automatiseerida. Selleks peaksite tagama objektide liikumise tasapinnas. Selleks kasutatakse spetsiaalset andurit, mis muudab pöörleva liikumise translatiivseks. Seda saab saavutada kinemaatika abil.

Selleks kasutatakse lineaarmootorit, mis muudab impulsid liikumiseks mööda ühte joont. Lisaks protsessi automatiseerimisele lihtsustab seade juhtmete kinemaatilist diagrammi. Sellises seadmes on staator valmistatud pehmest magnetmetallist ja seal on ka püsimagnet. Mootori stabiilne töö toimub mähiste pideva impulsside tarnimise tingimustes.

Sammmootorid on mitmekülgsed seadmed, mis tagavad erinevate elektriseadmete ja tootmisseadmete tõrgeteta töö.