동기식 DC 모터. 석유와 가스에 관한 큰 백과사전. 동기식 선형 스테퍼 모터

그래서 둘 중 하나 전기제품작동하려면 특별한 구동 메커니즘이 필요합니다. 그러한 메커니즘 중 하나가 스테퍼 모터입니다. 이 자료에서는 그것이 무엇인지, 작동 원리는 무엇인지, 어떤 범주로 분류되는지 배웁니다.

스테퍼 모터는 단극 또는 양극일 수 있습니다. 이는 전체 회전을 여러 개의 동일한 단계로 나눌 수 있는 브러시리스 전기 DC 모터입니다. 여기에는 다음 세부정보가 포함됩니다.

스테퍼 모터는 주로 다음과 같은 목적으로 사용됩니다.

• 밀링 머신 작동;
• 연삭기 작동;
• 다양한 가전 제품의 작동을 보장합니다.
• 산업용 기계 수단의 작동;
• 운송 운영을 보장합니다.

드라이브의 작동 원리

이 드라이브의 작동 원리는 다음과 같습니다. 단자에 전압이 가해지면 스테퍼 모터 자체의 브러시가 계속 움직이기 시작합니다. 엔진 유휴 속도독특한 속성을 가지고 있습니다: 그것은 들어오는 충동을 변환, 적용된 구동 샤프트의 미리 결정된 위치에 대해 주로 직사각형 방향을 갖습니다.

들어오는 각 충격은 샤프트를 특정 각도로 움직일 수 있습니다. 이러한 기어박스가 장착된 장치는 기어 모양의 철 중앙 부분 주위에 여러 개의 기어 전자석이 있는 경우 최대 효율을 갖습니다. 외부 제어 회로는 전자석을 자극합니다. 모터축을 회전시켜야 할 경우 에너지가 가해진 전자석이 바퀴의 톱니를 끌어당깁니다. 전자석과 정렬되면 모터의 후속 자기 부분에 대해 오프셋됩니다.

첫 번째 전자석이 꺼지고 두 번째 전자석이 켜진 후 기어가 회전하기 시작하여 이전 바퀴와 정렬됩니다. 그 다음에 이 행동이 반복된다 필요한 수량한 번. 이러한 각 회전을 일정한 단계라고 하며 스테퍼 모터의 회전 속도는 회전을 완료하는 데 필요한 단계 수를 계산하여 계산할 수 있습니다.

스테퍼 모터의 작동을 제어하기 위해 특수 드라이버가 사용됩니다. 이는 기계 작동을 위해 드라이브를 설정하거나 이를 사용하여 풍력 발전기를 시동하는 경우에 필요합니다.

스테퍼 모터 유형

스테퍼 모터는 다음 유형으로 구분됩니다.

• 영구 자석으로;
• 동기식 하이브리드 드라이브;
• 가변 모터.

그들 모두는 작업 원칙을 포함하여 서로 다소 다릅니다.

예를 들어, 영구 자석 드라이브에는 회전자에 특수 자기 부품이 장착되어 있습니다. 그런 엔진은 인력 또는 반발의 원리로 작동합니다.전자석을 기반으로 한 모터의 고정자와 회전자.

가변모터는 기존의 철제 회전자를 사용하며 그 동작은 기본원리를 바탕으로 한다. 가장 작은 간격으로 최소 수준의 반발력이 허용되면 로터 포인트는 고정자 극에 인력을 갖게 됩니다.

그러나 하이브리드 드라이브는 두 가지 작동 원리를 모두 결합할 수 있으며 스테퍼 모터 중 가장 비싼 모델로 간주됩니다.

2상 스테퍼 모터

2상 모터는 매우 간단하여 특별한 경험이 없는 사람도 설치할 수 있습니다. 직접 조립했든, 구입했든 상관없습니다. 완성된 형태, 코일에는 두 가지 유형의 권선이 있습니다.

• 단극성;
• 양극성.

스테퍼 모터에 각 단계에 영향을 미치는 중앙 자기 탭이 있는 하나의 권선이 있는 경우 이는 단극 드라이브입니다. 원하는 자기장의 방향을 보장하려면 각 권선 섹션을 켜야 합니다. 이 드라이브에서는 별도의 스위칭 없이도 자극이 작동할 수 있으므로 전류 방향과 회로 정류가 매우 간단합니다., 권선당 하나의 트랜지스터를 사용합니다. 이는 위상 전환을 고려합니다.

• 위상당 와이어 3개;
• 출력당 6개.

구동 모터 마이크로컨트롤러를 사용하여 특정 순서로 트랜지스터를 활성화할 수 있습니다.

그리고 드라이브의 영구 자석과 함께 연결 와이어를 접촉하여 권선을 연결할 수도 있습니다. 코일 단자를 연결할 때 샤프트를 돌리기가 어렵습니다. 코일 끝과 공통선 사이의 저항 저항의 절반과 동일코일과 와이어 끝. 이렇게 보이는 이유는 공통선가지다 더 긴 길이, 코일을 연결하는 데 사용되는 절반 부분이 아닙니다.

바이폴라 스테퍼 ​​모터에는 자극을 사용하여 가역적인 방식으로 전류가 공급되는 단상 권선이 있습니다. 이 경우 제어 시스템은 연결 브리지를 사용하여 복잡해집니다. 위상당 2개의 전선이 있지만 일반적이지 않습니다. 스테퍼 모터 신호를 고주파수로 혼합하면 시스템 마찰 효과를 줄일 수 있습니다.

또한 또 다른 유형의 스테퍼 모터는 3상이지만 범위가 너무 좁습니다.

• CNC 밀링 머신을 작동할 때;
• 스로틀 밸브를 사용하는 일부 차량의 경우;
• 일부 브랜드의 드라이브 및 프린터에 있습니다.

반응성 스테퍼 모터: 작동 기능 및 원리

액티브 스테퍼 드라이브에는 큰 단점이 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이는 수십도에 달하는 큰 단계입니다. 이에 비해 반응성 스테퍼 모터는 회 전자 주파수를 줄일 수 있습니다, 이로 인해 계단이 1도 미만의 각도로 변합니다.

릴럭턴스 드라이브의 주요 특징은 톱니가 고정자 극에 위치한다는 것입니다. 동기화 토크는 드라이브의 가로 및 세로 축을 따른 자기 저항의 차이에 의해 제공됩니다.

릴럭턴스 스테퍼 모터에는 한 가지 중요한 단점이 있습니다. 동기화 토크 없음, 고정자 권선에 전원이 공급되지 않는 경우.

다중 패키지 설계를 사용하면 고정자 톱니가 분할의 일부만큼 서로를 향해 이동하고 각 패키지의 로터가 능동 또는 반응 중 하나에 관계없이 엔진의 감소 정도를 높일 수 있습니다. 이동하지 않으며 극의 축이 동일합니다. 비슷한 디자인은 창조 측면에서 매우 복잡합니다.완성된 형태도 저렴하지 않으며 복잡한 스위치도 필요합니다.

오늘날 다음과 같은 매개변수가 다른 수많은 다양한 엔진 디자인이 판매되고 있습니다.

• 단계 수;
• 권선 배치 유형;
• 로터 등을 고정하는 방법

인덕터 스테퍼 모터에서 회전 토크는 고정자 권선과 갭의 톱니 부분에 위치한 영구 자석에 의해 생성되는 자기장의 상호 작용에 의해 생성됩니다.

유도 전동기의 동기화 토크는 그 자체로 반응성이 있어 고정자 권선이 발생합니다. 영구 자석로터가 고정되는 고정 토크를 생성할 수 있습니다. 올바른 위치에전류가 없을 때.

리액티브 스테퍼 모터와 달리 인덕터 모터는 비슷한 스텝을 가지며 더 큰 동기화 토크를 가지며 더 향상됩니다. 기술 사양.

동기식 선형 스테퍼 모터

기업의 일부 생산 프로세스를 자동화하기 위해 때로는 평면에서 객체를 이동해야 하는 경우가 있습니다. 이렇게 하려면 특수 변환기를 사용해야 합니다.운동학을 사용하여 회전 운동을 병진 운동으로 변환합니다.

선형 스테퍼 모터를 사용하면 펄스 명령을 직접 펄스 명령으로 변환할 수 있습니다. 선형 운동, 이는 모든 종류의 전기 드라이브의 운동 다이어그램을 크게 단순화합니다.

이 드라이브의 고정자는 연자성 판 형태로 제공되며 와이어는 영구 자석의 작동에 의해 자화됩니다.

고정자와 가동부의 톱니 분할은 동일하지만 그들은 반 분할로 이동할 수 있습니다하나의 로터 와이어 내에서. 이 경우 바이어스 자속과 자기 저항은 엔진의 움직이는 부분이 어디에 있는지에 따라 달라지지 않습니다.

두 좌표에 따라 평면에서 물체를 이동하려면 두 좌표 모터가 사용됩니다.

선형 모터는 또한 자기 에어 서스펜션을 사용합니다. 자기 인력의 힘으로 인해 회전자는 고정자에 끌립니다. 다음 공기는 노즐을 통해 로터 아래로 펌핑됩니다.압축된 형태로, 그 결과 로터를 고정자로부터 밀어내는 힘이 나타납니다. 이로 인해 그들 사이에 에어 쿠션이 생성되고 로터는 최소한의 간격으로 고정자 위에 매달려 있습니다. 이를 통해 로터 이동과 고정밀 위치 결정에 대한 저항이 최소화됩니다.

제어 권선에 펄스 계열을 적용할 때 각도 처리 중 단계 손실이 없으면 드라이브가 안정적으로 작동할 수 있습니다. 각 단계를 연습하면서 로터의 균형이 확실합니다자기 유도 벡터와 관련하여 자기장고정자.

각 단계를 처리하는 모드는 구동 권선에 공급되는 제어 펄스 수와 일치해야 하며 동시에 다음 펄스가 도착할 때까지 주어진 회전 각도를 계산해야 합니다. 각 단계가 시작될 때 각 모터 속도는 0이어야 합니다.

각도 구동 샤프트의 진동은 안정된 값을 기준으로 허용됩니다. 이는 각도가 전개되는 동안 모터 샤프트에 의해 축적되는 운동 에너지의 존재로 인해 발생합니다. 이 경우 손실로 전환될 수 있는 에너지는 다음과 같습니다.

• 자기;
• 기계적;
• 전기 같은.

값이 클수록 드라이브가 종료될 때마다 한 단계를 수행하는 전환 프로세스가 더 빨라집니다.

시동 시 회전자는 고정자 자속보다 한 단계 이상 뒤처져 회전자 단계 수와 고정자 자속 사이에 불일치가 발생할 수 있습니다.

스테퍼 모터의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• 최고의 기계적 성능;
• 찾다.

제한 특성은 제어 펄스의 주파수에 대한 최대 가능한 동기화 토크의 의존성을 나타냅니다.

그리고 픽업은 이러한 펄스의 주파수로, 처리 중 단계가 추가되거나 손실될 가능성을 제거합니다. 가속 주요 지표로 간주엔진의 전환 모드. 이는 동기화 모멘트, 피치 감소, 선형으로 이동하거나 회전하는 입자의 관성 모멘트 및 정적 저항 모멘트와 함께 성장할 수 있습니다.

스테퍼 모터 연결의 특징

와이어 수와 시작 방법에 따라 하나의 구성표 또는 다른 구성표에 따라 스테퍼 ​​모터를 연결할 수 있습니다.

모터에는 4~8개의 와이어가 있을 수 있습니다. 4개만 있는 경우 바이폴라 장치를 통해서만 엔진 사용이 가능합니다. 2개만 있는 각 위상 권선에는 2개의 와이어가 장착되어 있습니다. 와이어 쌍은 미터를 사용하여 결정해야 하며 드라이버는 단계별 방법을 사용하여 연결됩니다.

6개의 와이어가 장착된 모터에는 각 권선에 대한 2개의 와이어와 각 권선에 대한 중앙 탭이 포함되어 있습니다. 단극 및 양극 장치 모두에 연결할 수 있습니다. 드라이브 분리용 특별한 장치를 사용해야 한다측정용. 6개의 전선을 모두 사용하여 드라이브를 유니폴라 장치에 연결할 수 있으며, 유니폴라 장치에는 한쪽 끝과 각 권선의 중앙 탭 하나면 충분합니다.

5선 모터는 이전 모터와 실질적으로 다르지 않습니다. 그러나 중앙 단자는 내부에서 하나의 연속 케이블로 연결되고 와이어 중 하나에 하나의 출력이 있습니다. 권선은 서로 분리되어서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 파손될 수 있습니다. 대신, 와이어의 중심을 결정하고 이를 다른 도체와 연결하는 것이 더 낫습니다. 이것이 가장 효과적인 연결 솔루션이 될 것입니다. 그런 다음 장치 자체를 연결하고 기능을 확인할 수 있습니다.

엔진의 주요 기술적 특성

일정한 전류의 1차 권선이 생성됩니다. 정격 전압. 그리고 구동 토크의 초기 속도는 전류에 따라 변합니다. 더 높은 속도에서 선형 토크를 줄이는 데 걸리는 시간은 모터 설계와 권선의 인덕턴스에 따라 다릅니다. IP65 등급의 일부 모터 브랜드는 가장 어려운 조건에서도 작동할 수 있습니다.

국산 스테퍼 모터의 기성품 모델을 선택하고 싶다면, 주요 기술적 특성에 주의하세요가장 유명한 모델:

• ШД-1 – 단계는 15, 4단계, 토크는 40Nt입니다.
• DSh-0.04A – 단계 각도 22.5, 4단계, 토크 100 Nt;
• DSHI 200 – 단계 1.8, 4단계, 토크 0.25 Nt;
• DSh-6 – 피치 각도 – 18, 4단계, 토크 2300 Nt.

또한 구매자들 사이에서 다음과 같은 모델이 요구됩니다.

• 4상 DShR-40;
• SM-200-0.22;
• 인코더를 이용한 Purelogic R&D;
• NEMA 23;
• STH-39D1112;
• SP-57;
• 산요덴키SM28.

선택 시 원하는 엔진, 전력, 전압 및 토크의 매개변수를 계산해야 합니다.

스테퍼 모터 작동의 문제점 중 하나는 컨트롤러가 없는 장치를 제어하는 ​​것입니다. 이 문제를 해결하려면 다음을 수행해야 합니다. 특수한 논리적 연결 블록을 사용합니다., 해당 미세 회로가 없을 때 엔진을 제어하는 ​​데 도움이 됩니다. 그러나 특수 컨트롤러를 사용하여 스테퍼 모터의 작동을 제어하는 ​​것이 가장 좋습니다.

러시아와 우크라이나 주요 도시의 스테퍼 드라이브 평균 비용

이 장치의 비용은 다음과 같은 지표에 직접적으로 의존합니다.

유니폴라 스테퍼 ​​모터의 평균 비용은 다음과 같습니다.

• 모스크바 – 3000 USD;
• 상트페테르부르크 – 미화 3,500달러;
• 키예프 – 미화 3,500달러;
• 하르코프 – 4000 USD

그래서 우리는 스테퍼 모터가 무엇인지, 어떤 원리로 작동하는지, 어떤 범주로 분류되는지, 어떤 속성과 다른지 알려드렸습니다. 이 장치를 구입해야 하는 경우 선택이 더 쉬워지기를 바랍니다.

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