Product bewerken
Het originele model van de stappenmotor stamt uit de late jaren 1930 van 1830 tot 1860. Met de ontwikkeling van permanente magneetmaterialen en halfgeleidertechnologie ontwikkelde en ontwikkelde de stappenmotor zich snel. Eind jaren zestig begon China met het onderzoeken en produceren van stappenmotoren. Vanaf dat moment tot eind jaren zestig was het vooral een klein aantal producten ontwikkeld door universiteiten en onderzoeksinstituten om bepaalde apparaten te bestuderen. Pas in het begin van de jaren zeventig kwamen er doorbraken in productie en onderzoek. Vanaf het midden van de jaren 70 tot het midden van de jaren 80 ging het de ontwikkelingsfase in en werden continu verschillende hoogwaardige producten ontwikkeld. Sinds het midden van de jaren tachtig heeft de technologie van de Chinese hybride stappenmotoren, inclusief de carrosserie- en aandrijftechnologie, door de ontwikkeling en ontwikkeling van hybride stappenmotoren geleidelijk het niveau van buitenlandse industrieën benaderd. Diverse hybride stappenmotoren Producttoepassingen voor zijn drivers nemen toe.
Als actuator is stappenmotor een van de belangrijkste producten van mechatronica en wordt deze veel gebruikt in verschillende automatiseringsapparatuur. Een stappenmotor is een regelelement met open lus dat elektrische pulssignalen omzet in hoek- of lineaire verplaatsing. Wanneer de stappenmotor een pulssignaal ontvangt, drijft hij de stappenmotor aan om een ​​vaste hoek (dwz staphoek) in de ingestelde richting te draaien. De hoekverplaatsing kan worden geregeld door het aantal pulsen te regelen, om het doel van een nauwkeurige positionering te bereiken. Hybride stappenmotor is een stappenmotor die is ontworpen door de voordelen van permanente magneet en reactief te combineren. Het is verdeeld in twee fasen, drie fasen en vijf fasen. De staphoek in twee fasen is over het algemeen 1,8 graden. De driefasige staphoek is over het algemeen 1,2 graden.

Hoe het werkt
De structuur van de hybride stappenmotor is anders dan die van de reactieve stappenmotor. De stator en rotor van de hybride stappenmotor zijn allemaal geïntegreerd, terwijl de stator en rotor van de hybride stappenmotor in twee secties zijn verdeeld, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Kleine tanden zijn ook verdeeld over het oppervlak.
De twee sleuven van de stator zijn goed gepositioneerd en er zijn wikkelingen op aangebracht. Hierboven zijn tweefasige motoren met vier paren weergegeven, waarvan 1, 3, 5 en 7 magnetische polen met A-fase opwinding en 2, 4, 6 en 8 magnetische polen met opwinding in B-fase. De aangrenzende magnetische poolwikkelingen van elke fase zijn in tegengestelde richtingen gewikkeld om een ​​gesloten magnetisch circuit te produceren, zoals weergegeven in de x- en y-richtingen in de bovenstaande afbeelding.
De situatie van fase B is vergelijkbaar met die van fase A. De twee sleuven van de rotor zijn met de helft van de spoed versprongen (zie figuur 5.1.5) en het midden is verbonden door een ringvormig permanent magnetisch staal. De tanden van de twee secties van de rotor hebben tegengestelde magnetische polen. Volgens hetzelfde principe van de reactieve motor, zolang de motor wordt bekrachtigd in de volgorde van ABABA of ABABA, kan de stappenmotor continu tegen de klok in of met de klok mee draaien.
Het is duidelijk dat alle tanden op hetzelfde segment van rotorbladen dezelfde polariteit hebben, terwijl de polariteiten van twee rotorsegmenten van verschillende segmenten tegengesteld zijn. Het grootste verschil tussen een hybride stappenmotor en een reactieve stappenmotor is dat wanneer het gemagnetiseerde permanent magnetische materiaal wordt gedemagnetiseerd, er een oscillatiepunt en een uitstapzone zal zijn.
De rotor van een hybride stappenmotor is magnetisch, dus het koppel dat wordt gegenereerd onder dezelfde statorstroom is groter dan dat van een reactieve stappenmotor, en de staphoek is meestal klein. Daarom hebben economische CNC-bewerkingsmachines over het algemeen een hybride stappenmotoraandrijving nodig. De hybride rotor heeft echter een complexere structuur en een grote rotorinertie, en zijn snelheid is lager dan die van een reactieve stappenmotor.

Structuur en drive bewerken
Er zijn veel binnenlandse fabrikanten van stappenmotoren en hun werkingsprincipes zijn hetzelfde. Het volgende neemt een tweefasige hybride stappenmotor 42B Y G2 50C voor huishoudelijk gebruik en de driver SH20403 als voorbeeld om de structuur en aandrijfmethode van de hybride stappenmotor te introduceren. [2]
Tweefasige hybride stappenmotorstructuur
Bij industriële besturing kan een constructie met kleine tanden op de statorpolen en een groot aantal rotortanden, zoals weergegeven in figuur 1, worden gebruikt, en de staphoek kan erg klein worden gemaakt. Figuur 1 twee

Het structurele diagram van de fasehybride stappenmotor en het bedradingsschema van de stappenmotorwikkeling in Fig. 2, de tweefasige wikkelingen van A en B zijn in radiale richting fasescheidend, en er zijn 8 uitstekende magnetische polen langs de omtrek van de stator. De 7 magnetische polen behoren tot de A-fase wikkeling, en de 2, 4, 6 en 8 magnetische polen behoren tot de B-fase wikkeling. Er zijn 5 tanden op elk pooloppervlak van de stator en er zijn stuurwikkelingen op het poollichaam. De rotor bestaat uit een ringvormig magnetisch staal en twee delen ijzeren kernen. Het ringvormige magnetische staal is gemagnetiseerd in de axiale richting van de rotor. De twee secties van ijzeren kernen zijn respectievelijk aan de twee uiteinden van het magnetische staal geïnstalleerd, zodat de rotor in axiale richting in twee magnetische polen is verdeeld. 50 tanden zijn gelijkmatig verdeeld over de rotorkern. De kleine tanden op de twee delen van de kern zijn versprongen over de helft van de steek. De spoed en breedte van de vaste rotor zijn hetzelfde.

Werkproces van tweefasige hybride stappenmotor
Wanneer de tweefasige stuurwikkelingen elektriciteit in de volgorde laten circuleren, wordt slechts één fasewikkeling per slag bekrachtigd en vormen vier slagen een cyclus. Wanneer een stroom door de stuurwikkeling wordt geleid, wordt een magnetomotorische kracht gegenereerd, die in wisselwerking staat met de magnetomotorische kracht die wordt gegenereerd door het permanent magnetische staal om een ​​elektromagnetisch koppel te genereren en ervoor te zorgen dat de rotor stapsgewijs beweegt. Wanneer de A-fase wikkeling wordt bekrachtigd, trekt de S magnetische pool die wordt gegenereerd door de wikkeling op de rotor N uiterste pool 1 de rotor N pool aan, zodat de magnetische pool 1 tand-op-tand is en de magnetische veldlijnen worden gericht van de rotor N-pool tot het tandoppervlak van de magnetische pool 1, en de magnetische pool 5 Tand-tot-tand, magnetische polen 3 en 7 zijn tand-tot-groef, zoals weergegeven in figuur 4
图 A-fase bekrachtigde rotor N extreme balansdiagram van de statorrotor. Omdat de kleine tanden op de twee secties van de rotorkern met de helft van de spoed versprongen zijn, stoot bij de S-pool van de rotor het S-pool magnetische veld gegenereerd door de magnetische polen 1 'en 5' de S-pool van de rotor af, wat precies tand-tegen-sleuf is met de rotor, en de pool 3 'En het 7′-tandoppervlak wekt een N-pool magnetisch veld op, dat de S-pool van de rotor aantrekt, zodat de tanden naar de tanden gericht zijn. Het rotorbalansdiagram van de N-pool en de S-pool van de rotor wanneer de A-fase wikkeling wordt bekrachtigd, wordt getoond in Figuur 3.

Omdat de rotor in totaal 50 tanden heeft, is de spoedhoek 360 ° / 50 = 7,2 ° en is het aantal tanden dat wordt ingenomen door elke poolsteek van de stator geen geheel getal. Daarom, wanneer de A-fase van de stator wordt bekrachtigd, de N-pool van de rotor en de pool van 1 De vijf tanden zijn tegenovergesteld aan de rotortanden en de vijf tanden van de magnetische pool 2 van de fase B-wikkeling naast de rotortanden hebben een 1/4 uitlijnfout, dwz 1,8 °. Waar de cirkel wordt getekend, worden de tanden van de A-fase magnetische pool 3 en de rotor 3,6 ° verplaatst en worden de tanden uitgelijnd met de groeven.
De magnetische veldlijn is een gesloten curve langs het N-uiteinde van de rotor → A (1) S magnetische pool → magnetisch geleidende ring → A (3 ') N magnetische pool → rotor S-uiteinde → rotor N-uiteinde. Wanneer fase A wordt uitgeschakeld en fase B wordt bekrachtigd, genereert magnetische pool 2 N-polariteit, en de S-poolrotor 7 tanden die het dichtst bij zijn, worden aangetrokken, zodat de rotor 1,8 ° met de klok mee draait om magnetische pool 2 en rotortanden tot tanden te krijgen , B De faseontwikkeling van de statortanden van de fasewikkeling wordt getoond in Fig. 5, op dit moment hebben de magnetische pool 3 en de rotortanden een 1/4 steekfout.
Naar analogie, als de bekrachtiging wordt voortgezet in de orde van vier slagen, draait de rotor stap voor stap met de klok mee. Elke keer dat de bekrachtiging wordt uitgevoerd, roteert elke puls over 1,8 °, wat betekent dat de staphoek 1,8 ° is, en dat de rotor eenmaal draait. 360 ° / 1,8 ° = 200 pulsen vereist (zie afbeeldingen 4 en 5).

Hetzelfde geldt voor het uiterste uiteinde van de rotor S. Wanneer de wikkeltanden tegenover de tanden staan, is de magnetische pool van de ene fase ernaast 1,8 ° uitgelijnd. 3 Stappenmotorstuurprogramma Stappenmotor moet stuurprogramma en controller hebben om normaal te werken. De rol van de bestuurder is om de stuurpulsen in een ring te verdelen en het vermogen te versterken, zodat de wikkelingen van de stappenmotor in een bepaalde volgorde worden bekrachtigd om de rotatie van de motor te regelen. De driver van de stappenmotor 42BYG250C is SH20403. Voor een 10V ～ 40V DC-voeding moeten de A +, A-, B + en B- klemmen worden aangesloten op de vier draden van de stappenmotor. De DC + en DC- klemmen zijn verbonden met de gelijkstroomvoeding van de driver. Het ingangsinterfaceschakeling bevat de gemeenschappelijke aansluiting (aansluiten op de positieve aansluiting van de voeding van de ingangsklem). , Pulssignaalingang (voer een reeks pulsen in, intern toegewezen om de stappenmotor A, B-fase aan te drijven), richtingssignaalingang (kan de positieve en negatieve rotatie van de stappenmotor realiseren), offline signaalingang.
Voordelen
De hybride stappenmotor is verdeeld in twee fasen, drie fasen en vijf fasen: de staphoek in twee fasen is doorgaans 1,8 graden en de staphoek in vijf fasen is doorgaans 0,72 graden. Met het vergroten van de staphoek wordt de staphoek verkleind en wordt de nauwkeurigheid verbeterd. Deze stappenmotor wordt het meest gebruikt. Hybride stappenmotoren combineren de voordelen van zowel reactieve als permanentmagneetstappenmotoren: het aantal poolparen is gelijk aan het aantal rotortanden, dat naar wens over een breed bereik kan worden gevarieerd; de wikkelingsinductie varieert met
De verandering van de rotorpositie is klein, gemakkelijk om een ​​optimale controle over de werking te bereiken; magnetisch circuit met axiale magnetisatie, waarbij gebruik wordt gemaakt van nieuwe permanente magneetmaterialen met een hoog magnetisch energieproduct, is bevorderlijk voor de verbetering van de motorprestaties; rotor magnetisch staal zorgt voor excitatie; geen duidelijke oscillatie. [3]