1. Un motor paso a paso es un componente de control de bucle abierto que convierte señales de pulso eléctrico en desplazamiento angular o desplazamiento lineal. En condiciones sin sobrecarga, la velocidad del motor y la posición de parada solo dependen de la frecuencia y la cantidad de pulsos de la señal de pulso y no se ven afectadas por los cambios de carga. Es decir, si se agrega una señal de pulso al motor, el motor lo hará. girar en un ángulo escalonado. La existencia de esta relación lineal, sumada a las características del motor paso a paso que solo tiene errores periódicos y no errores acumulativos. Hace que sea muy sencillo utilizar motores paso a paso para controlar la velocidad, la posición y otros campos de control. Aunque los motores paso a paso se han utilizado ampliamente, los motores paso a paso no son como los motores de CC ordinarios que se utilizan comúnmente. Debe utilizarse como un sistema de control compuesto por señales de pulso de doble anillo, circuitos de accionamiento de potencia, etc. Por tanto, no es fácil hacer un buen uso de los motores paso a paso. Implica muchos conocimientos profesionales como maquinaria, motores, electrónica e informática. En la actualidad, hay muchos fabricantes que producen motores paso a paso, pero hay muy pocos fabricantes con personal profesional y técnico que puedan desarrollarlos por sí mismos. La mayoría de los fabricantes sólo tienen entre una y veinte personas y ni siquiera cuentan con el equipo más básico. Es sólo una etapa de imitación ciega. Esto causa a los usuarios muchos problemas en la selección y uso del producto. Basándonos en la situación anterior, decidimos utilizar como ejemplo la amplia gama de motores paso a paso inductivos. Describe su principio básico de funcionamiento. Esperamos que pueda ser útil para la mayoría de usuarios a la hora de seleccionar, utilizar y mejorar toda la máquina.
2. Principio de funcionamiento del motor paso a paso inductor (1) Principio del motor paso a paso reactivo Porque el principio de funcionamiento del motor paso a paso reactivo es relativamente simple. A continuación se describe primero el principio del motor paso a paso reactivo trifásico.
1. Estructura: el rotor del motor está distribuido uniformemente con muchos dientes pequeños. Los dientes del estator tienen tres devanados de excitación y sus ejes geométricos están escalonados a su vez con respecto a los ejes de los dientes del rotor. 0, 1/3て, 2/3て, (la distancia entre los ejes de dos dientes del rotor adyacentes es el paso de los dientes, expresado en て), es decir, A está alineado con el diente 1 y B y el diente 2 están escalonados a la derecha 1/3て, C y el diente 3 están escalonados 2/3 a la derecha, A' está alineado con el diente 5 (A' es A, el diente 5 es el diente 1) La siguiente es una vista ampliada del estator y rotor:
2. Rotación: Si la fase A está energizada y las fases B y C no están energizadas, el diente 1 está alineado con A debido al efecto del campo magnético (lo mismo ocurre a continuación cuando el rotor no está sujeto a ninguna fuerza). Si la fase B está energizada y las fases A y C no están energizadas, el diente 2 debe estar alineado con B. En este momento, el rotor se mueve 1/3て hacia la derecha. En este momento, el diente 3 y C están desplazados 1/. 3て, y diente 4 y A Offset (て-1/3て)=2/3て. Si la fase C está energizada y las fases A y B no están energizadas, el diente 3 debe estar alineado con C. En este momento, el rotor se mueve 1/3 hacia la derecha y el diente 4 está alineado con A 1/3. Por ejemplo, la fase A está energizada, las fases B y C no están energizadas, el diente 4 está alineado con A y el rotor se mueve 1/3 hacia la derecha, después de que A, B, C y A estén energizados respectivamente. , el diente 4 (es decir, el diente antes del diente 1) se mueve a la fase A y el rotor del motor gira un paso de engranaje hacia la derecha. Si presiona continuamente A, B, C, A... para energizarse, el motor lo hará. gire hacia la derecha 1/3 て por paso (por pulso). Si presiona A, C, B, A... para energizar, el motor girará en dirección inversa. Se puede observar que la posición y velocidad del motor tienen una correspondencia uno a uno entre el número de conducciones (número de pulsos) y la frecuencia. La dirección está determinada por la secuencia conductora. Sin embargo, debido a consideraciones como el par, la estabilidad, el ruido y la reducción del ángulo. A menudo se utiliza el estado conductor de A-AB-B-BC-C-CA-A, cambiando así el 1/3 original de cada paso a 1/6 de cada paso. Incluso mediante diferentes combinaciones de corrientes bifásicas, 1/3て se convierte en 1/12て o 1/24て. Esta es la base teórica básica para el accionamiento por subdivisión de motores. No es difícil deducir: hay devanados de excitación de fase m en el estator del motor, y sus ejes están desplazados del eje de los dientes del rotor en 1/m, 2/m... (m-1)/m, 1. Y el motor conductor se puede controlar para que gire hacia adelante y hacia atrás de acuerdo con una determinada secuencia de fases; esta es la condición física para la rotación del motor paso a paso. Siempre que se cumpla esta condición, teóricamente podemos fabricar motores paso a paso de cualquier fase. Debido a diversas consideraciones, como el costo, generalmente se utilizan en el mercado dos, tres, cuatro y cinco fases.
3. Torque: Una vez que el motor está energizado, se generará un campo magnético (flujo magnético Ф) entre el estator y el rotor. Cuando el rotor y el estator están escalonados en un cierto ángulo, la fuerza. F generado es proporcional a (dФ/dθ)
El flujo magnético Ф=Br*S Br es la densidad magnética, S es el área de permeabilidad magnética, F es proporcional a L*D*Br, L es la longitud efectiva del núcleo de hierro, D es el diámetro del rotor, Br=N·I/RN·I es el devanado de excitación. El número de vueltas de resistencia (corriente multiplicada por el número de vueltas) R es la resistencia magnética. Par = fuerza * radio. El par es proporcional al volumen efectivo del motor * amperios-vueltas * densidad magnética (solo se considera el estado lineal. Por lo tanto, cuanto mayor sea el volumen efectivo del motor, mayor será el amperio-vueltas de excitación, menor será el valor). Entrehierro entre el estator y el rotor, y el par del motor Cuanto mayor, viceversa.
(2) Motor paso a paso inductor
1. Características: En comparación con el motor paso a paso reactivo tradicional, el motor paso a paso inductor tiene una estructura permanente agregada al rotor. proporciona el punto de trabajo del material magnético blando, y la excitación del estator solo necesita proporcionar un campo magnético cambiante sin proporcionar el consumo de energía del punto de trabajo del material magnético. Por lo tanto, el motor tiene alta eficiencia, pequeña corriente y bajo calor. generación. Debido a la presencia de imanes permanentes, el motor tiene una fuerte fuerza electromotriz inversa y su propio efecto de amortiguación es relativamente bueno, lo que lo hace relativamente estable durante el funcionamiento, con poco ruido y baja vibración de baja frecuencia. Los motores paso a paso de inducción pueden considerarse hasta cierto punto motores síncronos de baja velocidad. Un motor de cuatro fases puede funcionar en cuatro fases o en dos fases. (Debe ser accionado por tensión bipolar), lo que no puede ser el caso de los motores reactivos. Por ejemplo: la operación de cuatro y ocho fases (A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A) puede adoptar completamente el modo de operación de dos fases y ocho tiempos. No es difícil encontrar eso. las condiciones son C=, D=. A Los devanados internos de los motores bifásicos son exactamente los mismos que los de los motores de cuatro fases. Los motores de pequeña potencia generalmente están conectados directamente a los motores bifásicos, mientras que los motores de mayor potencia suelen estar conectados. Conectado externamente a ocho cables para facilitar su uso y cambios flexibles en las características dinámicas del motor (cuatro fases), cuando se usa de esta manera, se puede usar como un motor de cuatro fases o un motor de dos fases con devanados. conectados en serie o paralelo.
2. Clasificación Los motores paso a paso de inducción se pueden dividir en motores bifásicos, motores trifásicos, motores de cuatro fases, motores de cinco fases, etc. según el número de fases. Según el número de bastidor (diámetro exterior del motor), se puede dividir en: 42BYG (BYG es el nombre en clave del motor paso a paso del inductor), 57BYG, 86BYG, 110BYG (estándar internacional), mientras que 70BYG, 90BYG, 130BYG, etc. Son todos estándares nacionales.
3. El término indicador estático número de fase del motor paso a paso: el número de pares de bobinas de excitación que producen diferentes campos magnéticos de polos opuestos N y S. Comúnmente expresado por m. Número de latidos: el número de pulsos o estado conductivo necesarios para completar un cambio periódico en el campo magnético está representado por n, o se refiere al número de pulsos necesarios para que el motor gire en un ángulo de paso. como ejemplo, hay un modo de funcionamiento de cuatro fases y cuatro tiempos, concretamente AB-BC-CD-DA-AB, y un modo de funcionamiento de cuatro fases y ocho tiempos, concretamente A-AB-B-BC-C-CD-D. -DA-A Ángulo de paso: corresponde a una señal de pulso, el desplazamiento angular del rotor del motor Representado por θ. θ = 360 grados (número de dientes del rotor J*número de latidos operativos), tomando como ejemplo un motor convencional de dos y cuatro fases con dientes de rotor de 50 dientes. Cuando se ejecuta en cuatro tiempos, el ángulo del paso es θ=360 grados/(50*4)=1,8 grados (comúnmente conocido como paso completo. Cuando se ejecuta en ocho tiempos, el ángulo del paso es θ=360 grados/(50*8). )=0,9 grados (comúnmente conocido como paso completo). Par de posicionamiento: cuando el motor no está energizado, el par de bloqueo del rotor del motor (causado por los armónicos de la forma del diente del campo magnético y errores mecánicos) Par estático: cuando el motor no gira bajo la acción de la electricidad estática nominal, el motor Par de bloqueo del eje giratorio. Este par es una medida del volumen del motor (dimensiones geométricas) y no tiene nada que ver con el voltaje del variador, la potencia del variador, etc. Aunque el par estático es proporcional a los amperios-vueltas de excitación electromagnética y está relacionado con el entrehierro entre los rotores de engranaje fijo, no es aconsejable reducir excesivamente el entrehierro y aumentar los amperios-vueltas de excitación para aumentar el par estático, lo que provocará que el motor se caliente y haga ruido mecánico.