Како раде корачни мотори

У овом посту ћемо сазнати више о корачном мотору. Истражићемо шта је корачни мотор, његов основни радни механизам, врсте корачних мотора, корачни режими и на крају његове предности и недостатке.

Шта је корачни мотор?

Корачни мотор је мотор без четкице, чије ротирајуће вратило (ротор) завршава једно окретање са одређеним бројем корака. Због степенасте природе ротације добија име као корачни мотор.

Корачни мотор пружа прецизна контрола над углом ротације и брзина. То је дизајн отворене петље, што значи да није примењен механизам повратне спреге за праћење ротације.

Може променити брзину, променити смер окретања и тренутно закључати у један положај. Број корака одређује се бројем зубаца присутних у ротору. На пример: ако се корачни мотор састоји од 200 зуба,

360 (степен) / 200 (број зуба) = 1,8 степен

Дакле, сваки корак ће бити 1,8 степени. Корачним моторима управљају микроконтролери и управљачки круг. Широко се користи у ласерским штампачима, 3Д штампачима, оптичким погонима, роботици итд.

Основни механизам рада:

Корачни мотор се може састојати од неколико бројева стубова намотаних изолованом бакарном жицом која се назива статор или непокретни део мотора. Покретни део мотора назива се ротор који се састоји од неколико бројева зуба.

Када је један пол под напоном, најближи зуби ће се поравнати с тим полом под напоном, а други зуб на ротору ће се мало померити или поравнати са осталим половима без напона.

Следећи пол ће се напојити, а претходни ће се искључити, а сада ће се несравњени стубови поравнати са тренутно напоњеним, што чини један корак.

Следећи пол се напаја, а претходни пол се деактивира, ово чини још један корак и овај циклус се наставља неколико пута да направи једну пуну ротацију.

Ево још једног врло једноставног примера како функционише корачни мотор:

Генерално су зуби ротора магнети распоређени наизменично на северни и јужни пол. Као што се стубови одбијају и за разлику од привлачења пола, сада је намотај пола 'А' под напоном и претпоставља се да је пол под напоном као Северни пол, а ротор као Јужни пол, то привлачи јужни пол ротора према статору пола 'А' како је приказано на слици.

Сада је пол А деактивиран и пол „Б“ је под напоном, сада ће се јужни пол ротора поравнати са половом „Б“. Слични пол „Ц“ и пол „Д“ напајаће се и деактивирати на исти начин да би се извршила једна ротација.

До сада бисте већ разумели како корачни мотор ради механизам.

Врсте корачних мотора:

Постоје три врсте корачних мотора:

• Степер са трајним магнетом
• Променљиви невољни степеник
• Хибридни синхрони степер

Степер са трајним магнетом:

Корачни мотори са перманентним магнетима користе зубе са трајним магнетима у ротору који су распоређени наизменично (Север-Југ-Север-Југ ......), што обезбеђује већи обртни моменат.

Променљиви невољни степер:

Варијабилни невољни степеник користи мекани гвоздени материјал као ротор са неколико бројева зуба и ради на принципу да се минимално невољно јавља на минималном размаку, што значи да се најближи зуби ротора привлаче према полу када је под напоном, као што метал привлачи ка магнету.

Хибридни синхрони степер:

У хибридном корачном мотору оба горе поменута метода се комбинују да би се постигао максималан обртни моменат. Ово је најчешћи тип корачног мотора и такође скупа метода.
Корачни режими:

Постоје 3 врсте корачних режима

• Потпуни корак
• Режим у пола корака
• Микро корачни режим

Режим пуног корака:

У режиму пуног корака може се разумети следећим примером: ако корачни мотор има 200 зуба, онда је један пуни корак 1,8 степени (што је дато на почетку чланка), он се неће ротирати за мање или више од 1,8 степени.

Пуни корак се даље класификује у две врсте:

• Једнофазни режим
• Двофазни режим

У оба фазна режима, ротор чини један пуни корак, основна разлика између ова два је, једноструки режим даје мањи обртни моменат, а двофазни режим даје већи обртни момент.

• Једнофазни режим:

У једнофазном режиму рада само се једна фаза (група намотаја / пола) напаја у датом тренутку, то је метода која најмање троши енергију, али такође даје и мањи обртни моменат.

• Двофазни режим:

У двофазном режиму, две фазе (две групе намотаја / пола) се напајају у датом тренутку и производе више обртног момента (30% до 40%) у једнофазном режиму.

Режим у пола корака:

Режим у пола корака се ради за двоструку резолуцију мотора. У пола корака као што име сугерише потребно је пола једног пуног корака, уместо пуних 1,8 степени, пола корака треба 0,9 степени.
Пола корака се постиже променом једнофазног и двофазног режима. Смањује стрес на механичким деловима и повећава глаткоћу ротације. Пола корака смањује обртни моменат за око 15%. Али обртни моменат се може повећати повећањем струје која се примењује на мотор.

Микро степенице:

Микро кораци се раде за најглађе окретање. Један пуни корак је подељен на 256 корака. За микро кораке потребан му је специјални микростепени контролер. Његов обртни моменат смањује се за око 30%.

Возачи треба да унесу синусни талас за ротацију течности. Возачи дају два синусна уноса са поступним укидањем од 90 степени.

Даје најбољу контролу над ротацијом и значајно смањује механичка напрезања и смањује радну буку.

Главне предности и недостаци корачног мотора могу се научити са следећим тачкама:

Предности:

• Најбоља контрола над угаоном ротацијом.
• Велики обртни моменат при малој брзини.
• Тренутна промена смера ротације.
• Минимална механичка конструкција.

Мане:

• Снага се троши чак и док се то не ради за закључавање ротора у фиксни положај.
• Не постоји механизам повратне спреге који би исправио грешке ротације и пратио тренутни положај.
• Потребно му је компликовано коло возача.
• Обртни моменат се смањује при већој брзини.
• Није лако управљати мотором при већој брзини.