Porady
Uwaga! Poniższy opis został przetłumaczony automatycznie.
Silniki krokowe są obecnie powszechne w obszarze automatyzacji. Wyposażenie
Nadają się doskonale do wszystkich zastosowań, w których wymagane jest dokładne pozycjonowanie. Do ich napędu i sterowania stosuje się sterownik silników krokowych. W naszym poradnikiem dowiesz się, jak funkcjonują i na co należy zwrócić uwagę przy zakupie.
Co to są silniki krokowe?
Sterowanie silnikami krokowymi ze sterownikami silnika krokowego
Kryteria zakupu sterowników silników krokowych - co jest ważne?
Nasza wskazówka: Idealne napięcie
FAQ - najczęściej zadawane pytania dotyczące sterowników silników krokowych
Co to są silniki krokowe?
Klasyczne silniki elektryczne nie można prawie pominąć z techniki napędowej. Są one używane do przesuwania się w ruch i do obracania poprzez przykładanie napięcia. W zależności od obciążenia mechanicznego prędkość obrotu spada wyżej lub poniżej. Nie nadają się one jednak do zastosowań wymagających dokładności. W takich przypadkach tak zwane silniki krokowe są lepszym wyborem, ponieważ umożliwiają ukierunkowany rozruch określonych punktów i precyzyjne pozycjonowanie. Silniki krokowe mogą, nawet przy niskich prędkościach, wytwarzać wysoki moment obrotowy, pracować bardzo niezawodnie i są częścią wielu zastosowań przemysłowych i profesjonalnych. Są one używane między innymi do sterowania robotami lub są stosowane w drukarkach, aby ustawić punkty kolorów obok siebie w bardzo małych odstępach. Silniki krokowe są również używane w sterowaniu CNC. CNC (Skomputeryzowane sterowanie numeryczne = „wspomagane komputerowo sterowanie numeryczne”) oznacza elektroniczny proces sterowania maszynami CNC, które wytwarzają detale z niezwykłą precyzją. Zaliczają się do nich np. frezowanie CNC, które jest stosowane do grawerowania lub frezowania obiektów 3D. Silniki krokowe są również montowane w pojazdach silnikowych, na przykład do sterowania klapami systemów grzewczych i klimatyzacyjnych.
Silniki krokowe pracują inaczej niż silniki prądu stałego lub prądu stałego. Silnik krokowy to bezszczotkowy silnik synchroniczny składający się z części obrotowej, tzw. wirnika, oraz części nieobrotowej, stojana. Stojan jest wyposażony w cewki, które wytwarzają pole elektromagnetyczne i których uzwojenia są celowo włączane i wyłączane, co rozpoczyna się obracanie wirnika. Poprzez sterowanie cewki można wpływać na kąt obrotu. Jeden obrót składa się z określonej liczby równie dużych kroków. Każdy pojedynczy krok wymaga impulsu, aby móc go wykonać. Wraz ze wzrostem częstotliwości impulsów ruch krokowy przechodzi w ciągły ruch obrotowy. Z reguły silniki przemysłowe generują 200 kroków na obrót. Innymi słowy, aby całkowicie obrócić oś silnika, konieczne jest 200 dyskretnych kroków.
W zależności od konstrukcji można wyróżnić kilka rodzajów silników krokowych: Reluktancyjne silniki krokowe mają zębaty wirnik z miękkiego żelaza. Osiągają wysoką prędkość i dokładny kąt skoku, ale wytwarzają tylko mały moment obrotowy. Silniki krokowe z magnesem trwałym są natomiast wyposażone w wirnik w postaci cylindrycznego magnesu stałego. Wytwarzają większy moment obrotowy niż silniki krokowe z reluktancją, ale pracują przy mniej dokładnych kątach kroku. Hybrydowe silniki krokowe to w pewnym sensie złożony kształt z reluktancyjnych i magnesów trwałych silników krokowych. Wytwarzają wysoki moment obrotowy, dokładny kąt kroku i są dziś najbardziej rozpowszechnione.
Sterowanie silnikiem krokowym ze sterownikiem silnika krokowego
Silniki krokowe są bezszczotkowe, a tym samym odporne na zużycie jako klasyczne silniki elektryczne, ale muszą być sterowane za pomocą kontrolera, aby się obracać. Sterowniki silników krokowych podejmują się tego zadania. Jak sama nazwa wskazuje, mają one przede wszystkim funkcję napędu silnika, ale służą również do ukierunkowanego sterowania silnikiem krokowym, np. poprzez regulację prędkości, kierunku obrotów, siły obrotu lub pozycji obrotu.
Sterowniki silnika krokowego współpracują z tzw. indeksem silnika krokowego lub kontrolerem silnika krokowego, który jest z reguły wcześniej podłączony. Udostępnia sygnały krok i sterowanie kierunkiem, które odbiera sterownik silnika krokowego i przekształca go w sygnały elektryczne niezbędne do pracy silnika. Poprzez odpowiedni interfejs (np. RS-232 lub RS-485) komunikacja z indeksem silnika krokowego. Może być połączony z komputerem, którego polecenia przetransformują się w odpowiednie sygnały sterujące kierunkiem i kierunkami i przekazują je ostatecznie do sterownika silnika krokowego. Dostępne są również wersje do pracy w trybie autonomicznym.
Sterowniki silników krokowych wpływają na przepływ prądu przepływającego przez uzwojenia w silniku i ostatecznie określają, jak wysokie lub niskie są prędkość i moment obrotowy. Niektóre sterowniki posiadają dodatkowo zintegrowany zegar taktujący, który umożliwia dopasowanie prędkości obrotowej z zewnątrz, na przykład poprzez uruchomienie joysticka. Poziom przepływu prądu i czas, w którym uzwojenie się „wzbudza”, zależy od indukcyjności silnika.
Nie ma stałej metody konfigurowania sterowników silnika. Konfiguracja różni się w zależności od sterownika i płyty. Często używane jest odpowiednie oprogramowanie, ale istnieje również możliwość wprowadzania ustawień za pomocą sprzętu. Jest to zwykle w przypadku, gdy na płycie znajduje się jeden lub kilka przełączników DIP.
W naszym sklepie internetowym znajdziesz duży wybór sterowników silników krokowych w postaci płytek drukowanych, modułów i drążków, które są odpowiednie dla różnych obszarów zastosowania.
Nasza wskazówka: Idealne napięcie
Wiele sterowników silników krokowych może wytwarzać napięcie, które przekracza napięcie znamionowe silnika. Napięcie wyjściowe sterownika jest proporcjonalne do momentu obrotowego i prędkości obrotowej i powinno być możliwie wysokie. Prawidłowe napięcie jest jednak niekoniecznie łatwe. Zasadniczo zaleca się, aby sterownik i silnik nie były natychmiast zasilane maksymalnym napięciem, lecz zacząć od małego napięcia i stopniowo je zwiększać. W tym kontekście sterowniki silników krokowych są bardzo praktyczne i posiadają regulację prądu. Zapobiegają one powstaniu nadmiernego natężenia prądu poprzez ograniczenie wyższych napięć do prądu znamionowego silnika.
Kryteria zakupu sterowników silników krokowych - co jest ważne?
Przy wyborze odpowiedniego sterownika silnika krokowego należy najpierw uwzględnić maksymalny prąd fazowy. Podaje się maksymalne prądy fazowe w celu przeciwdziałania wydzielaniu ciepła w cewkach silnika. Możesz filtrować w naszym sklepie internetowym według tego kryterium.
Aby zapobiec przegrzaniu, a tym samym potencjalnie uszkodzeniom elektroniki, sterowniki silników krokowych powinny być idealnie wyposażone w radiator lub wentylator. Niektóre sterowniki wyłączają się automatycznie w przypadku zbyt wysokiego wzrostu ciepła. Istnieje możliwość późniejszego przezbrojenia sterowników w radiator. Należy przy tym jednak zwrócić uwagę na kompatybilność obu komponentów. Informacje na ten temat można znaleźć w opisie producenta.
Interfejsy mogą stanowić decydujące kryterium zakupu, jeśli sterownik silnika krokowego ma być sterowany przez komputer. Nie każdy laptop lub komputer stacjonarny jest wyposażony w złącze RS-232 lub RS-483. W takich przypadkach sensowne jest wybranie sterownika ze złączem USB.
Jeśli chcesz sterować sterownikiem silnika krokowego za pomocą Arduino lub innego mikrokontrolera, należy zwrócić uwagę, aby każda wersja była z nią kompatybilna. Odpowiednie dane można znaleźć w opisie producenta.
FAQ - najczęściej zadawane pytania dotyczące sterowników silników krokowych
Co to są silniki krokowe z zamkniętą pętlą?
Silniki z zamkniętą pętlą są przeciwne do silników z otwartą pętlą. Otwarta pętla oznacza coś w rodzaju „otwartej pętli sterowania”, co oznacza, że kierowca nie otrzymuje informacji zwrotnej podczas sterowania silnikiem. W ten sposób nie jest rejestrowana utrata kroku, was może prowadzić do niedokładnego pozycjonowania. Zamknięta pętla oznacza zamkniętą pętlę sterowania. Silniki, które działają zgodnie z tą zasadą, są wyposażone w system sygnalizacji położenia i korygują ewentualne usterki, dzięki czemu nie może dojść do strat na skokach.
Co to są mostki H?
Mostki H służą do sterowania bipolarnymi silnikami krokowymi, które wymagają odwrócenia polaryzacji prądu roboczego. Obwód mostków H składa się z 4 przełączników półprzewodnikowych (np. Tranzystorów) i musi być utworzony dla każdego uzwojenia.