bulkycostscartcheckbox-checkedcheckbox-uncheckedclosecomparison Folder home hook iso list Magnifier NEU picto-tablerating-stars star tooltip warning wishlist

Porady

Silniki skokowe liniowe, silniki krokowe 2-fazowe, a także silniki krokowe o średnicy wału od 5 do 14 mm do użycia  w zastosowaniach wymagających dużej precyzji ruchu. Sprawdź napędy krokowe ze sterowaniem marki Trinamic!

Uwaga! Poniższy opis został przetłumaczony automatycznie.

Interesujące fakty na temat silników krokowych

  • Co to są silniki krokowe?

  • Gdzie są używane silniki?

  • Działanie silników krokowych

  • Czym różni się struktura różnych napędów?

  • Na co należy zwracać uwagę podczas zakupu silników krokowych

  • Nasza praktyczna wskazówka

  • Wniosek:

 

Co to są silniki krokowe?

Ilustracja: Kwadratowe silniki krokowe z krokami w różnych rozmiarach

Silniki krokowe to napędy elektryczne, które umożliwiają ruch wału przez wirnik pod określonym kątem.

Silniki określane również jako Stepper mają zatem, w przeciwieństwie do np. silników obrotowych, zdolność nie tylko do poruszania podłączonymi elementami, ale również do ich pozostawania w określonej pozycji.

Cechą szczególną silników krokowych jest to, że do pozycjonowania wału nie są potrzebne inne elementy enkodery, takie jak enkodery przyrostowe lub czujniki. Ich określenie pozycji jest już częścią zintegrowanego silnika.
Dzięki temu mogą być stosowane znacznie łatwiej niż połączenie silnika i nadajnika pozycji.

 

Gdzie są używane silniki?

Silniki krokowe są stosowane tam, gdzie konieczne są ruchy obrotowe z małymi kątami kroków i precyzyjne pozycjonowanie. W robotach są one na przykład odpowiedzialne za dokładne przemieszczanie w przypadku zadań Pick-and-Place, ponieważ pozwalają na to niezbędne precyzyjne sterowanie. Ponadto dzięki niezawodności i dokładnego pozycjonowania można ich znaleźć również w wielu innych obszarach: Obrabiarkach ręcznych i obrabiarek oraz w automatyzacji, medycynie i regulacji.

 

Działanie silników

Silniki krokowe istnieją w różnych wariantach, ale wszystkie są z tym związane 

Mają podobne działanie:

Istnieje zatem reluktancja i magnes trwały lub połączenie obu, hybrydowego silnika krokowego. Podstawowa zasada działania jest jednak taka sama dla wszystkich.

Duża liczba cewek, które różnią się od siebie (od 1a do 2b) w zewnętrznym stojanie, zapewnia napęd na wewnętrzny, ruchomy wirnik.

Zasilane prądem zwoje wytwarzają następujące po sobie pola magnetyczne, które w ostatecznym rozrachunku stymulują ruch obrotowy wirnika lub pozostawiają go dokładnie pod określonym kątem.

Rysunek: Uproszczone przedstawienie działania silnika krokowego

 

Czym różni się struktura różnych napędów?

W przypadku reluktancyjnego silnika krokowego wirnik składa się z ząbków z miękkiej gumy. Silniki są stosunkowo tanie, posiadają dokładny kąt skoku i nadają się do wyższych prędkości, ale mają stosunkowo mały moment obrotowy.

Zestaw elementów magnes stały stanowią silniki krokowe. Posiadają cylindryczne, namagnesowane promieniowo magnesy stałe jako wirnik. Dzięki temu rozdzielczość kąta kroku jest większa, ponieważ można wbudować mniej cewek, ale silniki mają do tego wysoki moment obrotowy.

Hybrydowe silniki skokowe łączą zalety dwóch wyżej wymienionych napędów. W tym przypadku wirnik jest tworzony przez osiowy stały magnes z ząbkowanymi końcówkami, które są przesunięte względem siebie w taki sposób, aby bieguny północ i południowy mogły się zmienić (patrz grafika powyżej). Dzięki tej konstrukcji można osiągnąć wysokie momenty obrotowe przy małych i dokładnych kątach kroku.

 

Na co należy zwracać uwagę podczas zakupu silników krokowych

Oprócz opisanych zalet i różnic w poszczególnych wariantach silnika, dostępny jest szereg innych cech, których należy przy zakupie wziąć pod uwagę:

Sterowanie/technika sterowania

Silniki krokowe mogą być stosowane jako jednopolowa lub dwubiegunowa technika sterowania. Ma to wpływ na różne aspekty, takie jak prędkość obrotowa silnika lub jego przyłączenie. Dwubiegunowe silniki krokowe mogą, w zależności od połączenia, wytwarzać wyższe prędkości i przy niskich prędkościach, zapewniają wyższy moment obrotowy niż jednobiegunowe. W tym celu stawiają jednak również większe wymagania dotyczące danego zasilania i są bardziej skomplikowane.

Dokładność

Dokładność napędów zależy od liczby kroków na pełny obrót. Liczba kroków wynosi zazwyczaj od 24 do 200, ale obecnie istnieją również silniki o wyższych liczbach. Krokomierz jest bezpośrednio połączony z kątem kroków: Na przykład krok wynosi 1,8 stopni dla 200 kroków. Również ten może dostarczyć informacji na temat dokładności silnika.

Moment trzymający

Moment zatrzymania informuje o tym, kiedy silnik może być obciążony podczas postoju. Moment zatrzymania jest więc jednym z najważniejszych wskaźników, ponieważ musi być uwzględniony zarówno w przypadku późniejszego zastosowania, jak i bezpiecznego uruchomienia.

Stopień ochrony

Stopień ochrony silnika informuje, do jakich obszarów zastosowania z jakimi wpływami środowiska napęd nadaje się później. Stopień ochrony jest zwykle podawany zgodnie z międzynarodową normą IP.

 
 

Praktyczna wskazówka: zintegrowane elementy sterujące

Silniki krokowe są już częściowo wyposażone we wbudowane elementy sterujące, takie jak enkodery do kontroli podjętych kroków. Mogą one być opłacalną alternatywą, szczególnie w procesach automatyzacji, lub uzupełnieniem komputerowego sterowania numerów (CNC). Jeśli wybierasz produkt ze sterowaniem, należy zwrócić uwagę na właściwe interfejsy.

 

Wnioski

Silniki krokowe zapewniają łatwe i niezawodne rozwiązania dla wszystkich zadań pozycjonowania. Za pomocą przedstawionych tutaj wskazówek można również znaleźć właściwy produkt dla państwa zastosowania.

 

 

 

 

Silnik krokowy jako napęd o dużej różnorodności

Silnik krokowy inaczej nazywany jest również skokowym – w obu przypadkach mamy jednak do czynienia z tym samym typem silnika elektrycznego, który wymaga zasilania impulsowego, przekształcając następnie impulsy elektryczne na ruchy mechaniczne o ściśle określonym kącie (kroku). Obrót przebiega w obrębie wirnika napędu, który może przyjąć formę silnika z magnesem trwałym, napędu o zmiennej reluktancji lub silnika hybrydowego, jakie z kolei przyjmują postać silników unipolarnych lub bipolarnych, zależnie od liczby wyprowadzeń (5/6 lub 4).

Niewątpliwe zalety silników skokowych w zakresie kontroli ruchu: idealne napędy dla modelarstwa i automatyki przemysłowej

Zasada działania silnika krokowego i sterowania jego pracą jest niezwykle prosta: silnik 200-krokowy, po otrzymaniu 100 impulsów, wykona połowę obrotu w obrębie rotora. Chociaż prędkość obrotowa silników skokowych nie należy do najwyższych, nie zawsze jest to ich wadą. Pozwalają one bowiem na uzyskanie znacznej precyzji pozycjonowania obiektów za pomocą zaawansowanej kontroli ruchu – tym bardziej, jeśli zdarzy nam się nabyć silnik micro-stepping, w którego przypadku możliwe jest dokonanie podziału przesyłanych do napędu impulsów elektrycznych. W dodatku, silniki krokowe utrzymują znaczną siłę nawet podczas uzyskiwania niewielkich prędkości, dzięki czemu nie wymagają dodatkowych serwomechanizmów, a także pozbawione są zużywających się elementów poddanych tarciu.

Kiedy zaopatrzyć się w silnik krokowy, czyli zastosowanie napędu skokowego

Na rynku znajdują się dziś zarówno niewielkie silniki 2-fazowe (np. posiadające zintegrowaną przekładnię), jak i silniki skokowe typu liniowego, a także potężniejsze silniki 3- czy 5-fazowe, które wyposażono w nieco droższe układy sterowania, oferując w zamian większą precyzję czy moment trzymający. Możliwe jest również zaopatrzenie się w bardziej ustandaryzowane pod względem średnic wirnika silniki klasyczne, podczas gdy każdy z tych typów sprawdzi się na gruncie innego zastosowania. Obecnie silniki skokowe najczęściej możemy spotkać jako nieodzowne komponenty frezarek CNC, ploterów, zautomatyzowanych dozowników czy tokarek, które wymagają zapewnionej jego pracą precyzji ruchu i pozycjonowania. Inne zastosowania przewidują użytek w czytnikach CD/DVD czy głowicach drukarek.

Wypatrz bezkonkurencyjny silnik krokowy w Conrad 

Silniki krokowe – zarówno w postaci prostszych modeli, jak i zaopatrzonych w nieco droższe sterowniki silników skokowych (np. z precyzyjnym microsteppingiem) – występują w sklepie Conrad w wystarczającej liczbie odsłon (zarówno wirujących, liniowych, o reluktancji, magnesach trwałych czy formie hybrydowej), by zadowolić zarówno użytkowników poszukujących silnika do zastosowań hobbystycznych czy modelarskich, jak i pragnących odnaleźć model odpowiedni przewidzianemu projektem urządzeniu przemysłowym.