Руководство по nema 17 Stepper Motors: как они работают, преимущества и недостатки, как их использовать, и их сценарии применения
2024-01-19 14079

В сегодняшнем высоко автоматизированном технологическом поле nema 17 Stepper Motor, с его точной способностью управления и надежной адаптивностью, стал важным компонентом систем точного управления.Эта статья направлена на то, чтобы углубиться в строительство, характеристики и стратегии управления шаговым двигателем NEMA 17 в расширенных приложениях.От его уникальных характеристик угла шага и эффективных возможностей преобразования энергии до ее производительности в различных сценариях применения, мы подробно проанализируем технические детали и преимущества применения этого двигателя.В частности, в таких областях, как 3D -принтеры, машины с ЧПУ и роботизированные технологии, Stepper Motor NEMA 17 демонстрирует свое незаменимое значение с его высокой точностью позиционирования и сильным крутящим моментом.Мы также рассмотрим планировку катушки, текущее управление и конфигурацию драйвера, которые в совокупности определяют производительность и эффективность двигателя.

шаговый двигатель

NEMA 17 шаговых двигателей - это краеугольный камень систем точного управления и Excel для обеспечения подробного управления углом.Примечательной особенностью является угол шага 1,8 °, который помогает моторному валу точно вращаться с каждым шагом.Полное вращение на 360 ° требует 200 шагов.Этот сложный шаг, который, как оказался, помогает повысить точность позиционирования, что делает двигатель отличным выбором для 3D -принтеров, машин с ЧПУ и роботами, где точность имеет решающее значение.

Моторы NEMA 17 работают на стандартном 12V и способны умело управлять до 1,2А на фазу.Эта возможность играет ключевую роль в обеспечении максимального крутящего момента.С пиковым крутящим моментом до 3,2 кг-CM, двигатель идеально подходит для обработки больших нагрузок, обнаруженных в оборудовании автоматизации.

Как работает NEMA 17

Конфигурация проводки-это аспект, который стоит отметить, двигатели NEMA 17 включают шесть цветовых проводов с открытыми концами свинца.Функции этих проводов варьируются в зависимости от того, находятся ли они в однополярном или биполярном движущем двигателе.

Обмотки двигателя разделены на две группы: первая содержит черные, желтые и зеленые проводники, а второй содержит красные, белые и синие проводники.Эта специальная договоренность имеет решающее значение для эффективного управления током и крутящим моментом.В этих обмотках направление и прочность тока потока осложняют результирующее магнитное поле и, следовательно, крутящий момент и скорость.Тщательное управление этими обмотками имеет решающее значение для обеспечения стабильной, эффективной работы двигателя в различных условиях нагрузки.

Кроме того, правильная конфигурация проводки выходит за рамки простых соображений производительности;Это значительно влияет на жизнь двигателя.Неправильная проводка может вызвать такие проблемы, как перегрев двигателя или уменьшенный крутящий момент, в то время как правильные настройки могут максимизировать эффективность и выход.Следовательно, при проектировании и реализации систем управления двигателем шаговых двигателей необходимо уделять внимание этим сложным вопросам.

Характеристики

• Эффективно преобразует ток в крутящий момент.
• Высокая долговечность и точность.
• Подходит для различных устройств, таких как Makerbot, MBOT и т. Д.
• Умеренный размер для легкой интеграции.

Технические характеристики

• Угол шага 1,8 градуса.
• Вес 350 грамм.
• Оцененный ток 1,2А на обмотку.
• Выходной диаметр вала 5 мм.
• Размеры управления 42,3 мм × 48 мм (исключая вал).
• 4-проводные 8-дюймовые лиды.
• Удерживая крутящий момент 3,2 кг-см.
• Оцененное напряжение 4V, рабочее напряжение 12 В.К.
• Индуктивность 2,8 мч на обмотку.
• Длина свинца 30 см.
• Рабочая температура диапазон от -10 до 40 ° C.
• Удерживая крутящий момент 22,2 унции.

Структура шаговых двигателей

Преимущества шаговых двигателей

Угол вращения ротора определяется количеством приложенных импульсов.Шаповый двигатель вращается неравномерно, но шаги имеют определенное значение.Таким образом, чтобы повернуть ось в желаемое положение, мы просто применяем известное количество импульсов.

Положение зависит от входного импульса, что позволяет без обратной связи позиционировать.Один шаг, один импульс.С количеством предоставленных импульсов двигатель входит в эту позицию.

Двигатель обеспечивает полный крутящий момент в режиме остановки.Это хорошо, потому что мощный двигатель не нуждается в торможении, чтобы удерживать положение вала, вы можете вырвать его с помощью водителя.

Точное позиционирование и повторяемость.Хороший шаговый двигатель имеет точность от 3% до 5% от значения шага.Эта ошибка не накапливается от одного шага к следующему, потому что количество шагов на революцию в двигателе является постоянным, что всегда приводит к повороту на 360 градусов.

Высокая надежность.Высокая достоверность двигателя связана с отсутствием кистей.Срок службы определяется сроком службы подшипника.

Возможность получения низкого оборота.Чтобы получить более низкую скорость двигателя, этого достаточно, чтобы замедлить частоту импульса, тогда двигатель будет продолжаться медленнее, а скорость будет небольшой.

Высокий крутящий момент на низкой скорости.Высокий крутящий момент на низких скоростях устраняет необходимость в коробке передач, упрощая конструкцию оборудования.

Значительный диапазон скорости может быть покрыт.Скорость двигателя прямо пропорциональна частоте входных импульсов, доставляя их быстрее или медленнее, мы также влияем на скорость вращения.

Недостатки шаговых двигателей

Шаповые двигатели характеризуются явлением резонанса.Шаповые двигатели имеют присущую резонансную частоту.Это связано с тем, что ротор будет колебаться в течение некоторого времени, прежде чем запираться в свое окончательное положение после снабжения тока обмоткам, и чем больше инерция ротора, тем сильнее колебание.Резонанс может привести к увеличению шума, вибрации и уменьшению крутящего момента двигателя.Одним из способов победить резонанс является увеличение подразделений.Небольшие движения в микро-стойке не требуют длительных периодов ускорения и фиксации ротора, быстро останавливаясь между шагами и увеличивая частоту ходьбы выше резонансной частоты.

Поскольку от операции нет обратной связи, контроль положения может быть потерян.Если сила на стержне превышает то, что может производить двигатель, она начнет пропуск этапов.Поскольку от двигателя нет обратной связи, контроллер не может знать, что, даже если двигатель снова начинает вращаться, он начинается с неправильной рабочей позиции.Чтобы компенсировать этот недостаток, вы можете использовать сервоприводный двигатель или увеличить крутящий момент на валу, увеличив напряжение, настройку привода на более высокий ток или заменив двигатель более мощным.

Энергия потребляется независимо от нагрузки.Шаповый двигатель в нейтральном положении блокируется при полном крутящем моменте.Он также ходит с большим импульсом.Следовательно, он продолжает потреблять мощность без особой зависимости от нагрузки на вал.Мы можем уменьшить общее энергопотребление двигателя, используя драйвер, чтобы уменьшить ток, предоставляемый в режиме удержания.

NEMA 17 Стратегии использования и управления двигателем NEMA 17

NEMA 17 Шаповые моторные приложения

Заключение

Часто задаваемые вопросы