В автоматизираното оборудване, прецизните инструменти, роботите и дори ежедневните 3D принтери и устройствата за интелигентен дом, микро стъпковите двигатели играят незаменима роля поради прецизното си позициониране, лесното управление и високата си икономическа ефективност. Въпреки това, изправени пред ослепителното разнообразие от продукти на пазара, как да изберете най-подходящия микро стъпков двигател за вашето приложение? Дълбокото разбиране на ключовите му параметри е първата стъпка към успешен избор. Тази статия ще предостави подробен анализ на тези основни показатели, за да ви помогне да вземете информирани решения.
1. Ъгъл на стъпката
Определение:Теоретичният ъгъл на въртене на стъпков двигател при получаване на импулсен сигнал е най-фундаменталният показател за точност на стъпковия двигател.
Общи стойности:Стандартните двуфазни хибридни микростъпкови двигатели са с ъгли на стъпка 1,8° (200 стъпки на оборот) и 0,9° (400 стъпки на оборот). По-прецизните двигатели могат да постигнат по-малки ъгли (например 0,45°).
Резолюция:Колкото по-малък е ъгълът на стъпката, толкова по-малък е ъгълът на едностъпковото движение на двигателя и толкова по-висока е теоретична резолюция на позицията, която може да се постигне.
Стабилна работа: При същата скорост, по-малък ъгъл на стъпката обикновено означава по-плавна работа (особено при микростъпково задвижване).
Точки за избор:Изберете според минималното необходимо разстояние на движение или изискванията за точност на позициониране на приложението. За високопрецизни приложения, като оптично оборудване и прецизни измервателни уреди, е необходимо да изберете по-малки ъгли на стъпка или да разчитате на технология за микростъпково задвижване.
2. Задържащ въртящ момент
Определение:Максималният статичен въртящ момент, който един двигател може да генерира при номинален ток и в заредено състояние (без въртене). Единицата обикновено е N·cm или oz·in.
Значение:Това е основният индикатор за измерване на мощността на двигателя, определящ колко външна сила може да устои двигателят, без да губи тактова честота, когато е неподвижен, и какво натоварване може да поеме в момента на стартиране/спиране.
Въздействие:Пряко свързано с размера на натоварването и възможността за ускорение, които двигателят може да задвижва. Недостатъчният въртящ момент може да доведе до затруднено стартиране, загуба на стъпка по време на работа и дори спиране.
Точки за избор:Това е един от основните параметри, които трябва да се вземат предвид при избора. Необходимо е да се гарантира, че задържащият въртящ момент на двигателя е по-голям от максималния статичен въртящ момент, изискван от товара, и че има достатъчен запас за безопасност (обикновено се препоръчва да бъде 20% -50%). Вземете предвид изискванията за триене и ускорение.
3. Фазов ток
Определение:Максималният ток (обикновено RMS стойност), който може да премине през всяка фазова намотка на двигател при номинални работни условия. Единица Ампер (A).
Значение:Директно определя големината на въртящия момент, който двигателят може да генерира (въртящият момент е приблизително пропорционален на тока) и повишаването на температурата.
Връзката с устройството:е от решаващо значение! Двигателят трябва да бъде оборудван с драйвер, който може да осигури номиналния фазов ток (или може да бъде регулиран до тази стойност). Недостатъчният задвижващ ток може да доведе до намаляване на изходния въртящ момент на двигателя; Прекомерният ток може да изгори намотката или да причини прегряване.
Точки за избор:Ясно посочете необходимия въртящ момент за приложението, изберете подходящия двигател със спецификация на тока въз основа на кривата на въртящия момент/тока на двигателя и стриктно съобразете изходния ток на драйвера.
4. Съпротивление на намотката на фаза и индуктивност на намотката на фаза
Съпротивление (R):
Определение:Съпротивлението на постоянния ток на всяка фазова намотка. Единицата е омове (Ω).
Въздействие:Влияе на захранващото напрежение, необходимо за захранване на драйвера (според закона на Ом V=I * R) и загубите в медта (генериране на топлина, загуба на мощност=I² * R). Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-високо е необходимото напрежение при същия ток и толкова по-голямо е генерирането на топлина.
Индуктивност (L):
Определение:Индуктивността на всяка фазова намотка. Единица милихенри (mH).
Въздействие:е от решаващо значение за високоскоростната работа. Индуктивността може да възпрепятства бързите промени в тока. Колкото по-голяма е индуктивността, толкова по-бавно се покачва/спада токът, което ограничава способността на двигателя да достигне номинален ток при високи скорости, което води до рязко намаляване на въртящия момент при високи скорости (затихване на въртящия момент).
Точки за избор:
Двигателите с ниско съпротивление и ниска индуктивност обикновено имат по-добри характеристики при висока скорост, но може да изискват по-високи задвижващи токове или по-сложни технологии за задвижване.
Високоскоростните приложения (като например високоскоростно дозиращо и сканиращо оборудване) трябва да дават приоритет на двигателите с ниска индуктивност.
Драйверът трябва да може да осигури достатъчно високо напрежение (обикновено няколко пъти по-високо от напрежението на „IR“), за да преодолее индуктивността и да осигури бързо установяване на тока при високи скорости.
5. Повишаване на температурата и клас на изолация
Повишаване на температурата:
Определение:Разликата между температурата на намотката и околната температура на двигателя след достигане на термично равновесие при номинален ток и специфични работни условия. Единица ℃.
Значение:Прекомерното повишаване на температурата може да ускори стареенето на изолацията, да намали магнитните характеристики, да съкрати живота на двигателя и дори да причини неизправности.
Ниво на изолация:
Определение:Стандарт за ниво на топлоустойчивост на изолационните материали на намотките на двигателя (като ниво B 130°C, ниво F 155°C, ниво H 180°C).
Значение:определя максимално допустимата работна температура на двигателя (температура на околната среда + повишаване на температурата + граница на прегряване ≤ температура на нивото на изолацията).
Точки за избор:
Разберете температурата на околната среда на приложението.
Оценете работния цикъл на приложението (непрекъсната или периодична работа).
Изберете двигатели с достатъчно високи нива на изолация, за да гарантирате, че температурата на намотките не надвишава горната граница на нивото на изолация при очакваните работни условия и повишаване на температурата. Добрият дизайн на разсейването на топлината (като например инсталиране на радиатори и принудително въздушно охлаждане) може ефективно да намали повишаването на температурата.
6. Размер на двигателя и метод на монтаж
Размер:главно се отнася до размера на фланеца (като например стандартите на NEMA, като NEMA 6, NEMA 8, NEMA 11, NEMA 14, NEMA 17 или метричните размери, като например 14 мм, 20 мм, 28 мм, 35 мм, 42 мм) и дължината на корпуса на двигателя. Размерът влияе пряко на изходния въртящ момент (обикновено колкото по-голям е размерът и колкото по-дълго е корпусът, толкова по-голям е въртящият момент).
NEMA6 (14 мм):
NEMA8 (20 мм):
NEMA11 (28 мм):
NEMA14 (35 мм):
NEMA17 (42 мм):
Методи за монтаж:Често срещаните методи включват монтаж на преден фланец (с резбовани отвори), монтаж на заден капак, монтаж със скоби и др. Необходимо е да се съобрази със структурата на оборудването.
Диаметър и дължина на вала: Диаметърът и дължината на удължението на изходния вал трябва да се адаптират към съединителя или натоварването.
Критерии за подбор:Изберете минималния размер, разрешен от пространствените ограничения, като същевременно спазвате изискванията за въртящ момент и производителност. Проверете съвместимостта на позицията на монтажния отвор, размера на вала и страната на натоварване.
7. Инерция на ротора
Определение:Моментът на инерция на самия ротор на двигателя. Единицата е g · cm².
Въздействие:Влияе на скоростта на реакция на ускорение и забавяне на двигателя. Колкото по-голяма е инерцията на ротора, толкова по-дълго е необходимото време за стартиране и спиране и толкова по-високи са изискванията за ускорение на задвижването.
Точки за избор:За приложения, които изискват често стартиране, спиране и бързо ускорение/забавяне (като например високоскоростни роботи за вземане и поставяне, позициониране с лазерно рязане), се препоръчва да се изберат двигатели с малка инерция на ротора или да се гарантира, че общата инерция на натоварването (инерция на натоварването + инерция на ротора) е в препоръчителния диапазон на съответствие на драйвера (обикновено се препоръчва инерция на натоварването ≤ 5-10 пъти инерцията на ротора, като високопроизводителните задвижвания могат да бъдат облекчени).
8. Ниво на точност
Определение:Това се отнася главно до точността на ъгъла на стъпката (отклонението между действителния ъгъл на стъпката и теоретичната стойност) и кумулативната грешка на позициониране. Обикновено се изразява като процент (например ± 5%) или ъгъл (например ± 0,09°).
Въздействие: Пряко влияе върху абсолютната точност на позициониране при управление с отворен контур. Несинхронизирането (поради недостатъчен въртящ момент или висока скорост на стъпково превключване) ще доведе до по-големи грешки.
Ключови точки за избор: Стандартната точност на двигателя обикновено може да отговори на повечето общи изисквания. За приложения, които изискват изключително висока точност на позициониране (като например оборудване за производство на полупроводници), трябва да се изберат високопрецизни двигатели (например в рамките на ± 3%) и може да изискват управление със затворен контур или енкодери с висока резолюция.
Цялостно разглеждане, прецизно съвпадение
Изборът на микро стъпкови двигатели не се основава само на един параметър, а трябва да бъде обмислен цялостно според специфичния сценарий на приложение (характеристики на натоварване, крива на движение, изисквания за точност, диапазон на скоростта, ограничения на пространството, условия на околната среда, бюджет за разходи).
1. Изяснете основните изисквания: Въртящият момент и скоростта са отправните точки.
2. Съвпадение на захранването на драйвера: Параметрите на фазовия ток, съпротивлението и индуктивността трябва да са съвместими с драйвера, като се обърне специално внимание на изискванията за висока скорост.
3. Обърнете внимание на управлението на температурата: уверете се, че повишаването на температурата е в допустимия диапазон на нивото на изолация.
4. Вземете предвид физическите ограничения: Размерът, методът на монтаж и спецификациите на вала трябва да бъдат адаптирани към механичната конструкция.
5. Оценка на динамичните характеристики: Приложенията с често ускорение и забавяне изискват внимание към инерцията на ротора.
6. Проверка на точността: Потвърдете дали точността на ъгъла на стъпката отговаря на изискванията за позициониране с отворен контур.
Като се задълбочите в тези ключови параметри, можете да разсеете мъглата и точно да определите най-подходящия микро стъпков двигател за проекта, полагайки солидна основа за стабилна, ефективна и прецизна работа на оборудването. Ако търсите най-доброто решение за двигател за конкретно приложение, не се колебайте да се консултирате с нашия технически екип за персонализирани препоръки за избор въз основа на вашите подробни нужди! Ние предлагаме пълна гама от високопроизводителни микро стъпкови двигатели и съответстващи драйвери, за да отговорим на разнообразни нужди - от общо оборудване до авангардни инструменти.
Време на публикуване: 18 август 2025 г.