Jak funguje krokový motor?
Krokový motor je jednoduchý dvoufázový bezkartáčový synchronní motor skládající se ze segmentovaného zmagnetovaného rotoru a statoru s předepsaným počtem elektromagnetických cívek. Když jsou cívky pod napětím, vytvářejí severní a jižní póly, které tlačí nebo táhnou segmentovaný zmagnetovaný rotor tak, aby se roztočil. Na obrázku níže můžete vidět vnitřní konstrukci a zarovnání zubů mezi statorem a rotorem u typického hybridního krokového motoru. Jemné zuby rovnoměrně rozmístěné po celém průměru zajišťují přírůstkovou úhlovou rotaci, která vede k mechanickému pohybu.
řez statoru a rotoru krokového motoru
Krokové motory se skládají ze dvou vinutí (2 fázových), které jsou napájeny stejnosměrným proudem. Když je proud v jednom vinutí obrácen, hřídel motoru se posune o jeden krok. Převrácením proudu v každém vinutí je poloha a rychlost motoru snadno a přesně řízena, což činí krokový motor extrémně užitečným pro mnoho různých aplikací s řízením polohy. Velikost kroku je dána konstrukčními charakteristikami motoru, přičemž nejběžnější je úhel kroku 1,8° (skládající se z 200 zubů). Další úhly kroků jsou snadno dostupné. Počet kroků na 1 otáčku se vypočítá vydělením 360° úhlem kroku.
Krokové motory se vybírají podle jejich přídržného krouticího momentu a odpovídajícího jmenovitého proudu. Přídržný moment určuje maximální externí krouticí moment aplikovaný na motor (napájený jmenovitým proudem) ve statické poloze bez otáčení. V okamžiku, kdy se motor začne otáčet, se dostupný točivý moment často označuje jako moment zvratu (Pull-out torque), který udává mezní hodnotu momentu při stabilním a konstantním chodu motoru bez ztráty kroku. Velikost momentu zvratu je reprezentována hodnotami vynesenými na křivkách krouticího momentu v závislosti na otáčkách motoru.
Cívky krokového motoru mohou být konfigurovány v unipolárním nebo bipolárním uspořádání.
Nejsnazším způsobem, jak ovládat posloupnost cívek pro otáčení hřídele motoru, je použít unipolární konfiguraci zapojení na což postačí jednoduchá elektronika (driver) krokového motoru. Bipolární uspořádání vyžaduje sofistikovanější elektroniku, aby byla správným způsobem buzena sekvence vinutí pro ovládání motoru, což také poskytuje další výkonnostní výhody, jako je vyšší přídržný moment.
Řídicí jednotky krokových motorů jsou k dispozici v široké škále napětí a proudů. Výkon motoru velmi závisí na proudu a napětí dodávaném řídicí jednotkou. Výrazy „full-step“, „half-step“ a „microstep“ se běžně používají při řešení odpovídajícího způsobu řízení krokových motorů pro danou aplikaci. Například krokový motor s úhlem 1,8° má 200 diskrétních poloh při plné (360°) otáčce. Vydělením 360° počtem 200 kroků, získáme úhel kroku 1,8°, díky čemuž hřídel motoru postoupí o 1,8° pokaždé, když je motoru dán povel udělat jeden krok – také znám jako „full-step“ (plný krok). Pojem „half-step“ (půl krok) označuje úhel kroku 0,9° (polovina celého kroku 1,8°), kterého je dosaženo spínací technikou, která střídavě aplikuje kladný proud, žádný proud a záporný proud na každé vinutí v patřičném sledu. Pojem „microstep“ označuje sofistikovanější formu řízení, která jde nad rámec jednoduchého přepínání výkonu mezi vinutími fází motoru a řídí množství proudu odesílaného do jednotlivých vinutí. Hlavní výhodou mikrokrokování je snížení amplitudy rezonance, ke které dochází, když motor pracuje na své vlastní frekvenci. Mikrokrokování umožňuje umístění hřídele na jiných místech než v místech 1,8° nebo 0,9° poskytovaných metodami celého nebo půl kroku. Pozice mikrokrokování se vyskytují mezi dvěma úhlovými body v rotaci rotoru. Nejběžnějšími inkrementy při mikrokrokování jsou 1/5, 1/10, 1/16, 1/32, 1/125 a 1/250 celého kroku.
V našem sortimentu můžete vybírat z několika druhů krokových motorů. Nabízíme jak samostatné krokové motory, tak i celé sestavy včetně externího či integrovaného řízení s dalším příslušenstvím. Krokové motory máme bez i se zpětnou vazbou.
- Hybridní krokové motory MAE-AMETEK – velikosti NEMA 16, 17, 23, 34, 42
- Sestavy hybridních krokových motorů s řízením Ezi-STEP bez zpětné vazby
- Sestavy hybridních krokových motorů s řízením Ezi-SERVO I/II se zpětnou vazbou
- Ekonomická řada S-SERVO I/II se zpětnou vazbou
- Speciální krokové motory do drsných a extrémních podmínek
