Número Browse:4 Autor:editor do site Publicar Time: 2023-05-16 Origem:alimentado
Neste artigo, abordaremos os fundamentos dos motores de passo.Você aprenderá sobre o princípio de funcionamento, método de controle, uso e tipos de motores de passo.
Um motor de passo é um motor elétrico cuja principal característica é que seu eixo gira executando etapas, ou seja, movendo-se por uma quantidade fixa de graus.Esta característica é obtida graças à estrutura interna do motor, e permite saber a posição angular exata do eixo simplesmente contando quantos passos foram executados, sem a necessidade de um sensor.Esse recurso também o torna adequado para uma ampla gama de aplicações.
Como todos os motores elétricos, os motores de passo possuem uma parte estacionária (o estator) e uma parte móvel (o rotor).No estator, existem dentes nos quais as bobinas são conectadas, enquanto o rotor é um ímã permanente ou um núcleo de ferro de relutância variável.Iremos nos aprofundar nas diferentes estruturas do rotor mais tarde.O princípio básico de funcionamento do motor de passo é o seguinte: Ao energizar uma ou mais fases do estator, um campo magnético é gerado pela corrente que flui na bobina e o rotor se alinha com esse campo.Ao fornecer diferentes fases em sequência, o rotor pode ser girado em uma quantidade específica para atingir a posição final desejada.
Existem diferentes drivers de motor de passo disponíveis no mercado, que apresentam diferentes recursos para aplicações específicas.As características mais importantes incluem a interface de entrada.As opções mais comuns são:
Passo/Direção – Ao enviar um pulso no pino Passo, o driver altera sua saída de forma que o motor execute um passo, cuja direção é determinada pelo nível no pino Direção.
Fase/Ativar – Para cada fase do enrolamento do estator, Fase determina a direção da corrente e aciona a Ativação se a fase estiver energizada.
PWM – Controla diretamente os sinais de porta dos FETs do lado baixo e do lado alto.
Outra característica importante de um driver de motor de passo é se ele só é capaz de controlar a tensão no enrolamento, ou também a corrente que passa por ele:
Com o controle de tensão, o driver regula apenas a tensão no enrolamento.O torque desenvolvido e a velocidade com que os passos são executados dependem apenas das características do motor e da carga.
Os drivers de controle de corrente são mais avançados, pois regulam a corrente que passa pela bobina ativa para ter um melhor controle sobre o torque produzido e, portanto, o comportamento dinâmico de todo o sistema.
O estator do motor de passo reativo é feito de chapas de aço silício e os dois pólos magnéticos opostos são enrolados com o mesmo enrolamento com diferentes direções de enrolamento.Quando energizado, um par de pólos N e S é formado e não há enrolamento no rotor do motor.O rotor do motor é feito de material magnético macio.Existem muitos dentes pequenos com o mesmo tamanho e o mesmo espaçamento na superfície externa do polo do rotor e na superfície interna do polo do estator.A força eletromagnética é a força motriz para o motor de passo reativo se mover.Sob a ação da força eletromagnética, o rotor se moverá para a posição de máxima permeabilidade magnética (ou mínima resistência magnética) e estará em um estado equilibrado.
O material do rotor do motor de passo de ímã permanente é magnetismo permanente, o número de pólos do rotor e do estator é o mesmo, o torque de saída do motor é grande e o ângulo de passo é relativamente grande, mas o desempenho de trabalho é bom.
A estrutura do estator do motor de passo híbrido é a mesma do motor de passo reativo.O rotor é dividido em duas seções na direção axial.O mesmo número e tamanho de pequenos dentes são distribuídos uniformemente na direção circunferencial do núcleo de ferro das duas seções, mas eles são deslocados pela metade do passo do dente.Um ímã permanente é embutido no meio dos dois núcleos de ferro, de modo que o núcleo de ferro em uma extremidade do rotor seja o pólo N e o núcleo de ferro na outra extremidade seja o pólo S, conforme mostrado na Figura 1.1.As polaridades N e S do rotor permanecem inalteradas, e a mudança sequencial das polaridades N e S dos pólos magnéticos do estator é realizada controlando a corrente do enrolamento do estator, e uma força correspondente é gerada nos pólos N e S do rotor para empurrar o rotor para girar conforme necessário.Como o campo magnético permanente do rotor do motor de passo híbrido também gera parte do torque, ele é maior que o torque gerado pelo campo magnético do estator do motor de passo reativo.
Escolher um motor de passo para CNC é entender seus requisitos de torque e RPM (velocidade).
O melhor motor de passo será capaz de fornecer o torque necessário e, ao mesmo tempo, ser rápido o suficiente. Digo minhas melhores escolhas, dependendo da categoria do motor de passo:
Agora que entendemos os princípios de funcionamento dos motores de passo, é útil resumir seus prós e contras em comparação com outros tipos de motores.
Os motores de passo são motores elétricos que convertem pulsos elétricos em movimentos mecânicos precisos, tornando-os uma solução ideal para muitas aplicações médicas.Dispositivos e equipamentos médicos geralmente exigem posicionamento de alta precisão, baixo ruído e recursos de alto torque, todos os quais podem ser alcançados com motores de passo.
Um dos principais benefícios dos motores de passo é sua capacidade de fornecer movimentos precisos e precisos.Isso os torna uma excelente escolha para aplicações médicas, como robôs cirúrgicos, bombas de infusão e tomógrafos, onde mesmo pequenos desvios do caminho ou posição pretendidos podem ter sérias consequências.Os motores de passo também podem ser programados para fornecer movimentos suaves e controlados, o que é essencial em procedimentos cirúrgicos e imagens médicas.O erro de passo percentual não se acumula à medida que o motor gira.
1. É capaz de operar em uma ampla gama de velocidades, incluindo velocidades muito lentas sem engrenagens de redução.
2. O motor de passo fornece excelente resposta durante o modo de partida, parada e reverso.
3. É altamente confiável, pois não são usadas escovas ou comutador.Seu tempo de vida depende da vida do rolamento.
4. O circuito de controle do motor de passo é simples e de baixo custo.É usado principalmente para aplicações de baixa potência. O número de fases do motor de passo: refere-se ao número de grupos de bobinas dentro do motor.Atualmente, duas fases e três fases são comumente usadas.
1. Ângulo de passo: correspondente a um sinal de pulso, o deslocamento angular do rotor do motor.
Parâmetros elétricos: corrente, resistência, indutância.
Torque de retenção: refere-se ao momento em que o motor de passo está energizado, mas não girando, o estator trava o rotor.
2. Torque de posicionamento: O torque de travamento do próprio rotor do motor quando o motor não está energizado.
3. Características de torque-frequência de operação: A curva da relação entre o torque de saída e a frequência durante a operação do motor medida sob certas condições de teste.
Em primeiro lugar, o motor de passo é usado principalmente em algumas ocasiões com requisitos de posicionamento, como: arraste da mesa de corte de arame, mesa da máquina tufting (posicionamento de poros), máquina de embalagem (comprimento fixo), basicamente todas as ocasiões que envolvem posicionamento Use-o.
Em segundo lugar, é amplamente utilizado em impressoras 3D, equipamentos de monitoramento, fechaduras inteligentes, analisadores de sangue, microscópios inteligentes, testadores de visão e outros campos, especialmente adequados para aplicações que exigem operação estável, baixo ruído, resposta rápida, longa vida útil e alto torque de saída .
Em terceiro lugar, os motores de passo são amplamente utilizados em máquinas e equipamentos têxteis, como máquinas de bordar computadorizadas.As características deste tipo de motores de passo são que o torque não é alto, a velocidade de resposta de partida frequente é rápida, o ruído de funcionamento é baixo, a operação é estável e o desempenho do controle é bom., O custo de toda a máquina é baixo.
Precauções de aplicação do motor de passo:
1. O motor de passo é usado em ocasiões de baixa velocidade --- a velocidade não excede 1000 rotações por minuto (6666PPS a 0,9 graus), preferencialmente entre 1000-3000PPS (0,9 graus), e pode ser usado aqui por uma desaceleração dispositivo.Neste momento, o motor tem alta eficiência de trabalho e baixo ruído.
2. O motor de passo é melhor não usar o estado de passo completo, a vibração é grande no estado de passo completo.
3. Para cargas com grande momento de inércia, deve ser selecionado um motor de tamanho grande.
4. Quando o motor está em uma velocidade mais alta ou uma grande carga de inércia, é gene.
