Electronics Components Distributor

Opas NEMA 17: lle Stepper Motors: miten ne toimivat, edut ja haitat, kuinka käyttää niitä ja heidän sovellusskenaarioita
2024-01-19 14133

Nykypäivän erittäin automatisoidulla teknologiakentällä NEMA 17 Stepter -moottori, jolla on tarkka ohjauskyky ja vankka sopeutumiskyky, on tullut tarkkuudenhallintajärjestelmien olennainen osa.Tämän artikkelin tarkoituksena on syventää NEMA 17 StepPer -moottorin rakennus-, ominaispiirteitä ja valvontastrategioita edistyneissä sovelluksissa.Sen ainutlaatuisista askelkulmaominaisuuksista ja tehokkaista energian muuntamisominaisuuksista sen suorituskykyyn erilaisissa sovellusskenaarioissa analysoimme yksityiskohtaisesti tämän moottorin teknisiä yksityiskohtia ja sovellusetuja.Erityisesti 3D -tulostimien, CNC -koneiden ja robottitekniikoiden kaltaisilla alueilla NEMA 17 Stepper -moottori osoittaa sen korvaamattoman merkityksen suurella paikannustarkkuudellaan ja voimakkaalla pito vääntömomentilla.Tutkimme myös sen kelan asettelua, nykyistä ohjausta ja ohjaimen kokoonpanoa, jotka yhdessä määrittävät moottorin suorituskyvyn ja tehokkuuden.

Mikä on NEMA 17
NEMA 17 -johdotuskokoonpano
NEMA 17: n ominaisuudet ja tekniset tiedot
NEMA 17: n edut ja haitat
NEMA 17 askelmoottorin käyttö- ja valvontastrategiat
NEMA 17 askel moottorisovellukset
Johtopäätös
Faq

Mikä on NEMA 17

askelmoottori

NEMA 17 Stepper -moottorit ovat tarkkuudenhallintajärjestelmien kulmakivi ja excel tarjoamalla yksityiskohtainen kulmanhallinta.Sen huomattava ominaisuus on 1,8 ° askelkulma, joka auttaa moottorin akselia pyörimään tarkasti jokaisessa vaiheessa.Täydellinen 360 ° kierto vaatii 200 vaihetta.Tämä monimutkainen askel on osoittautunut parantavan paikannustarkkuutta, mikä tekee moottorista erinomaisen valinnan 3D -tulostimille, CNC -koneille ja roboteille, joissa tarkkuus on kriittistä.

NEMA 17 -moottorit toimivat standardi 12 V: llä ja kykenevät asiantuntevasti hallitsemaan jopa 1,2a vaihetta kohti.Tällä kyvyllä on avainrooli maksimaalisen pito vääntömomentin varmistamisessa.Huippumomentti, joka on jopa 3,2 kg-Cm, moottori sopii ihanteellisesti automaatiolaitteiden suurten kuormien käsittelemiseen.

NEMA 17 -johdotuskokoonpano

Kuinka NEMA 17 toimii

Johdotuskokoonpano on huomionarvoinen näkökohta, NEMA 17 -moottorit sisältävät kuusi värikoodattua johtoa, joilla on paljaat lyijypäät.Näiden johtimien toiminnot vaihtelevat riippuen siitä, ovatko ne yksinäisen vai bipolaarisessa askelmoottorin ohjaimessa.

Moottorin käämiä on jaettu kahteen ryhmään: ensimmäinen sisältää mustia, keltaisia ja vihreitä johtimia, ja toinen sisältää punaisia, valkoisia ja sinisiä johtimia.Tämä erityisjärjestely on kriittinen virran ja vääntömomentin tehokkaalle hallinnolle.Näissä käämissä virran virtauksen suunta ja lujuus vaikuttavat monimutkaisesti tuloksena olevaan magneettikentän ja siten vääntömomentin ja nopeuden.Näiden käämien huolellinen hallinta on kriittistä moottorin vakaan ja tehokkaan käytön varmistamiseksi vaihtelevissa kuormitusolosuhteissa.

Lisäksi oikea johdotuskokoonpano ylittää pelkän suorituskyvyn näkökohdat;Se vaikuttaa merkittävästi moottorin elämään.Väärä johdotus voi aiheuttaa ongelmia, kuten moottorin ylikuumenemista tai vähentynyttä vääntömomenttia, kun taas oikeat asetukset voivat maksimoida tehokkuuden ja ulostulon.Siksi askelmoottorin ohjausjärjestelmien suunnittelussa ja toteuttamisessa on kiinnitettävä huomiota näihin monimutkaisisiin kysymyksiin.

Pin koodi	Nimeä	langan väri
1	Kela1	Musta
2	Kela2	Keltainen
3	Kel3	Vihreä
4	Kela4	Punainen
5	Kela5	Valkoinen
6	Kela6	Sininen

NEMA 17: n ominaisuudet ja tekniset tiedot

Ominaisuudet

Muuntaa virran tehokkaasti vääntömomenttiin.
Korkea kestävyys ja tarkkuus.
Sopii erilaisille laitteille, kuten Makerbot, Mbot jne.
Kohtalaisen kokoinen helpon integroinnin saavuttamiseksi.

Tekniset tiedot

Vaihekulma 1,8 astetta.
Paino 350 grammaa.
Nimellisvirta 1,2a käämitykselle.
Lähtöakselin halkaisija 5 mm.
Ohjausmitat ovat 42,3 mm × 48 mm (lukuun ottamatta akselia).
4-johdin, 8 tuuman johdot.
Pitäminen vääntömomentti on 3,2 kg-cm.
4 V: n nimellisjännite, käyttöjännite 12 V: n tasavirta.
Induktanssi on 2,8 mh käämityksessä.
Lyijypituus 30 cm.
Käyttölämpötila -alue on -10 -40 ° C.
Pitäminen vääntömomentti 22,2 unssia.

NEMA 17: n edut ja haitat

Stepper -moottorien rakenne

Stepper -moottorien edut

Roottorin pyörimiskulma määritetään käytettyjen pulssien lukumäärällä.Askelmoottori pyörii epätasaisesti, mutta vaiheilla on tietty arvo.Joten akselin kääntämiseksi haluttuun asentoon käytämme vain tunnettua määrää pulsseja.

Asento riippuu syöttöpulssista, mikä mahdollistaa palautteen paikan.Yksi askel, yksi impulssi.Tarjolla olevien palkokasvien lukumäärän kanssa moottori siirtyy tähän asentoon.

Moottori toimittaa täyden vääntömomentin Stop -tilassa.Tämä on hyvä, koska moottori ei tarvitse jarrua akselin asennon pitämiseksi, voit jarruttaa sitä kuljettajan avulla.

Tarkka paikannus ja toistettavuus.Hyvän askelmoottorin tarkkuus on 3–5% sävelkorkeuden arvosta.Tämä virhe ei keräänty vaiheesta toiseen, koska moottorin vallankumouksen vaiheiden lukumäärä on vakio, mikä johtaa aina 360 asteen käännökseen.

Korkea luotettavuus.Moottorin korkea luotettavuus johtuu harjojen puuttumisesta.Huoltoelämän määrää laakerin käyttöikä.

Mahdollisuus saada alhainen kierrosluku.Pienen moottorin nopeuden saamiseksi riittää hidastamaan pulssia, moottori menee hitaammin ja nopeus on pieni.

Korkea vääntömomentti alhaisella nopeudella.Suuri vääntömomentti alhaisella nopeudella eliminoi vaihdelaatikon tarpeen yksinkertaistaen laitteiden suunnittelua.

Huomattava nopeusalue voidaan kattaa.Moottorin nopeus on suoraan verrannollinen sisääntulopulssien taajuuteen, toimittamalla ne nopeammin tai hitaammin, vaikutamme myös pyörimisnopeuteen.

Stepper -moottorien haitat

Stepper -moottoreille on ominaista resonanssin ilmiö.Stepper -moottoreilla on luontainen resonanssitaajuus.Tämä johtuu siitä, että roottori värähtelee jonkin aikaa ennen kuin lukitsee lopulliseen sijaintiinsa toimitettuaan virran käämille ja mitä suurempi roottorin hitaus on, sitä vahvempi värähtely.Resonanssi voi johtaa lisääntyneeseen meluun, värähtelyyn ja vähentyneeseen moottorin vääntömomenttiin.Yksi tapa kukistaa resonanssi on korostaa sävelkorkeutta.Pienet liikkeet mikroaskelmassa eivät vaadi pitkiä kiihtyvyys- ja roottorin kiinnitysjaksoja, pysähtyen nopeasti vaiheiden välillä ja lisäämällä kävelytaajuutta resonanssitaajuuden yläpuolella.

Koska toiminnasta ei ole palautetta, aseman hallinta voi kadota.Jos akselin voima ylittää sen, mitä moottori voi tuottaa, se alkaa ohittaa vaiheet.Koska moottorilta ei ole palautetta, ohjaimella ei ole mitään keinoa tietää, että vaikka moottori alkaa pyöriä uudelleen, se alkaa väärästä käyttöasennosta.Tämän puutteen kompensoimiseksi voit käyttää Servo -askelmoottoria tai lisätä akselin vääntömomenttia lisäämällä jännitettä, virittämällä aseman korkeampaan virtaan tai korvaamalla moottorin tehokkaammalla.

Energiaa kulutetaan kuormasta riippumatta.Neutraalin asennon askelmoottori lukittuu täydellä vääntömomentilla.Hän kävelee myös runsaasti vauhtia.Siksi se kuluttaa edelleen voimaa ilman paljon riippuvuutta akselin kuormasta.Voimme vähentää moottorin yleistä energiankulutusta käyttämällä ohjainta vähentämään Hold -tilassa annettua virtaa.v

On vaikea työskennellä suurella nopeudella.Suurilla nopeuksilla askelmoottorit menettävät paljon vääntömomenttia, ja kun tietty nopeus saavutetaan, vääntömomentti muuttuu niin alhaiseksi, että akseli ei voi jatkaa kääntymistä.Tässä vaiheessa moottori pysähtyy ja hums toimitetulla pulssitaajuudella.Tämä haitta voidaan eliminoida lisäämällä syöttöjännitettä, joka lisää vääntömomenttia korkeammalla ja pienemmällä kierrosluvulla, käyttämällä edistyneempää asemaa, vaihtamalla koko askeleen moottorin ohjaukseen suurilla nopeuksilla tai yksinkertaisesti vaihtamalla askeleen servoasemalla, joka onSe on suunniteltu suurelle nopeudelle.

Askelmoottorit eivät ole eniten energian tyydyttyneitä sähkökäyttöisiä tehotiheyden suhteen grammaa kohti painoa.

NEMA 17 askelmoottorin käyttö- ja valvontastrategiat

Käytetty NEMA 17 elektroninen esine

Ymmärtääksesi, kuinka NEMA 17 Stepper -moottoria käytetään, sinun on kaivettava sen kela- ja työperiaatteita.Tämä on kriittistä tarkan ohjauksen ja optimoidun suorituskyvyn kannalta.Sähkömoottorin mekanismi riippuu sähkömagneettisista vuorovaikutuksista sen sisäisten kelojen sisällä.Tässä temppu moottorin pyörimisen kulman ja nopeuden ohjaamiseen on näiden kelojen virran suuntaa ja voimakkuutta manipuloida.

Korkea nykyinen veto on NEMA 17: n tunnusmerkki vaativissa sovelluksissa.Tämän ongelman ratkaisemiseksi on suositeltavaa käyttää erikoistunutta askelmoottorin ohjainta, kuten A4988.A4988-ohjain on erinomainen hienosäätövirran ohjauksessa.Tällä tarkkuudella on avainrooli lämmön muodostumisen lieventämisessä moottorin sisällä, mikä parantaa askeltarkkuutta.Ainutlaatuisesti aseman mahtuu viiden askeleen päätöslauselmaan - koko askel, puoli askel, neljänneksen askel, kahdeksas askel ja 16. askel.Tämä monipuolisuus on välttämätön monille sovelluksille, jotka vaativat vaihtelevan vaiheen tarkkuutta.

NEMA 17: n johdotusnäkökohta on mielenkiintoinen.Sen kuusi johtoa on kytketty kahteen halkaistuun käämiöön, malliin, joka mahdollistaa toiminnan sekä unipolaarisissa että bipolaarisissa tiloissa.Unipolaarisessa tilassa keskikäämityksen hanasta on kytketty positiiviseen tarjontaan.Käämityspäät on vuorotellen kytketty maahan käyttöpiirin läpi.Tämä asennus helpottaa matalan virran toimintaa ja on ihanteellinen sovelluksiin, joissa korkea vääntömomentti ei ole ensisijainen tavoite.Sitä vastoin bipolaarisessa tilassa on molemmat käämät kytkettynä suoraan kuljettajaan.Tämän avulla virran voi virrata molempiin suuntiin, mikä parantaa vääntömomenttia ja ohjausta.

Todellisen elämän skenaariossa moottorin ohjaimen mikrohiekka-asetukset voivat muuttaa askelmoottorin suorituskykyä.Mikrorekting on monimutkainen ohjausstrategia, jonka avulla moottori voi suorittaa liikkeen pienemmissä askeleissa kuin vakiovaiheessa.Tämä johtaa tasaisempaan liikkeeseen ja suurempaan resoluutioon.Esimerkiksi 1/16 mikrorektin käyttäminen tarkoittaa, että jokainen standardi 1,8 ° -vaihe jaetaan edelleen 16 hienompaan vaiheeseen, mikä parantaa merkittävästi paikannustarkkuutta.

NEMA 17 Stepper -moottorien tehokas käyttö riippuu käyttövirran ja askelresoluutiosta tarkasta hallinnasta.Lisäksi sen kelan käämitysten perusteellinen ymmärrys ja oikea kokoonpano on ratkaisevan tärkeää.Tämä lähestymistapa ei vain paranna moottorin toimintatehokkuutta ja suorituskykyä, vaan auttaa myös pidentämään sen käyttöikää, etenkin jos kyse on suurista kuormituksista ja pitkistä toiminnan ajanjaksoista.

NEMA 17 askel moottorisovellukset

3D -tulostin kirkkaanvihreällä filamentilla

Vaihemoottoreita voidaan soveltaa järjestelmiin, jotka vaativat tarkkaa valvontaa ja muita kriittisiä kaupallisia sovelluksia.Ne ovat myös yleisiä sovelluksissa, joissa tarkoituksena on voittaa palautteen hallintajärjestelmän monimutkaisuus.Seuraavat ovat joitain levitysesimerkkejä, joissa sähkömoottorit ovat hyödyllisiä:

CNC -koneet
Tulostinmoottorit, esimerkiksi 3D -tulostimen moottori
Hyödyllinen lineaarisissa toimilaitteissa
Tarkkoja ohjauskoneita
Kovalevy
3D -tulostin/CNC tai prototyyppikoneet (esim. Reprap)
Laserleikkurit

Johtopäätös

Tätä tämä artikkeli on kyse, kuten olemme juuri selittäneet.Askelmoottorin rakentaminen voi tuntua monimutkaiselta, mutta sen toimintaperiaate on yksinkertainen, ja moottorin ainutlaatuisten ominaisuuksien ja ohjausmenetelmien syvä ymmärtäminen ja asianmukainen hyödyntäminen antaa insinööreille ja käyttäjille mahdollisuuden toteuttaa täyden potentiaalinsa.

Faq

Miksi käyttää NEMA 17: tä?

NEMA 17 -askelmoottorit tunnetaan korkeasta vääntömomentistaan ja luotettavuudestaan, sen askelkulma on 1,8 astetta ja runkokoko 42 mm x 42 mm, mikä tekee niistä kompakti ja tehokas vaihtoehto tarkkaan liikkeenhallintaan, niitä käytetään laajasti 3D -tulostimissa ja CNC: ssäkoneet.

Mitä 17 tarkoittaa NEMA 17: ssä?

NEMA 17 Stepper -moottorit ovat niitä, joissa on 1,8 asteen askelkulma (200 askelta/vallankumousta) 1,7 x 1,7 tuuman etulevyllä.NEMA 17 -askeilla on tyypillisesti enemmän vääntömomenttia kuin pienemmillä varianteilla, kuten NEMA 14: llä, ja niiden suositusjännite on 12-24 V.Nämä Steppers ovat myös ROHS -yhteensopivia.

Kuinka kauan askelmoottorit kestävät?

Askelmoottorin tyypillinen käyttöikä on 10 000 käyttöaikaa.Tämä lähestyy 4,8 vuotta, koska moottori käyttää yksi kahdeksan tunnin vuoro päivässä.Moottorin elinaika voi vaihdella käyttäjäsovelluksen ja kuinka tiukasti moottori ajetaan.

MEISTä Asiakastyytyväisyys joka kerta.Keskinäinen luottamus ja yhteiset edut. ARIAT Tech on luonut pitkäaikaisia ja vakaita yhteistyösuhteita monien valmistajien ja edustajien kanssa. "Asiakkaiden kohteleminen todellisilla materiaaleilla ja palvelun ottaminen ytimenä", kaikki laatu tarkistetaan ilman ongelmia ja läpäissyt ammattilaiset
toimivuustesti.Suurimmat kustannustehokkaat tuotteet ja paras palvelu ovat iankaikkinen sitoutumisemme.