1. Mikä on askelmoottori?
Askelmoottori on toimilaite, joka muuntaa sähköimpulssit kulmasiirtymäksi. Yksinkertaisesti sanottuna: kun askelmoottori vastaanottaa pulssisignaalin, se pyörittää askelmoottoria kiinteässä kulmassa (ja askelkulmassa) asetettuun suuntaan. Pulssien määrää voidaan säätää kulmasiirtymän säätämiseksi tarkan paikannuksen saavuttamiseksi; samalla pulssien taajuutta voidaan säätää moottorin pyörimisnopeuden ja kiihtyvyyden säätämiseksi nopeuden säätämisen tavoitteen saavuttamiseksi.
2. Millaisia askelmoottoreita on olemassa?
Askelmoottoreita on kolmenlaisia: kestomagneettimoottori (PM), reaktiivinen askelmoottori (VR) ja hybridimoottori (HB). Kestomagneettiaskelmoottori on yleensä kaksivaiheinen, sen vääntömomentti ja tilavuus ovat pienemmät ja askelkulma on yleensä 7,5 tai 15 astetta. Reaktiivinen askelmoottori on yleensä kolmivaiheinen, sen vääntömomentti on suurempi ja askelkulma on yleensä 1,5 astetta, mutta melu ja tärinä ovat suuria. Euroopassa, Yhdysvalloissa ja muissa kehittyneissä maissa 80-luvulla hybridiaskelmoottori on poistettu. Hybridiaskelmoottori viittaa kestomagneettimoottorin ja reaktiomoottorin etujen yhdistelmään. Se jaetaan kaksivaiheiseen ja viisivaiheiseen: kaksivaiheisen askelkulman arvo on yleensä 1,8 astetta ja viisivaiheisen askelkulman arvo on yleensä 0,72 astetta. Tämän tyyppinen askelmoottori on yleisimmin käytetty.
3. Mikä on pitomomentti (PITOVOMMENTTI)?
Pitomomentti (HOLDING TORQUE) viittaa staattorin vääntömomenttiin, joka lukitsee roottorin, kun askelmoottori on jännitteinen, mutta ei pyöri. Se on yksi askelmoottorin tärkeimmistä parametreista, ja yleensä askelmoottorin vääntömomentti pienillä nopeuksilla on lähellä pitomomenttia. Koska askelmoottorin lähtömomentti pienenee jatkuvasti nopeuden kasvaessa ja lähtöteho muuttuu nopeuden kasvaessa, pitomomentista tulee yksi tärkeimmistä parametreista askelmoottorin mittaamisessa. Esimerkiksi kun ihmiset sanovat 2 Nm askelmoottoriksi, se tarkoittaa askelmoottoria, jonka pitomomentti on 2 Nm ilman erityisiä ohjeita.
4. Mikä on LUKITUSMOMENTTI?
PIDÄTYSMOTTORI on vääntömomentti, jolla staattori lukitsee roottorin, kun askelmoottori ei ole jännitteinen. PIDÄTYSMOTTORI-käsitettä ei käännetä Kiinassa yhdenmukaisesti, mikä on helppo ymmärtää väärin; koska reaktiivisen askelmoottorin roottori ei ole kestomagneettimateriaalia, sillä ei ole PIDÄTYSMOTTORIA.
5. Mikä on askelmoottorin tarkkuus? Onko se kumulatiivinen?
Askelmoottorin tarkkuus on yleensä 3–5 % askelkulmasta, eikä se ole kumulatiivinen.
6. Kuinka korkea lämpötila on sallittu askelmoottorin ulkopuolella?
Askelmoottorin korkea lämpötila demagnetisoi ensin moottorin magneettisen materiaalin, mikä johtaa vääntömomentin laskuun tai jopa tahdista poikkeavaan asentoon. Moottorin ulkopinnan sallitun enimmäislämpötilan tulisi siis riippua eri moottoreiden magneettisen materiaalin demagnetisaatiopisteestä. Yleensä magneettisen materiaalin demagnetisaatiopiste on yli 130 celsiusastetta, ja joissakin tapauksissa jopa yli 200 celsiusastetta, joten on täysin normaalia, että askelmoottorin ulkopinnan lämpötila on 80–90 celsiusastetta.
7. Miksi askelmoottorin vääntömomentti pienenee pyörimisnopeuden kasvaessa?
Kun askelmoottori pyörii, moottorin käämityksen jokaisen vaiheen induktanssi muodostaa käänteisen sähkömotorisen voiman; mitä suurempi taajuus, sitä suurempi käänteinen sähkömotorinen voima. Sen vaikutuksesta moottorin vaihevirta pienenee taajuuden (tai nopeuden) kasvaessa, mikä johtaa vääntömomentin pienenemiseen.
8. Miksi askelmoottori voi käydä normaalisti pienillä nopeuksilla, mutta jos se ylittää tietyn nopeuden, se ei käynnisty ja siihen kuuluu viheltävä ääni?
Askelmoottorilla on tekninen parametri: kuormittamaton käynnistystaajuus, eli askelmoottorin pulssitaajuus voi käynnistyä normaalisti ilman kuormitusta. Jos pulssitaajuus on tätä arvoa suurempi, moottori ei voi käynnistyä normaalisti ja se voi menettää askeleen tai jumittua. Kuormituksen yhteydessä käynnistystaajuuden tulisi olla pienempi. Jos moottorin on tarkoitus pyöriä nopeasti, pulssitaajuutta tulisi kiihdyttää, eli käynnistystaajuutta tulisi pienentää ja sitten nostaa haluttuun korkeaan taajuuteen (moottorin nopeus alhaalta korkeaan) tietyllä kiihtyvyydellä.
9. Kuinka voittaa kaksivaiheisen hybridiaskelmoottorin tärinä ja melu alhaisella nopeudella?
Tärinä ja melu ovat askelmoottoreiden luontaisia haittoja alhaisilla nopeuksilla pyöriessään, ja ne voidaan yleensä ratkaista seuraavilla ohjelmilla:
A. Jos askelmoottori sattuu toimimaan resonanssialueella, resonanssialue voidaan välttää muuttamalla mekaanista voimansiirtoa, kuten alennussuhdetta;
B. Ota käyttöön ajuri, jossa on alajakotoiminto, mikä on yleisimmin käytetty ja helpoin menetelmä;
C. Vaihda pienemmän askelkulman omaavaan askelmoottoriin, kuten kolmivaiheiseen tai viisivaiheiseen askelmoottoriin;
D. Vaihda AC-servomoottoreihin, jotka voivat lähes kokonaan poistaa tärinän ja melun, mutta kalliimmin;
E. Markkinoilla on magneettisella vaimentimella varustettuja moottorin akselituotteita, mutta niiden mekaaninen rakenne muuttuu suuremmiksi.
10. Kuvastaako aseman jako tarkkuutta?
Askelmoottorin interpolointi on pohjimmiltaan elektroninen vaimennustekniikka (katso asiaankuuluva kirjallisuus), jonka päätarkoitus on vaimentaa tai poistaa askelmoottorin matalataajuista värähtelyä, ja moottorin käyntitarkkuuden parantaminen on vain interpolointitekniikan toissijainen toiminto. Esimerkiksi kaksivaiheisessa hybridiaskelmoottorissa, jonka askelkulma on 1,8°, jos interpolointiohjaimen interpolointinumero on asetettu arvoon 4, moottorin käyntitarkkuus on 0,45° pulssia kohden. Se, voiko moottorin tarkkuus saavuttaa tai lähestyä 0,45°, riippuu myös muista tekijöistä, kuten interpolointiohjaimen interpolointivirran ohjauksen tarkkuudesta. Eri valmistajien jaettujen käyttöjen tarkkuus voi vaihdella suuresti; mitä suurempia jaetut pisteet ovat, sitä vaikeampaa on hallita tarkkuutta.
11. Mitä eroa on nelivaiheisen hybridiaskelmoottorin ja -ohjaimen sarjaankytkennällä ja rinnankytkennällä?
Nelivaiheista hybridiaskelmoottoria ohjataan yleensä kaksivaiheisella ajurilla, joten kytkentää voidaan käyttää sarjaan tai rinnan kytkentämenetelmällä nelivaihemoottorin kytkemiseksi kaksivaihekäyttöön. Sarjakytkentämenetelmää käytetään yleensä tilanteissa, joissa moottorin nopeus on suhteellisen korkea ja ajurin tarvittava lähtövirta on 0,7 kertaa moottorin vaihevirta, joten moottorin lämpeneminen on vähäistä; rinnankytkentämenetelmää käytetään yleensä tilanteissa, joissa moottorin nopeus on suhteellisen korkea (tunnetaan myös nimellä suurnopeuskytkentämenetelmä) ja ajurin tarvittava lähtövirta on 1,4 kertaa moottorin vaihevirta, joten moottorin lämpeneminen on suurta.
12. Miten määritetään askelmoottorin ajurin tasavirtalähde?
A. Jännitteen määrittäminen
Hybridi-askelmoottorin ajurin virransyöttöjännite on yleensä laaja-alainen (kuten IM483:n virransyöttöjännite 12–48 VDC), ja virransyöttöjännite valitaan yleensä moottorin toimintanopeuden ja vastevaatimusten mukaan. Jos moottorin toimintanopeus on korkea tai vastevaatimus on nopea, myös jännitearvon on oltava korkea, mutta on varmistettava, että virransyöttöjännitteen aaltoilu ei saa ylittää ajurin suurinta tulojännitettä, muuten ajuri voi vaurioitua.
B. Virran määrittäminen
Virtalähteen virta määräytyy yleensä ajurin lähtövaihevirran I mukaan. Jos käytetään lineaarista virtalähdettä, virtalähteen virta voi olla 1,1–1,3 kertaa I. Jos käytetään kytkentävirtalähdettä, virtalähteen virta voi olla 1,5–2,0 kertaa I.
13. Missä olosuhteissa hybridiaskelmoottoriohjaimen offline-signaali on yleensä ILMAINEN?
Kun offline-signaali FREE on matala, ohjaimen moottoriin syöttämä virta katkaistaan ja moottorin roottori on vapaassa tilassa (offline-tilassa). Joissakin automaatiolaitteissa, jos moottorin akselia on pyöritettävä suoraan (manuaalisesti), kun ohjaimeen ei ole kytketty virtaa, voit asettaa FREE-signaalin matalaksi, jolloin moottori on offline-tilassa ja voit suorittaa manuaalisen käytön tai säädön. Kun manuaalinen käyttö on valmis, aseta FREE-signaali uudelleen korkeaksi, jotta automaattinen ohjaus jatkuu.
14. Mikä on yksinkertainen tapa säätää kaksivaiheisen askelmoottorin pyörimissuuntaa, kun se on jännitteinen?
Kohdista vain moottorin ja ajurin johdotuksen A+ ja A- (tai B+ ja B-) navat.
15. Mitä eroa on kaksivaiheisilla ja viisivaiheisilla hybridiaskelmoottoreilla sovelluksissa?
Kysymys Vastaus:
Yleisesti ottaen kaksivaihemoottoreilla, joilla on suuret askelkulmat, on hyvät suuret nopeusominaisuudet, mutta niissä on matalan nopeuden värähtelyalue. Viisivaihemoottoreilla on pieni askelkulma ja ne käyvät tasaisesti pienillä nopeuksilla. Siksi moottorin käyntitarkkuusvaatimukset ovat korkeat, ja pääasiassa hitaalla nopeusalueella (yleensä alle 600 rpm) tulisi käyttää viisivaihemoottoria. Toisaalta, jos moottorilta halutaan nopea suorituskyky, tarkkuuden ja tasaisuuden osalta ei ole liikaa vaatimuksia, tulisi valita edullisempi kaksivaihemoottori. Lisäksi viisivaihemoottorin vääntömomentti on yleensä yli 2 Nm, ja pienillä vääntömomenteilla sovelluksissa käytetään yleensä kaksivaihemoottoreita, ja matalan nopeuden tasaisuuden ongelma voidaan ratkaista käyttämällä jaettua käyttöä.
Julkaisun aika: 12.9.2024