Vejledning til Nema 17 Stepper Motors: Hvordan de fungerer, fordele og ulemper, hvordan man bruger dem og deres applikationsscenarier
2024-01-19 14108

I dagens meget automatiserede teknologiske felt er NEMA 17 -steppermotoren med sin nøjagtige kontrolkapacitet og robuste tilpasningsevne blevet en vigtig komponent i præcisionskontrolsystemer.Denne artikel sigter mod at gå i dybden med konstruktions-, egenskaber og kontrolstrategier for NEMA 17 -steppermotoren i avancerede applikationer.Fra dets unikke trinvinkelegenskaber og effektive energikonverteringsfunktioner til dens ydeevne i forskellige applikationsscenarier, vil vi analysere de tekniske detaljer og applikationsfordele ved denne motor i detaljer.Især i områder som 3D -printere, CNC -maskiner og robotteknologier demonstrerer NEMA 17 -steppermotoren dens uerstattelige betydning med sin høje positioneringsnøjagtighed og stærke opbevaringsmoment.Vi vil også udforske dets spirallayout, aktuel kontrol og driverkonfiguration, der samlet bestemmer motorens ydeevne og effektivitet.

steppermotor

NEMA 17 Stepper Motors er hjørnestenen i præcisionskontrolsystemer og udmærker sig i at levere detaljeret vinkelstyring.Dets bemærkelsesværdige træk er 1,8 ° -trinvinklen, som hjælper motorakslen med at rotere nøjagtigt med hvert trin.En komplet rotation på 360 ° kræver 200 trin.Dette komplekse trin har vist sig at hjælpe med at forbedre positioneringsnøjagtigheden, hvilket gør motoren til et fremragende valg for 3D -printere, CNC -maskiner og robotter, hvor nøjagtigheden er kritisk.

NEMA 17 Motors opererer på standard 12V og er i stand til ekspert at styre op til 1,2A pr. Fase.Denne kapacitet spiller en nøglerolle i at sikre maksimalt opbevaringsmoment.Med et spids, der holder drejningsmoment på op til 3,2 kg-cm, er motoren ideelt egnet til at håndtere de store belastninger, der findes i automatiseringsudstyr.

Hvordan Nema 17 fungerer

Ledningskonfigurationen er et aspekt, der er værd at bemærke, NEMA 17 motorer inkluderer seks farvekodede ledninger med udsatte blyender.Funktionerne af disse ledninger varierer afhængigt af om de er i en unipolar eller bipolær steppermotordriver.

Motorens viklinger er opdelt i to grupper: den første indeholder sorte, gule og grønne ledere, og den anden indeholder røde, hvide og blå ledere.Dette specielle arrangement er kritisk for effektiv styring af strøm og drejningsmoment.Inden for disse viklinger påvirker retningen og styrken af den nuværende strøm kompleks kompleks det resulterende magnetfelt og dermed drejningsmoment og hastighed.Omhyggelig styring af disse viklinger er kritisk for at sikre stabil, effektiv drift af motoren under forskellige belastningsforhold.

Endvidere går korrekt ledningskonfiguration ud over blotte præstationsovervejelser;Det påvirker motorens levetid.Forkert ledning kan forårsage problemer, såsom motoroverophedning eller reduceret drejningsmoment, mens korrekte indstillinger kan maksimere effektiviteten og udsendelsen.Derfor skal der i design og implementering af steppermotorstyringssystemer rettes opmærksomheden på disse komplekse problemer.

Egenskaber

• Konverter effektivt strømmen til drejningsmoment.
• Høj holdbarhed og nøjagtighed.
• Velegnet til forskellige enheder som Makerbot, MBOT osv.
• Moderat dimensioneret for let integration.

specifikationer

• Trinvinkel på 1,8 grader.
• Vægt på 350 gram.
• Bedømt strøm på 1,2A pr. Vikling.
• Udgangsakseldiameter på 5 mm.
• Kontroldimensioner på 42,3 mm × 48 mm (ekskl. Skaft).
• 4-ledning, 8-tommers kundeemner.
• Holdningsmoment på 3,2 kg-cm.
• Bedømt spænding på 4V, driftsspænding på 12V DC.
• Induktansen på 2,8 MH pr. Vikling.
• Blylængde på 30 cm.
• Driftstemperaturområde på -10 til 40 ° C.
• Hold drejningsmoment på 22,2 oz-in.

Struktur af steppermotorer

Fordele ved steppermotorer

Rotorens vinkel af rotoren bestemmes af antallet af påførte pulser.Stapmotoren roterer ujævnt, men trinnene har en bestemt værdi.Så for at dreje aksen til den ønskede position anvender vi simpelthen et kendt antal pulser.

Positionen afhænger af inputpulsen, hvilket muliggør feedbackfri positionering.Et trin, en impuls.Med antallet af leverede pulser indtaster motoren denne position.

Motoren leverer fuldt drejningsmoment i stoptilstand.Dette er godt, fordi den drevne motor ikke har brug for en bremse for at holde placeringen af skaftet, du kan bremse den ved hjælp af føreren.

Præcis positionering og gentagelighed.En god stepmotor har en nøjagtighed på 3% til 5% af tonehøjdeværdien.Denne fejl akkumuleres ikke fra det ene trin til det næste, fordi antallet af trin pr. Motorrevolution er konstant, hvilket altid resulterer i en 360-graders vending.

Høj pålidelighed.Den høje pålidelighed af motoren skyldes fraværet af børster.Livslivet bestemmes af bærens levetid.

Mulighed for at opnå lavt omdrejningstal.For at opnå en lavere motorhastighed er det nok til at bremse pulsfrekvensen, så går motoren langsommere, og hastigheden vil være lille.

Højt drejningsmoment ved lav hastighed.Højt drejningsmoment ved lave hastigheder eliminerer behovet for en gearkasse, forenkling af udstyrsdesign.

Et betydeligt hastighedsområde kan dækkes.Motorens hastighed er direkte proportional med hyppigheden af inputpulser, ved at levere dem hurtigere eller langsommere påvirker vi også rotationshastigheden.

Ulemper ved trinmotorer

Trinmotorer er kendetegnet ved fænomenet resonans.Steppermotorer har en iboende resonansfrekvens.Dette skyldes, at rotoren svinger i nogen tid, før den låses i sin endelige position efter at have leveret strøm til viklingerne, og jo større er inertien af rotoren, jo stærkere er svingningen.Resonans kan føre til øget støj, vibrationer og reduceret motormoment.En måde at besejre resonans på er at øge tonafdelingerne.Små bevægelser i mikro-trin kræver ikke lange perioder med acceleration og rotorfiksering, stopper hurtigt mellem trin og øger gåfrekvensen over resonansfrekvensen.

Da der ikke er nogen feedback fra operationen, kan positionskontrol gå tabt.Hvis kraften på skaftet overstiger, hvad motoren kan producere, vil den begynde at springe trin over.Da der ikke er nogen feedback fra motoren, har controlleren ingen måde at vide, at selvom motoren begynder at spinde igen, starter den fra den forkerte driftsposition.For at kompensere for denne mangel kan du bruge en servo -trinmotor eller øge drejningsmomentet på skaftet ved at øge spændingen, indstille drevet til en højere strøm eller udskifte motoren med en mere kraftfuld.

Energi forbruges uanset belastning.Stapmotoren i den neutrale position låser ved fuldt drejningsmoment.Han går også med masser af momentum.Derfor fortsætter det med at forbruge magten uden meget afhængighed af belastningen på skaftet.Vi kan reducere det samlede energiforbrug på motoren ved at bruge en driver til at reducere strømmen, der er leveret i holdetilstand.v

NEMA 17 steppermotorbrug og kontrolstrategier

NEMA 17 Stepper Motor Applications

Konklusion

FAQ