Введение:
Линейные шаговые двигатели широко используются в различных отраслях промышленности для точного позиционирования и управления движением. Эти двигатели обеспечивают исключительную точность и повторяемость благодаря способности двигаться с небольшими приращениями, называемыми шагами. Однако для дальнейшего повышения их производительности можно использовать метод, называемый микрошагом. Микрошаговый режим позволяет двигателю разделить каждый шаг на более мелкие подэтапы, что приводит к более плавным движениям, снижению вибрации и улучшению общей производительности. В этой статье мы углубимся в роль микрошага в повышении производительности линейных шаговых двигателей.
Фундаментальные принципы линейных шаговых двигателей
Линейные шаговые двигатели — это тип электромеханического устройства, которое преобразует электрические сигналы в линейное движение. Они работают по принципу электромагнитных полей, генерируемых катушками проводов. Эти катушки расположены фиксированным образом вокруг магнитного стержня или пластины. Путем избирательной подачи питания на катушки создается магнитное поле, заставляющее вал двигаться по линейной траектории.
Движение линейного шагового двигателя достигается за счет последовательного включения катушек. Каждый раз, когда на катушку подается напряжение, плита перемещается на один шаг. Количество шагов, необходимых для перемещения плиты на определенное расстояние, определяется шагом двигателя. Шаг представляет собой расстояние, пройденное валиком за один полный оборот двигателя.
Ограничения полного шага
В традиционном полношаговом режиме каждый шаг представляет собой полное дискретное движение двигателя. Плита перемещается из одного положения полного шага в другое, что приводит к относительно рывкам. Это может привести к нежелательным эффектам, таким как повышенная вибрация, шум и снижение точности. Кроме того, полный шаг может вызвать заедание, что означает неравномерность движения из-за магнитного взаимодействия между валиком и зубцами статора.
Чтобы преодолеть эти ограничения, введен микрошаг, который позволяет двигателю перемещаться меньшими подшагами между каждым положением полного шага. Этот метод обеспечивает несколько ключевых преимуществ, в конечном итоге повышая производительность линейных шаговых двигателей.
Принцип работы микрошага
Микрошаговый режим достигается за счет управления током, протекающим через катушки двигателя, с промежуточными значениями между положениями полного шага. Модулируя ток, можно управлять силой магнитного поля, обеспечивая более точный контроль над движением двигателя. Это приводит к более плавному движению и снижению вибрации по сравнению с полным шагом.
Процесс микрошагов включает в себя разделение каждого полного шага на несколько равноотстоящих друг от друга подэтапов. Общие режимы микрошага включают полушаг, четверть шага и даже меньшие деления, такие как одна восьмая или одна шестнадцатая ступень. Выбор режима микрошага зависит от требуемой точности и плавности движения для конкретного применения.
Преимущества микрошага
1.Улучшенное разрешение и точность позиционирования: Микрошаговый режим позволяет двигателю двигаться с меньшими приращениями, что значительно увеличивает разрешение и точность позиционирования. При меньших подшагах двигатель может достигать положений между полными шагами, что обеспечивает более точный контроль над положением двигателя. Это особенно важно в приложениях, требующих точного позиционирования, таких как 3D-печать, станки с ЧПУ и робототехника.
2.Снижение вибрации и шума: Микрошаговый режим помогает минимизировать вибрацию и шум, возникающие во время работы двигателя. При полном шаге резкий переход между полными шагами может вызвать резонансные эффекты, приводящие к усилению вибрации и слышимому шуму. Благодаря использованию микрошагов эти эффекты смягчаются, что приводит к более плавной и тихой работе.
3.Повышенная плавность движения: Разделение шагов посредством микрошагов обеспечивает более плавное движение двигателя. Промежуточные подшаги позволяют осуществлять постепенные переходы, уменьшая резкие движения, часто связанные с полным шагом. Это особенно выгодно в приложениях, где плавное движение имеет решающее значение, таких как позиционирование камеры, телескопов и XY-представителей.
4.Уменьшение зацепления: Микрошаговый режим помогает свести к минимуму заедание — явление, при котором двигатель колеблется или демонстрирует неравномерное движение из-за взаимодействия между валиком и зубцами статора. Позволяя валику двигаться с меньшими приращениями посредством микрошагов, можно уменьшить эффект заедания, что приведет к более плавному и последовательному движению.
5.Увеличенный крутящий момент: Микрошаговый режим также может помочь улучшить доступный крутящий момент двигателя. Включив промежуточные положения между полными шагами, двигатель может генерировать больший крутящий момент по сравнению с полным шагом. Это особенно полезно в приложениях, требующих высокого крутящего момента на низких скоростях, таких как линейные приводы и роботизированные манипуляторы.
Заключение
Микрошаговый режим играет решающую роль в повышении производительности линейных шаговых двигателей. Разделяя каждый полный шаг на более мелкие подэтапы, микрошаг обеспечивает улучшенное разрешение, точность позиционирования, снижение вибрации и шума, повышенную плавность движения и уменьшение заеданий. Эти преимущества делают микрошаг незаменимым методом в различных отраслях промышленности, обеспечивая точное управление движением в различных приложениях, от 3D-печати до робототехники. По мере развития технологий роль микрошагов в дальнейшей оптимизации производительности линейных шаговых двигателей станет еще более значимой.
.Smooth является профессиональным поставщиком и производителем шаговых двигателей в Китае с более чем 10-летним опытом производства. Свяжитесь с нами!