Вибір джерела живлення крокового двигуна

Деякі люди можуть вважати кроковий двигун дещо складнішим, ніж звичайний двигун постійного струму. Це може бути вірно до певної міри, проте крокові двигуни пропонують набагато більше переваг порівняно з двигунами постійного струму. Деякі приклади цих переваг включають; легке управління за допомогою комп’ютера, точне управління обертанням та високий крутний момент на низьких швидкостях.

Знайти блок живлення для крокового двигуна досить просто. Насправді, більшість стандартних джерел живлення підійдуть для швидких одноразових робіт. Однак для серйозних любителів та комерційних/промислових проектів, можливо, ви захочете трохи більше подумати про джерела живлення крокових двигунів. Зрештою, це найкращий спосіб оптимізувати продуктивність та максимізувати ефективність двигуна.

Ось що ми розглянемо у факторах вибору джерел живлення крокового двигуна.

Зміст:

Що таке кроковий двигун?
Кроковий двигун: практичне застосування
Кроковий двигун: Недоцільне використання
Навіщо використовувати кроковий двигун?
Що шукати у своєму блоці живлення
Висновок

Що таке кроковий двигун?

Кроковий двигун визначається як "безщітковий, синхронний електродвигун" з безліччю котушок, організованих у групи, що називаються "фазами". Він обертається, крок за кроком, перетворюючи цифрові імпульси для активації кожної фази в заданій послідовності. В основному ці двигуни є двигунами постійного струму, які рухаються дискретними кроками, продиктованими механічними обертаннями валів.

Крокові двигуни надсилають окремий імпульс для кожного їх кроку, і кожен їхній крок приблизно однакового розміру. Ці імпульси змушують двигун обертатися з точним кутом (1,8 °), отже, керуючи положенням двигуна без необхідності механізму зворотного зв'язку.

Ось чому крокові двигуни, як правило, є двигуном вибору для застосувань управління рухом, які вимагають високої точності.

Кроковий двигун: практичне застосування

Крокові двигуни використовуються у промислових та комерційних умовах. Насправді їх часто надають перевагу завдяки низькій вартості, високій надійності та високим крутним моментом на низькій швидкості. Це прості, надійні механізми, які можуть функціонувати практично в будь-якому середовищі, яким би грубим він не був.

Оскільки крокові двигуни рухаються точними, повторюваними кроками, вони чудово підходять для додатків, які вимагають регулювання швидкості, крутного моменту на низькій швидкості та точного позиціонування електронних деталей.

Позиціонування. Такі речі, як 3D-принтери, платформи камер та деякі дисководи вимагають точного позиціонування. Для цього ідеально підходять крокові двигуни, які рухаються точними, повторюваними кроками.
Низькошвидкісний крутний момент. Максимальний крутний момент крокового двигуна завжди на низькій швидкості, що робить їх чудовим вибором для застосувань, яким потрібна низька швидкість, не жертвуючи точністю. Звичайні двигуни постійного струму зазвичай не пропонують поєднання низької швидкості та високої точності.
Контрольована швидкість. Говорячи про швидкість, точне збільшення крокових двигунів забезпечує чудовий контроль для процесів автоматизації та робототехніки, які вимагають швидкості обертання.

Але разом із цим виникають деякі обмеження, на які слід звернути увагу. Так само, як замість паяльної лампи ви б не застосовували паяльник (і навпаки), є кілька сценаріїв, коли кроковий двигун - не найкращий вибір.

Кроковий двигун: Недоцільне використання

Те, що мають крокові двигуни в точності та послідовності, їм не вистачає ефективності, швидкості та зворотного зв'язку.

Обмежений швидкісний крутний момент. Як вже згадувалося раніше, крокові двигуни забезпечують відмінне поєднання точності та низьких швидкостей при максимальному крутному моменті. Однак це також означає, що вони не є ідеальними для сольних швидкісних виступів.
Неефективна/низька ефективність. Поточне споживання крокових двигунів не залежить від навантаження, яке вони несуть. Вони, як правило, нагріваються іноді, оскільки, на відміну від двигунів постійного струму, вони набирають найбільш струму, коли не виконують жодної роботи.
Відгуки майже відсутні. Одним з найбільших недоліків використання крокового двигуна є відсутність зворотного зв'язку. Незважаючи на те, що вони чудово володіють точністю та послідовністю, більшість крокових двигунів не мають цілісних зворотних зв'язків щодо свого положення.

Навіщо використовувати кроковий двигун?

Загалом, переваги крокового двигуна значно перевищують недоліки, особливо за належних обставин. Багато людей вважають кроковий двигун трохи складнішим (і метушнішим), ніж звичайний двигун постійного струму, і тому не бажають спробувати.

Хоча це, певною мірою, може бути правдою, крокові двигуни блищать у практичних ситуаціях, для яких вони були розроблені.

Такі, як ми вже згадували вище, а саме 3D-друк та жорсткі диски. Але є й інші додатки, найкращі для крокових двигунів:

Робототехніка
Антени
Телескопи
Годинники/годинники
Традиційний друк (подача паперу та друкарське колесо)
Текстильні машини
Ігрові автомати
Зварювальне обладнання
Автоматизація заводу
Лазери та оптика, особливо лінійні та етапи обертання
Системи контролю рідини
Планшетні сканери
Медичне обладнання для візуалізації
Інтелектуальне освітлення
Об'єктиви камери
Верстати з ЧПУ
Приводи компакт-дисків

Важливо зазначити, що більшість - якщо не всі - з цих програм використовують джерело постійного струму для запуску свого крокового двигуна. Це пов'язано з тим, що крокові двигуни працюють краще та набагато ефективніше, коли напруга в кілька разів перевищує їх номінальну напругу.

З огляду на це, дуже важливо знати, який тип джерела живлення використовувати для вашого крокового двигуна.

Що шукати у своєму блоці живлення

Вибираючи джерело живлення постійного струму для крокового двигуна, ви хочете взяти до уваги три речі: напругу, струм та тип джерела живлення. Найбільш складним фактором із цих трьох є напруга та струм, тому ми розглянемо їх першими.

Крок 1. Додайте напругу для крокових двигунів Поставки

Для того, щоб вибрати найкращий блок живлення для вашого крокового двигуна, вам потрібно скласти напругу двигунів. Як і більшість двигунів, крокові двигуни мають номінальну напругу та струм. Ці цифри покажуть вам максимальний струм, який ви можете очікувати, коли ви підключаєте двигун до певної напруги.

Наприклад, візьмемо типову модель з номінальною напругою 2,8 Вольта і струмом 1,68 ампер. Це означає, що якщо ви підключите кроковий двигун до 2,8 вольт, він буде витрачати приблизно 1,68 ампер.

Запуск його на рівні, що перевищує 2,8, призведе до збільшення сили струму, ніж його максимальна величина, і - в більшості випадків - двигун надмірно нагріється. Ось чому більшість людей не підключають кроковий двигун відразу до джерела живлення. Замість цього вони використовуватимуть драйвер крокового двигуна для регулювання струму.

Драйвер крокового двигуна гарантує, що двигун не намагатиметься витрачати більше струму. Це захищає його від перегріву без шкоди для ефективності двигуна.

Отже, спочатку визначте кількість крокових двигунів у вашій системі. Переконайтесь, що всі вони мають однакові вимоги до напруги. Далі додайте їх поточні номінальні значення.

Скажімо, у вас чотири крокові двигуни. Кожному двигуну потрібно ½ ампер (або 0,5 ампер) струму.

Загалом, ваш максимально необхідний струм становить 2 ампер.

Крок 2. Вивчіть технічні характеристики крокового двигуна

Додавши максимальний струм, необхідний для всієї вашої системи, вивчіть технічні характеристики кожного двигуна, щоб визначити номінальну напругу. Як би там не було, вам потрібно буде отримати блок живлення вдвічі більше номінальної напруги. Поки що двигуни з номінальною напругою 2,8 Вольта, вам знадобиться джерело живлення, яке працює на 5,5 або 6 Вольт.

Звідси, в основному, потрібно пам’ятати про ці цифри та поєднувати їх із невеликою кількістю досліджень, щоб знайти найкраще джерело живлення, яке ви можете використовувати, наприклад, джерело постійного струму чи варіатор. В ідеалі такий, який відповідає вимогам до напруги та струму, не шкодячи вашому бюджету.

Крок 2.5. Враховуйте розмір двигуна

Одним з незначних факторів, який слід враховувати, є розмір двигуна щодо того, що ви очікуєте від двигуна. Крокові двигуни великих розмірів здатні видавати більше енергії в порівнянні з меншими моделями. Деякі двигуни можуть бути менше, ніж арахіс, і при цьому функціонуватимуть, як очікувалося - просто не настільки потужно.

Враховуйте показники крутного моменту цих моделей. Більшим двигунам з більшим крутним моментом і більшою потужністю, очевидно, знадобиться джерело постійного струму для збігу - такий, який приблизно знаходиться в межах його розміру.

Наприклад, NEMA (Національна асоціація виробників електротехніки) 17 - це розмір, який зазвичай використовується для 3D-принтерів тощо. Моделі, менші за NEMA 17, такі як NEMA 14, можна використовувати в мікроробототехнічних або аніматронічних програмах. А більші моделі (наприклад, NEMA 57) часто використовуються в верстатах з ЧПУ та в промислових цілях.

Це не справедливо для всіх двигунів, але іноді джерело живлення постійного струму, приблизно однаковий за розміром крокового двигуна, буде відповідати параметрам та вимогам зазначеного двигуна.

Крок 3. Перегляньте найкращі пропозиції

Коли ви знаєте, який тип джерела живлення вам знадобиться, останній крок - заглибитися в дослідження. Як і у випадку з більшістю речей, це, мабуть, не найкращий підхід до пошуку "джерел живлення" та придбання першого рекомендованого товару - особливо без попереднього ознайомлення із використанням та оглядами, і особливо якщо це ваш перший раз.

Скажімо, ви купуєте електронні набори для дорослих. За допомогою пошукової машини можна знайти список рекомендацій, постачальників та виробників. Але тоді найрозумнішим кроком було б уважно переглянути кожну рекомендацію, одну за одною, щоб визначити, яка з них найкраще відповідає вашим хобі, досвіду та бюджету.

Те саме і з джерелами живлення для крокових двигунів. Існує безліч блогів, відео та Інтернет-магазинів з гідним вибором джерел живлення для перегляду. Є також багато онлайн-форумів, які ви можете відвідати, щоб отримати поради, рекомендації та поглиблені дискусії з людьми, які запитують те саме.

Висновок

Щоб підбити підсумок статті про джерела живлення крокового двигуна, ось що ми розглянули:

Зміст:

Що таке кроковий двигун?
Кроковий двигун: практичне застосування
Кроковий двигун: Недоцільне використання
Навіщо використовувати кроковий двигун?
Що шукати у своєму блоці живлення

Ми сподіваємось, що ця стаття була інформативною. Не соромтеся відвідати інтернет-магазин Circuit Specialists, де є кілька досить вигідних пропозицій.

Ми маємо широкий асортимент джерел живлення крокових двигунів за ціною, які обов’язково задовольнять всі ваші вимоги та параметри.

Джордж

Джордж Леже має ступінь магістра електротехніки в Стенфордському університеті, протягом двадцяти років працював у приватній галузі, що впроваджує технології поверхневого монтажу, та у державних науково-дослідних лабораторіях, опублікував кілька робіт з технології поверхневого монтажу, співавтори статей, опублікованих на національних симпозіумах з прискорювальних технологій, колишній президент SMTA і ад'юнкт-професор на рівні коледжу громади, має патент і є сертифікованим партнером з проектування мікрочіпів, слугуючи консультантом багатьох компаній, що розробляють електронні схеми.