แก้ไขสินค้า
สเต็ปเปอร์มอเตอร์ต้นแบบมีต้นกำเนิดในช่วงปลายทศวรรษ 1930 ตั้งแต่ปี 1830 ถึง 1860 ด้วยการพัฒนาวัสดุแม่เหล็กถาวรและเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ สเต็ปเปอร์มอเตอร์จึงพัฒนาและเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ประเทศจีนเริ่มวิจัยและผลิตสเต็ปเปอร์มอเตอร์ตั้งแต่นั้นมาจนถึงปลายทศวรรษ 1960 ส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์จำนวนเล็กน้อยที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยเพื่อศึกษาอุปกรณ์บางอย่างเฉพาะในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เท่านั้นที่มีความก้าวหน้าในด้านการผลิตและการวิจัยตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 70 ถึงกลางทศวรรษ 1980 ได้เข้าสู่ขั้นตอนการพัฒนา และผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงต่างๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่กลางทศวรรษ 1980 เนื่องจากการพัฒนาและพัฒนาสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริด เทคโนโลยีของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดของจีน รวมถึงเทคโนโลยีตัวถังและเทคโนโลยีขับเคลื่อน ได้ค่อยๆ เข้าใกล้ระดับของอุตสาหกรรมต่างประเทศสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไฮบริดต่างๆ การใช้งานผลิตภัณฑ์สำหรับไดรเวอร์กำลังเพิ่มขึ้น
ในฐานะแอคชูเอเตอร์ สเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์หลักของเมคคาทรอนิกส์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อัตโนมัติต่างๆสเต็ปปิ้งมอเตอร์เป็นองค์ประกอบควบคุมวงเปิดที่แปลงสัญญาณพัลส์ไฟฟ้าเป็นการกระจัดเชิงมุมหรือเชิงเส้นเมื่อสเต็ปปิ้งไดร์เวอร์ได้รับสัญญาณพัลส์ มันจะขับเคลื่อนสเต็ปปิ้งมอเตอร์ให้หมุนมุมคงที่ (เช่น มุมสเต็ป) ในทิศทางที่ตั้งไว้การกระจัดเชิงมุมสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมจำนวนพัลส์ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการวางตำแหน่งที่แม่นยำสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดเป็นสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ออกแบบโดยการรวมข้อดีของแม่เหล็กถาวรและปฏิกิริยาเข้าด้วยกันแบ่งออกเป็นสองระยะ สามระยะ และห้าระยะมุมสเต็ปสองเฟสโดยทั่วไปคือ 1.8 องศามุมสเต็ปสามเฟสโดยทั่วไปคือ 1.2 องศา

มันทำงานอย่างไร
โครงสร้างของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดนั้นแตกต่างจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบรีแอกทีฟสเตเตอร์และโรเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดนั้นถูกรวมเข้าด้วยกันทั้งหมด ในขณะที่สเตเตอร์และโรเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดจะแบ่งออกเป็นสองส่วนดังแสดงในรูปด้านล่างฟันซี่เล็กก็กระจายอยู่บนพื้นผิวเช่นกัน
สเตเตอร์ทั้งสองช่องอยู่ในตำแหน่งที่ดีและมีการจัดเรียงขดลวดไว้แสดงไว้ด้านบนเป็นมอเตอร์สองเฟส 4 คู่ โดยที่ 1, 3, 5 และ 7 เป็นขั้วแม่เหล็กที่คดเคี้ยวเฟส A และ 2, 4, 6 และ 8 เป็นขั้วแม่เหล็กที่คดเคี้ยวเฟส Bขดลวดขั้วแม่เหล็กที่อยู่ติดกันของแต่ละเฟสนั้นพันในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อสร้างวงจรแม่เหล็กปิดดังแสดงในทิศทาง x และ y ในรูปด้านบน
สถานการณ์ของเฟส B นั้นคล้ายคลึงกับเฟส A ช่องทั้งสองของโรเตอร์ถูกเซไปครึ่งหนึ่งของระยะพิทช์ (ดูรูปที่ 5.1.5) และตรงกลางเชื่อมต่อกันด้วยเหล็กแม่เหล็กถาวรรูปวงแหวนฟันของโรเตอร์ทั้งสองส่วนมีขั้วแม่เหล็กอยู่ตรงข้ามกันตามหลักการเดียวกันของมอเตอร์ปฏิกิริยา ตราบใดที่มอเตอร์ได้รับพลังงานตามลำดับ ABABA หรือ ABABA สเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถหมุนทวนเข็มนาฬิกาหรือตามเข็มนาฬิกาได้อย่างต่อเนื่อง
แน่นอนว่าฟันทุกซี่บนเซกเมนต์เดียวกันของใบพัดโรเตอร์มีขั้วเดียวกัน ในขณะที่ขั้วของโรเตอร์สองเซกเมนต์จากเซกเมนต์ต่างกันอยู่ตรงข้ามกันความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดและสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบรีแอกทีฟคือ เมื่อวัสดุแม่เหล็กถาวรที่ถูกแม่เหล็กถูกล้างอำนาจแม่เหล็ก จะมีจุดการสั่นและโซนก้าวออก
โรเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดนั้นเป็นแม่เหล็ก ดังนั้นแรงบิดที่เกิดขึ้นภายใต้กระแสสเตเตอร์เดียวกันจึงมีมากกว่าแรงบิดของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบรีแอกทีฟ และมุมสเต็ปของมันมักจะน้อยดังนั้นเครื่องมือกล CNC แบบประหยัดโดยทั่วไปจึงต้องใช้ระบบขับเคลื่อนสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดอย่างไรก็ตาม โรเตอร์ไฮบริดมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าและมีความเฉื่อยของโรเตอร์ขนาดใหญ่ และมีความเร็วต่ำกว่าสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบรีแอกทีฟ

การแก้ไขโครงสร้างและไดรฟ์
มีผู้ผลิตสเต็ปเปอร์มอเตอร์ในประเทศหลายรายและหลักการทำงานก็เหมือนกันต่อไปนี้ใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ไฮบริดสองเฟสในประเทศ 42B Y G2 50C และไดรเวอร์ SH20403 เป็นตัวอย่างเพื่อแนะนำโครงสร้างและวิธีการขับขี่ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไฮบริด[2]
โครงสร้างสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไฮบริดสองเฟส
ในการควบคุมทางอุตสาหกรรม สามารถใช้โครงสร้างที่มีฟันเล็กๆ บนเสาสเตเตอร์และฟันโรเตอร์จำนวนมากดังแสดงในรูปที่ 1 ได้ และมุมขั้นบันไดก็สามารถทำให้มีขนาดเล็กมากได้รูปที่ 1 สอง

แผนภาพโครงสร้างของเฟสไฮบริดสเต็ปปิ้งมอเตอร์ และแผนภาพการเดินสายไฟของสเต็ปปิ้งมอเตอร์ที่คดเคี้ยวในรูปที่ 2 ขดลวดสองเฟสของ A และ B แยกเฟสในทิศทางแนวรัศมี และมีขั้วแม่เหล็กที่ยื่นออกมา 8 ขั้วตาม เส้นรอบวงของสเตเตอร์ขั้วแม่เหล็ก 7 ขั้วอยู่ในขดลวดเฟส A และขั้วแม่เหล็ก 2, 4, 6 และ 8 อยู่ในขดลวดเฟส Bมีฟัน 5 ซี่บนพื้นผิวแต่ละขั้วของสเตเตอร์ และมีขดลวดควบคุมบนตัวเสาโรเตอร์ประกอบด้วยเหล็กแม่เหล็กรูปวงแหวนและแกนเหล็กสองส่วนเหล็กแม่เหล็กรูปวงแหวนถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในทิศทางตามแนวแกนของโรเตอร์แกนเหล็กทั้งสองส่วนได้รับการติดตั้งที่ปลายทั้งสองของเหล็กแม่เหล็กตามลำดับ เพื่อให้โรเตอร์ถูกแบ่งออกเป็นขั้วแม่เหล็กสองขั้วในทิศทางตามแนวแกนฟัน 50 ซี่กระจายเท่าๆ กันบนแกนโรเตอร์ฟันซี่เล็กๆ บนแกนทั้งสองส่วนจะเซไปครึ่งหนึ่งของระยะพิทช์ระยะพิทช์และความกว้างของโรเตอร์คงที่จะเท่ากัน

กระบวนการทำงานของสเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบไฮบริดสองเฟส
เมื่อขดลวดควบคุมแบบสองเฟสหมุนเวียนกระแสไฟฟ้าตามลำดับ ขดลวดแบบเฟสเดียวเท่านั้นที่จะได้รับพลังงานต่อจังหวะ และการเต้นสี่ครั้งจะถือเป็นหนึ่งรอบเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดควบคุม แรงแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งทำปฏิกิริยากับแรงแม่เหล็กที่เกิดจากเหล็กแม่เหล็กถาวรเพื่อสร้างแรงบิดทางแม่เหล็กไฟฟ้า และทำให้โรเตอร์เคลื่อนที่เป็นขั้นตอนเมื่อขดลวดเฟส A ได้รับพลังงาน ขั้วแม่เหล็ก S ที่สร้างขึ้นโดยการพันบนโรเตอร์ N ขั้วสุดขีด 1 จะดึงดูดขั้ว N ของโรเตอร์ เพื่อให้ขั้วแม่เหล็ก 1 ฟันต่อฟัน และเส้นสนามแม่เหล็กถูกกำหนดทิศทาง จากขั้ว N ของโรเตอร์ถึงผิวฟันของขั้วแม่เหล็ก 1 และขั้วแม่เหล็ก 5 ฟันต่อฟัน ขั้วแม่เหล็ก 3 และ 7 เป็นแบบฟันต่อร่อง ดังแสดงในรูปที่ 4
รูป ไดอะแกรมสมดุลของโรเตอร์ที่มีพลังงานเฟส A และไดอะแกรมสมดุลของโรเตอร์สเตเตอร์ที่รุนแรงเนื่องจากฟันเล็กๆ บนทั้งสองส่วนของแกนโรเตอร์จะเซไปครึ่งหนึ่งของระยะห่าง ที่ขั้ว S ของโรเตอร์ สนามแม่เหล็กขั้ว S ที่สร้างขึ้นโดยขั้วแม่เหล็ก 1 'และ 5′ จะผลักขั้ว S ของโรเตอร์ ซึ่งเป็นฟันต่อช่องกับโรเตอร์พอดี และขั้ว 3 ' และพื้นผิวฟัน 7′ จะสร้างสนามแม่เหล็กขั้ว N ซึ่งดึงดูดขั้ว S ของโรเตอร์ เพื่อให้ฟันหันหน้าเข้าหาฟันแผนภาพสมดุลของโรเตอร์ N-pole และ S-pole เมื่อมีการจ่ายพลังงานให้กับขดลวดเฟส A จะแสดงในรูปที่ 3

เนื่องจากโรเตอร์มีฟันทั้งหมด 50 ซี่ มุมพิทช์ของมันคือ 360 ° / 50 = 7.2 ° และจำนวนฟันที่ครอบครองโดยแต่ละพิทช์ขั้วของสเตเตอร์จึงไม่ใช่จำนวนเต็มดังนั้นเมื่อเฟส A ของสเตเตอร์ได้รับพลังงาน ขั้ว N ของโรเตอร์และขั้วของ 1 ฟันทั้งห้าซี่อยู่ตรงข้ามกับฟันของโรเตอร์ และฟันทั้งห้าของขั้วแม่เหล็ก 2 ของเฟส B คดเคี้ยวถัดจาก ฟันของโรเตอร์มีระยะพิทช์ไม่ตรง 1/4 เช่น 1.8 °เมื่อวาดวงกลม ฟันของขั้วแม่เหล็กเฟส A 3 และโรเตอร์จะเคลื่อนที่ไป 3.6 ° และฟันจะอยู่ในแนวเดียวกับร่อง
เส้นสนามแม่เหล็กเป็นเส้นโค้งปิดตามแนว N-end ของโรเตอร์ → ขั้วแม่เหล็ก A (1) S → วงแหวนนำแม่เหล็ก → ขั้วแม่เหล็ก A (3 ') N → โรเตอร์ S-end → โรเตอร์ N-endเมื่อเฟส A ปิดอยู่และมีพลังงานเฟส B ขั้วแม่เหล็ก 2 จะสร้างขั้ว N และขั้ว S ของโรเตอร์ 7 ซี่ที่อยู่ใกล้ที่สุดจะถูกดึงดูด เพื่อให้โรเตอร์หมุนตามเข็มนาฬิกา 1.8 °เพื่อให้ได้ขั้วแม่เหล็ก 2 และฟันของโรเตอร์ต่อฟัน , B การพัฒนาเฟสของฟันสเตเตอร์ของการพันเฟสดังแสดงในรูปที่ 5 ในเวลานี้ ขั้วแม่เหล็ก 3 และฟันโรเตอร์มีระยะพิทช์ไม่ตรง 1/4
ในการเปรียบเทียบ หากการให้พลังงานดำเนินต่อไปตามลำดับสี่รอบ โรเตอร์จะหมุนทีละขั้นในทิศทางตามเข็มนาฬิกาแต่ละครั้งที่ทำการเพิ่มพลังงาน แต่ละพัลส์จะหมุนผ่าน 1.8 ° ซึ่งหมายความว่ามุมขั้นคือ 1.8 ° และโรเตอร์จะหมุนหนึ่งครั้ง ต้องใช้ 360 ° / 1.8 ° = 200 พัลส์ (ดูรูปที่ 4 และ 5)

เช่นเดียวกับที่ปลายสุดของโรเตอร์ S เมื่อฟันที่คดเคี้ยวอยู่ตรงข้ามกับฟัน ขั้วแม่เหล็กของเฟสหนึ่งที่อยู่ถัดจากฟันนั้นจะอยู่ในแนวที่ไม่ตรง 1.8 °3 ตัวขับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ สเต็ปเปอร์มอเตอร์ต้องมีตัวขับและตัวควบคุมจึงจะทำงานได้ตามปกติบทบาทของผู้ขับขี่คือการกระจายพัลส์ควบคุมในวงแหวนและขยายกำลัง เพื่อให้ขดลวดของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้รับพลังงานตามลำดับที่แน่นอนเพื่อควบคุมการหมุนของมอเตอร์ไดรเวอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 42BYG250C คือ SH20403สำหรับแหล่งจ่ายไฟ 10V ~ 40V DC จะต้องเชื่อมต่อขั้วต่อ A +, A-, B + และ B- เข้ากับลีดทั้งสี่ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ขั้วต่อ DC + และ DC- เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ DC ของไดรเวอร์วงจรอินเทอร์เฟซอินพุตประกอบด้วยเทอร์มินัลทั่วไป (เชื่อมต่อกับเทอร์มินัลบวกของแหล่งจ่ายไฟเทอร์มินัลอินพุต), สัญญาณพัลส์อินพุต (อินพุตชุดของพัลส์, จัดสรรภายในเพื่อขับเคลื่อนสเต็ปเปอร์มอเตอร์ A, เฟส B), อินพุตสัญญาณทิศทาง (สามารถรับรู้การหมุนบวกและลบของสเต็ปเปอร์มอเตอร์), อินพุตสัญญาณออฟไลน์
ผลประโยชน์แก้ไข
สเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบไฮบริดแบ่งออกเป็นสองเฟส สามเฟส และห้าเฟส: มุมสเต็ปปิ้งสองเฟสโดยทั่วไปคือ 1.8 องศา และมุมสเต็ปปิ้งห้าเฟสโดยทั่วไปคือ 0.72 องศาเมื่อเพิ่มมุมขั้นบันได มุมขั้นจะลดลง และปรับปรุงความแม่นยำมอเตอร์สเต็ปนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดผสมผสานข้อดีของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบแม่เหล็กรีแอกทีฟและแม่เหล็กถาวรเข้าด้วยกัน: จำนวนขั้วคู่เท่ากับจำนวนฟันของโรเตอร์ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงกว้างตามความต้องการความเหนี่ยวนำของขดลวดจะแตกต่างกันไปตาม
การเปลี่ยนตำแหน่งโรเตอร์มีขนาดเล็กและง่ายต่อการควบคุมการทำงานที่เหมาะสมที่สุดวงจรแม่เหล็กแม่เหล็กตามแนวแกนโดยใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรใหม่ที่มีผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูง เอื้อต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์โรเตอร์เหล็กแม่เหล็กให้การกระตุ้นไม่มีการสั่นที่ชัดเจน[3]