Stepers motori

U novije vrijeme izraz stepper motor bio je poznat samo uskom krugu inženjera elektrotehnike. Sada su koračni motori dobili časno pravo da se nazivaju samo po njihovim inicijalima - dokazima SD-a o širokoj upotrebi električnih strojeva ovog tipa.

Mašta nehotice tjera sliku koračnog električnog stroja s udovima. Ne, ovo nije robot, iako stepper motor može kontrolirati jedan od njegovih zglobova. Sam automobil je vrlo jednostavan. Stepeni motor može biti predstavljen u obliku nekoliko elektromagneta s impulsnim namotima na fiksnom dijelu (statoru) i na armaturi, koji se prilikom prebacivanja namotaja okreće ili kreće postupno. Da se razumijemo kako djeluje stepper motor, zapamtite princip rada ostalih električnih strojeva, poput sinkronih.

Na statoru postoje dva ili tri namota. Oni se protječu okolo glatko mijenjajući sinusoidne struje. Zajedno sa strujom, svako elektromotorno polje pulsira elektromagnetsko polje. Struje u namotima ne rastu i padaju istovremeno, ali sa strogo definiranim vremenskim kašnjenjem; sama namotaja pomiču se jedan prema drugom i zauzimaju ravnomjerno izmjenične dijelove cilindrične površine.

Zbog toga dva ili tri pulsirajuća polja vala (prema broju namotaja) tvore jedan putujući val. Za svaki ciklus potpune promjene struje u namotima, rezultirajući val prolazi oko cijele cilindrične površine šupljine statora ili njegovog dijela. Polje se rotira ravnomjerno, noseći rotor zajedno sa sobom. Struje u namotima mijenjaju se kontinuirano, tako da se polje u radnom razmaku i rotoru neprestano okreću. Pokret se sastoji od mnogih beskonačno malih pomaka.

A ako u nekom trenutku zaustavite promjenu struje, zamrznite ih na već postignutoj razini, koje kao u kinu, neko vrijeme prikazuju isti okvir? Zajedno sa strujama u namotima, val putujućeg polja će se smrznuti u nekom položaju, a s njim će se rotor zaustaviti. Promijenimo grupu okvira i zaustavimo zadnji, rotor će okrenuti određeni kut i ponovno će se smrznuti.

Ponavljajte ovo iznova i iznova. Automobil poslušno koračao je koracima. Pokazalo se da je vrlo jednostavno mijenjati struje u namotima s velikim ili malim skokovima, smrzavajući proces na bilo kojem okviru. Dovoljno je primijeniti korake pravokutnih impulsa na namote, umjesto da se stalno mijenjaju naponi. Svaki impuls je korak i može se odgoditi, ako je poželjno, do beskonačnosti, odnosno zaustaviti proces i zaključati rotor. Dok se impulsi izmjenjuju polako, motor izrazito napreduje.

Naše oko je u stanju razlikovati nekoliko desetaka koraka u sekundi. Ali kadrovi su bljesnuli: stotinu, dvjesto, tisuću, nekoliko desetaka tisuća koraka u sekundi. Ne samo naše oči, već i osjetljivi instrumenti više ne razlikuju korake, već jednostavno vide rotaciju.

Steper motor radi, kao i prije, iako se malo ljulja, jer svaki sljedeći korak poduzima strogo u vrijeme dolaska sljedeće naredbe, a ovaj trenutak možda i nije najprikladniji. Unutarnji automatizam pokreta uništen je i zamijenjen slijepom poslušnošću ekipe. Ali u svakom trenutku, u bilo kojem koraku, možemo narediti: "Zamrznite se!". Rotor će se ljuljati i smrznuti se točno u naznačenom položaju.

Pokušajte ga prisilno premjestiti kad nema tima. Odlučno će se oduprijeti, a ako je motor pristojne konstrukcije, nećete ga uzeti golim rukama. Elektromagnetsko polje se ne želi rastati s rotorom, ni u pokretu ni u mirovanju. To je ono što ga drži u njegovom upornom zagrljaju i tjera ga da ponavlja sve korake.

Usput, "šivanje" pojedinačnih koraka, i ako želite, elementarnih ciklusa ili ciklusa kretanja u beskonačni niz, koji doživljavamo kao neprekidno okretanje s neznatno pulsirajućim brzinama, događa se u stroju s istosmjernom strujom na isti način kao u motoru s unutarnjim izgaranjem. Samo tamo, uloga neumornih operatera nisu četke, već električne svijeće.

Koraci na terenu, jer se elektronički ključevi otvaraju pomoću naredbi izvana, tada zabranjuju pristup struji namotima. Steper motor pokreće elektronički mozak, a njegove mogućnosti postaju izuzetne, ponekad neizmjerno.

Shematski dijagram jednofaznog koračnog motora sa simetričnim magnetskim sustavom za satove, šaltere i uređaje za industrijsku automatizaciju.

CNC stepper motor

Suvremena tehnologija je nezamisliva bez glodanja, okretanja, EDM-a i mnogih drugih digitalno upravljanih strojeva. Većina ih radi zahvaljujući stepper motorima.

Stupni motori smješteni u mehanizmima upravljanja valjaka, preša i drugih metalurških strojeva postali su jedan od najčešćih elemenata automatizacije, rad u električnim satovima, timerima i brojačima, na brodovima, avionima i umjetnim zemaljskim satelitima - gdje god je potrebno brzo, točno i pouzdano ispunjenje čovjekove volje.

Širenjem radnih zanimanja stepper motora nastao je neovisni razvijeni smjer - diskretni električni pogon sa stepper motorima, Njeno je podrijetlo bili znanstvenici i inženjeri problematične laboratorije elektromehanike MPEI.

Steper motor ostvario je prvu pobjedu 1957. godine, kada je prvi svjetski glodalica s digitalnim upravljanjem bila izložena na Svjetskoj izložbi u Bruxellesu, gdje su predstavljeni razni zanimljivi izložbeni štandovi. Ovaj je eksponat nagrađen Velikom zlatnom medaljom i otvorio je novu stranicu u alatnim alatima.

Boris Ivobotenko, doktor tehničkih znanosti