У лазерних, фрезерних верстатах з ЧПУ, ріжучих плоттерах, 3d принтерах широко застосовуються крокові двигуни (ШД). Їх використовують в якості виконавчих пристроїв, наприклад, для організації переміщення інструменту – лазерної голови, шпинделя.
Менша вартість, в порівнянні з сервоприводами, точне позиціонування, достатній момент утримання і широкий діапазон регулювання швидкості забезпечують цим моторам широке застосування. Сучасний ринок наповнений настільки різними пропозиціями, що можна заплутатися у виборі.
Особливості роботи ШД
Для початку потрібно зрозуміти, що це за двигун такої. Завдання ШД, як і будь-якого мотора, перетворювати електричну енергію в механічну. Особливість крокової двигуна – дискретне обертання ротора. Електродвигун здійснює задану кількість кроків (що відповідає кількості поданих імпульсів) і зупиняється в фіксованому положенні.
Різні моделі мають свій крок повороту (зазвичай 1,8 ° або 0,9 °), і чим він менше, тим точніше позиціонування інструменту. Похибка кроку становить не більше 5%.
На що потрібно звернути увагу при виборі крокового двигуна
Вибираючи електродвигун натомість вийшов з ладу, можна купити такий же того ж виробника або купити модель з подібними характеристиками. Якщо ж ви підбираєте ШД для саморобного верстата, доведеться згадати курс фізики і прорахувати деякі параметри. Або проаналізувати надані на ринку моделі, які підходять за розмірами і близькі за характеристиками.
Тип електромотора
Найбільшого поширення для ЧПУ отримали біполярні електродвигуни, здатні зберігати високий питомий опір на невеликих оборотах. Їх перевага в тому, що для них нескладно підібрати драйвер. Для забезпечення високої швидкості обертання, є сенс використовувати трифазні ШД. Уніполярні представляють з’єднання декількох біполярних, підключення обмотки яких можна організувати по-різному (залежить від завдання).
Основні характеристики
Щоб зрозуміти, чи задовольняє мотор умов, в яких він буде використовуватися, необхідно вивчити ключові характеристики.
Завдання двигуна – забезпечувати необхідний крутний момент в потрібному діапазоні швидкостей. На графіку швидкість-моментной характеристики, що надається виробником, видно, що при зменшенні кількості оборотів нижче певного рівня зростає момент і відповідно сила струму.
Щоб не привести до пошкодження двигуна, драйвер повинен обмежувати підвищення струму понад певної позначки.
Верхній поріг швидкості обмежує індуктивність обмотки, яка є важливою характеристикою ШД. Велика індуктивність дозволяє отримувати більший крутний момент. Але при цьому для нормальної роботи двигуна потрібно підібрати драйвер з великою напругою живлення.
Фірми-виробники виконують моделі однакового розміру в двох варіантах – з великим і малим значенням L. Швидкі моделі на великих оборотах не вимагають високої напруги, тому для них можна підібрати драйвер і джерело живлення подешевше. Повільні використовуються, коли необхідний великий момент утримання.
Усвідомлений вибір виходячи з майбутніх завдань
Підбираючи електродвигун слід відштовхуватися від сфери застосування верстата і технічних характеристик. Наприклад, для невеликого домашнього верстата, здійснює дрібні фрезерні роботи, підійде кроковий електромотор з двома обмотками, мінімальними показниками індуктивності і струму, а значить, з максимальним моментом.
Якщо ШД призначається для рухомої частини, потрібно враховувати її масу і вага матеріалів, які потрібно буде обробляти. Не менш важливі геометричні параметри двигуна – довжина, діаметр вала, фланець.
Правильним рішенням буде покупка двигуна у надійного виробника або постачальника. І бажано, щоб в одному місці можна було б підібрати і інші комплектуючі – драйвери, датчики, муфти з’єднувальні …