Alcune domande popolari sul motore passo-passo Italia

1. Cos'è un motore passo-passo? Un motore passo-passo è un attuatore che converte gli impulsi elettrici in spostamento angolare. In termini semplici, quando un driver passo-passo riceve un segnale di impulso, guida il motore passo-passo per ruotare di un angolo fisso (noto come angolo di passo) in una direzione specifica. È possibile controllare lo spostamento angolare controllando il numero di impulsi, ottenendo un posizionamento preciso. Inoltre, è possibile controllare la velocità e l'accelerazione del motore regolando la frequenza degli impulsi per il controllo della velocità.

2. Quali sono i tipi di motori passo-passo? I motori passo-passo sono classificati in tre tipi: a magneti permanenti (PM), a riluttanza variabile (VR) e ibridi (HB). I motori passo-passo a magneti permanenti hanno generalmente due fasi, con coppia e dimensioni inferiori e un angolo di passo di 7.5 o 15 gradi. I motori passo-passo a riluttanza variabile hanno solitamente tre fasi, fornendo una coppia elevata ma producendo rumore e vibrazioni significativi. Sono stati in gran parte eliminati nei paesi sviluppati a partire dagli anni ’1980. I motori passo-passo ibridi combinano i vantaggi dei tipi a magnete permanente e a riluttanza variabile e sono disponibili in varianti a due e cinque fasi, con angoli di passo rispettivamente di 1.8 e 0.72 gradi, che li rendono ampiamente utilizzati in varie applicazioni.

3. Cos'è la coppia di tenuta? La coppia di mantenimento si riferisce alla coppia che mantiene il rotore in posizione quando il motore passo-passo è alimentato ma non ruota. È uno dei parametri più importanti di un motore passo-passo. Tipicamente, la coppia di mantenimento di un motore passo-passo è vicina alla coppia a basse velocità. Poiché la coppia di uscita di un motore passo-passo diminuisce all'aumentare della velocità, la coppia di mantenimento diventa un parametro cruciale per la valutazione del motore passo-passo. Ad esempio, quando si fa riferimento a un motore passo-passo da 2 N·m, di solito si intende un motore passo-passo con una coppia di tenuta di 2 N·m, se non diversamente specificato.

4. Cos'è la coppia di arresto? La coppia di arresto si riferisce alla coppia che mantiene il rotore in posizione quando il motore passo-passo non è alimentato. In Cina non esiste una traduzione standardizzata per Detent Torque, il che può portare a malintesi. La coppia di arresto non è applicabile ai motori passo-passo a riluttanza variabile perché i loro rotori non sono realizzati con materiali a magnete permanente.

5. Qual è la precisione dei motori passo-passo ed è cumulativa? La precisione tipica dei motori passo-passo è compresa tra il 3 e il 5% dell'angolo di passo e questa precisione non è cumulativa.

6. Qual è la temperatura esterna consentita per i motori passo-passo? Temperature eccessivamente elevate possono smagnetizzare i materiali magnetici nei motori passo-passo, con conseguente riduzione della coppia e potenziale perdita di passi. Pertanto, la temperatura esterna massima consentita di un motore passo-passo dipende dal punto di smagnetizzazione dello specifico materiale magnetico utilizzato. In generale, i materiali magnetici hanno punti di smagnetizzazione superiori a 130 gradi Celsius, alcuni addirittura superiori a 200 gradi Celsius, quindi una temperatura esterna di 80-90 gradi Celsius è generalmente considerata normale.

7. Perché la coppia di un motore passo-passo diminuisce all'aumentare della velocità? Quando un motore passo-passo ruota, l'induttanza delle sue bobine di avvolgimento genera una forza elettromotrice inversa (EMF). Maggiore è la frequenza (o velocità), maggiore diventa questa EMF inversa. Di conseguenza, la corrente di fase nel motore diminuisce con l'aumentare della frequenza (velocità), portando ad una diminuzione della coppia.

8. Perché un motore passo-passo può funzionare normalmente a basse velocità ma non riesce ad avviarsi a velocità più elevate con un rumore lamentoso? I motori passo-passo hanno un parametro tecnico chiamato "frequenza di avvio al minimo", che si riferisce alla frequenza degli impulsi alla quale un motore passo-passo può avviarsi senza carico. Se la frequenza degli impulsi supera questo valore, il motore potrebbe non avviarsi, perdere passi o andare in stallo. In situazioni con carico, la frequenza di avvio dovrebbe essere ancora più bassa. Per ottenere una rotazione ad alta velocità, la frequenza degli impulsi dovrebbe avere un processo di accelerazione, iniziando da una frequenza più bassa e aumentando gradualmente fino all'alta frequenza desiderata (accelerando il motore da bassa ad alta velocità).

9. Come si possono mitigare le vibrazioni e il rumore quando i motori passo-passo ibridi bifase funzionano a basse velocità? Vibrazioni e rumore sono svantaggi intrinseci dei motori passo-passo quando funzionano a basse velocità. Per mitigare questi problemi, è possibile prendere in considerazione le seguenti soluzioni: A. Evitare zone di risonanza modificando il rapporto di trasmissione meccanica se il motore passo-passo funziona all'interno di una zona di risonanza. B. Utilizzo di driver con funzionalità di microstepping, che rappresenta l'approccio più comune e diretto. C. Passaggio a motori passo-passo con angoli di passo più piccoli, come motori passo-passo trifase o cinquefase. D. Passaggio ai servomotori CA, che possono eliminare quasi completamente vibrazioni e rumore ma hanno un costo più elevato. E. Aggiunta di smorzatori magnetici all'albero motore, sebbene ciò richieda modifiche meccaniche significative.

10. Il conteggio delle suddivisioni di un driver microstepping rappresenta la precisione? La tecnologia di suddivisione dei motori passo-passo è essenzialmente una forma di tecnologia di smorzamento elettronico (fare riferimento alla letteratura pertinente). Il suo scopo principale è ridurre o eliminare le vibrazioni a bassa frequenza nel funzionamento del motore passo-passo e la migliore precisione è solo un ulteriore vantaggio. Ad esempio, nel caso di un motore passo-passo ibrido bifase con un angolo di passo di 1.8 gradi, se il driver di suddivisione è impostato su 4, la risoluzione del motore è di 0.45 gradi per impulso. Se la precisione del motore può raggiungere o avvicinarsi a 0.45 gradi dipende da fattori come la precisione del controllo della corrente nel driver di suddivisione. La precisione dei driver di suddivisione può variare in modo significativo tra i diversi produttori e conteggi di suddivisione più elevati possono rendere la precisione più difficile da controllare.

11. Qual è la differenza tra i metodi di connessione in serie e in parallelo per motori passo-passo e driver ibridi a quattro fasi? I motori passo-passo ibridi quadrifase sono generalmente azionati da driver bifase. Pertanto, è possibile collegare il motore quadrifase in una configurazione in serie o in parallelo per farlo comportare come un motore bifase. Il metodo di collegamento in serie viene generalmente utilizzato per situazioni in cui il motore funziona a velocità inferiori. In questo caso, la corrente di uscita del driver dovrebbe essere pari al 70% della corrente di fase del motore, con conseguente minore generazione di calore del motore. Il metodo di collegamento in parallelo, noto anche come metodo ad alta velocità, viene generalmente utilizzato quando il motore funziona a velocità più elevate. Richiede che la corrente di uscita del driver sia pari al 140% della corrente di fase del motore, con conseguente maggiore generazione di calore del motore.

12. Come si determina l'alimentazione CC per i driver dei motori passo-passo ibridi? A. Determinazione della tensione: la tensione dell'alimentatore per i driver dei motori passo-passo ibridi rientra solitamente in un ampio intervallo (ad esempio, da 12 a 48 V CC). La scelta della tensione di alimentazione dipende dalla velocità operativa del motore e dai requisiti di risposta. Se il motore funziona a velocità elevate o richiede una risposta rapida, è possibile selezionare una tensione più elevata. Tuttavia, è importante garantire che la tensione di ondulazione dell'alimentatore non superi la tensione di ingresso massima del driver per evitare di danneggiare il driver. B. Determinazione della corrente: la corrente di alimentazione viene generalmente determinata in base alla corrente di fase di uscita del driver (I). Se si utilizza un alimentatore lineare, la corrente di alimentazione può essere impostata su 1.1-1.3 volte la corrente di fase (I). Se si utilizza un alimentatore a commutazione, la corrente di alimentazione può essere impostata su 1.5-2.0 volte la corrente di fase (I).