하이브리드 스테핑 모터

제품 편집
스테퍼 모터의 원래 모델은 1830 년에서 1860 년까지 1930 년대 후반에 시작되었습니다. 영구 자석 재료와 반도체 기술의 발달로 스테퍼 모터는 빠르게 발전하고 성숙해졌습니다. 1960 년대 후반 중국은 스테퍼 모터를 연구하고 제조하기 시작했습니다. 그때부터 1960 년대 말까지 일부 기기를 연구하기 위해 대학과 연구소에서 개발 한 제품은 주로 소수였습니다. 1970 년대 초반에야 생산과 연구에 돌파구가 생겼습니다. 70 년대 중반부터 1980 년대 중반까지 개발 단계에 접어 들었고 다양한 고성능 제품이 지속적으로 개발되었습니다. 1980 년대 중반 이후 하이브리드 스테퍼 모터의 개발 및 개발로 인해 차체 기술 및 구동 기술을 포함한 중국의 하이브리드 스테퍼 모터 기술은 점차 외국 산업 수준에 도달했습니다. 다양한 하이브리드 스테퍼 모터 드라이버를위한 제품 애플리케이션이 증가하고 있습니다.
액추에이터로서 스테퍼 모터는 메카트로닉스의 핵심 제품 중 하나로 다양한 자동화 장비에 널리 사용되고 있습니다. 스테핑 모터는 전기 펄스 신호를 각도 또는 선형 변위로 변환하는 개방 루프 제어 요소입니다. 스테핑 드라이버가 펄스 신호를 받으면 스테핑 모터를 구동하여 설정된 방향으로 고정 된 각도 (즉, 스테핑 각도)를 회전시킵니다. 정확한 포지셔닝 목적을 달성하기 위해 펄스 수를 제어하여 각도 변위를 제어 할 수 있습니다. 하이브리드 스테퍼 모터는 영구 자석과 반응성의 장점을 결합하여 설계된 스테퍼 모터입니다. 2 단계, 3 단계 및 5 단계로 나뉩니다. 2 상 스텝 각도는 일반적으로 1.8 도입니다. 3 상 스텝 각도는 일반적으로 1.2 도입니다.

작동 원리
하이브리드 스테퍼 모터의 구조는 반응성 스테퍼 모터의 구조와 다릅니다. 하이브리드 스테퍼 모터의 고정자와 회전자는 모두 통합되어 있으며, 하이브리드 스테퍼 모터의 고정자와 회전자는 아래 그림과 같이 두 부분으로 나뉩니다. 작은 치아도 표면에 분포되어 있습니다.
고정자의 두 슬롯이 잘 배치되고 권선이 그 위에 배열됩니다. 위 그림은 2 상 4 쌍 모터로, 1, 3, 5, 7은 A 상 권선 자극이고 2, 4, 6, 8은 B 상 권선 자극입니다. 각상의 인접한 자극 권선은 위 그림에서 x 및 y 방향으로 표시된 것처럼 닫힌 자기 회로를 생성하기 위해 반대 방향으로 감겨 있습니다.
위상 B의 상황은 위상 A의 상황과 유사합니다. 로터의 두 슬롯은 피치의 절반으로 엇갈리게 배치되고 (그림 5.1.5 참조) 중간은 링 모양의 영구 자석 강철로 연결됩니다. 로터의 두 부분의 톱니는 반대의 자극을 가지고 있습니다. 리 액티브 모터의 동일한 원리에 따라 모터에 ABABA 또는 ABABA 순서로 전원이 공급되는 한 스테퍼 모터는 시계 반대 방향 또는 시계 방향으로 계속 회전 할 수 있습니다.
분명히, 로터 블레이드의 동일한 세그먼트에있는 모든 톱니는 동일한 극성을 갖는 반면, 서로 다른 세그먼트의 두 로터 세그먼트의 극성은 반대입니다. 하이브리드 스테퍼 모터와 반응성 스테퍼 모터의 가장 큰 차이점은 자화 된 영구 자성 재료가 자기를 제거 할 때 발진 지점과 탈착 영역이 있다는 것입니다.
하이브리드 스테퍼 모터의 회 전자는 자성이므로 동일한 고정자 전류에서 생성되는 토크는 반응성 스테퍼 모터의 토크보다 크고 일반적으로 스텝 각도가 작습니다. 따라서 경제적 인 CNC 공작 기계에는 일반적으로 하이브리드 스테퍼 모터 드라이브가 필요합니다. 그러나 하이브리드 로터는 구조가 더 복잡하고 로터 관성이 크며 반응성 스테퍼 모터보다 속도가 느립니다.

구조 및 드라이브 편집
스테퍼 모터의 많은 국내 제조업체가 있으며 작동 원리는 동일합니다. 다음은 국내 2 상 하이브리드 스테퍼 모터 42B Y G2 50C와 드라이버 SH20403을 예로 들어 하이브리드 스테퍼 모터의 구조와 구동 방법을 소개합니다. [2]
2 상 하이브리드 스테퍼 모터 구조
산업 제어에서는 그림 1과 같이 고정자 극에 작은 이빨이 있고 많은 수의 회 전자 이빨이있는 구조를 사용할 수 있으며 그 단계 각도를 매우 작게 만들 수 있습니다. 그림 1 두

위상 하이브리드 스테핑 모터의 구조도 및 그림 2의 스테핑 모터 권선의 배선도, A와 B의 2 상 권선은 반경 방향으로 상 분리되어 있으며 8 개의 돌출 자극이 있습니다. 고정자의 둘레. 7 개의 자극은 A 상 권선에 속하고 2, 4, 6, 8 개의 자극은 B 상 권선에 속합니다. 고정자의 각 극 표면에는 5 개의 톱니가 있으며 극 본체에는 제어 권선이 있습니다. 로터는 링 모양의 자성 강철과 두 부분의 철심으로 구성됩니다. 링 모양의 자성 강철은 로터의 축 방향으로 자화됩니다. 철심의 두 부분은 각각 자성 강철의 두 끝에 설치되어 로터가 축 방향으로 두 개의 자극으로 나뉩니다. 50 개의 톱니가 로터 코어에 고르게 분포되어 있습니다. 코어의 두 부분에있는 작은 이빨은 피치의 절반만큼 엇갈리게 배치됩니다. 고정 로터의 피치와 너비는 동일합니다.

2 상 하이브리드 스테핑 모터의 작동 과정
2 상 제어 권선이 순서대로 전기를 순환하면 비트 당 하나의 위상 권선 만 통전되고 4 비트가 하나의 사이클을 구성합니다. 전류가 제어 권선을 통과하면 영구 자성 강에 의해 생성 된 자기력과 상호 작용하여 전자기 토크를 생성하고 회 전자를 단계적으로 움직이게하는 자기력이 생성됩니다. A 상 권선이 통전되면, 회 전자 N 극 1의 권선에 의해 생성 된 S 자극이 회 전자 N 극을 끌어 당겨 자극 1이 이빨을 향하고 자기장 라인을 향하게합니다. 로터 N 극에서 자극 1의 톱니 표면까지, 자극 5 톱니 대, 자극 3 및 7은 그림 4와 같이 톱니 대 홈입니다.
图 A 상 통전 회 전자 N 극한 고정자 회 전자 균형 다이어그램. 로터 코어의 두 부분에있는 작은 톱니가 피치의 절반으로 엇갈리게되므로 로터의 S 극에서 자극 1 '과 5'에 의해 생성 된 S 극 자기장이 로터의 S 극을 밀어냅니다. 이것은 로터와 정확히 맞대기이고, 극 3 '그리고 7'톱니 표면은 N 극 자기장을 생성하여 로터의 S 극을 끌어 당겨 치아가 치아를 향하도록합니다. A 상 권선에 전원이 공급 될 때의 로터 N 극 및 S 극 로터 균형 다이어그램은 그림 3에 나와 있습니다.

로터에는 총 50 개의 톱니가 있기 때문에 피치 각도는 360 ° / 50 = 7.2 °이고 고정자의 각 극 피치가 차지하는 톱니 수는 정수가 아닙니다. 따라서 고정자의 A 상이 통전되면 회 전자의 N 극과 1의 극 5 개의 톱니가 회 전자 톱니와 반대이며 B상의 자극 2의 5 개의 톱니가 옆에 있습니다. 로터 톱니는 1/4 피치 오정렬, 즉 1.8 °를 갖습니다. 원이 그려지는 곳에서 A 상 자극 3과 로터의 이빨은 3.6 ° 변위되고 이빨은 홈과 정렬됩니다.
자기장 선은 로터의 N- 끝을 따라 폐곡선입니다 → A (1) S 자극 → 자기 전도성 링 → ​​A (3 ') N 자극 → 로터 S- 끝 → 로터 N- 끝. 위상 A의 전원이 꺼지고 위상 B에 전원이 공급되면 자극 2가 N 극성을 생성하고 가장 가까운 S 극 로터 7 톱니를 끌어 당겨 로터가 시계 방향으로 1.8 ° 회전하여 자극 2와 로터 톱니를 톱니에 도달합니다. , B 위상 권선의 고정자 톱니의 위상 전개가도 5에 나타나 있으며, 이때 자극 (3)과 회 전자 톱니는 1/4 피치 오정렬을 갖는다.
유사하게, 통전이 4 비트 순서로 계속되면 로터는 시계 방향으로 단계적으로 회전합니다. 통전이 수행 될 때마다 각 펄스는 1.8 °까지 회전합니다. 즉, 스텝 각도는 1.8 °이고 로터는 한 번 회전합니다. 360 ° / 1.8 ° = 200 펄스가 필요합니다 (그림 4 및 5 참조).

회 전자 S의 극단에서도 마찬가지입니다. 권선 톱니가 톱니와 반대이면 그 옆에있는 한상의 자극이 1.8 ° 잘못 정렬됩니다. 3 스테퍼 모터 드라이버 스테퍼 모터가 정상적으로 작동하려면 드라이버와 컨트롤러가 있어야합니다. 드라이버의 역할은 제어 펄스를 링으로 분배하고 전력을 증폭하여 모터의 회전을 제어하기 위해 스테퍼 모터의 권선에 일정한 순서로 전원이 공급되도록하는 것입니다. 스테퍼 모터 42BYG250C의 드라이버는 SH20403입니다. 10V ~ 40V DC 전원 공급 장치의 경우 A +, A-, B + 및 B- 단자를 스테퍼 모터의 4 개의 리드에 연결해야합니다. DC + 및 DC- 단자는 드라이버의 DC 전원 공급 장치에 연결됩니다. 입력 인터페이스 회로는 공통 단자 (입력 단자 전원 공급 장치의 양극 단자에 연결)를 포함합니다. , 펄스 신호 입력 (스텝 모터 A, B 위상을 구동하기 위해 내부적으로 할당 된 일련의 펄스 입력), 방향 신호 입력 (스테퍼 모터의 양 및 음 회전을 실현할 수 있음), 오프라인 신호 입력.
이점 편집
하이브리드 스테핑 모터는 2 상, 3 상 및 5 상으로 나뉩니다. 2 상 스테핑 각도는 일반적으로 1.8도이고 5 상 스테핑 각도는 일반적으로 0.72 도입니다. 스텝 각도가 증가하면 스텝 각도가 감소하고 정확도가 향상됩니다. 이 스텝 모터는 가장 널리 사용됩니다. 하이브리드 스테퍼 모터는 반응성 및 영구 자석 스테퍼 모터의 장점을 결합합니다. 극 쌍의 수는 로터 이빨의 수와 같으며 필요에 따라 넓은 범위에서 변경할 수 있습니다. 권선 인덕턴스는
로터 위치 변경이 작고 최적의 작동 제어를 달성하기 쉽습니다. 높은 자기 에너지 제품을 가진 새로운 영구 자석 재료를 사용하는 축 자화 자기 회로는 모터 성능 향상에 도움이됩니다. 로터 자기 강철은 여기를 제공합니다. 명백한 진동이 없습니다. [삼]


포스트 시간 : 2020 년 3 월 19 일