Pусский
Просмотры: 0 Автор: Редактор сайта Публикуйте время: 2025-07-04 Происхождение: Сайт
В современных устройствах, которые требуют высокого определения позиционирования и движения небольших шагов, Micro Stepper Motors стали ключевым движением для многих точных систем из-за их уникальных характеристик управления открытым контуром и компактного размера. Микро -шаговые двигатели тихо играют важную роль, от точных медицинских оборудования до автоматизированных инструментов, до различных потребительских электронных устройств. Понимание его основной структуры является основой для признания его выдающейся работы и потенциальных приложений.
Micro Stepper Motor является членом семейства Stepper Motor, специально разработанного для миниатюризации и легких применений. Его основные особенности:
Микро -размер: обычно относится к двигателям с внешним диаметром от 20 до 60 мм или даже меньше, с относительно низкой мощностью (от нескольких ват до десятков ват).
Характеристика шага: точно преобразовать электрические импульсные сигналы в механические вращения под фиксированным углом (то есть 'Угол шага '). Положение вала двигателя определяется количеством входных импульсов, и скорость определяется частотой импульса.
Управление открытым циклом: никаких дополнительных датчиков (таких как кодеры) не требуется для предоставления обратной связи по информации о положении, упрощения структуры и стоимости системы. Контроллер должен только отправить правильную последовательность импульсов, чтобы точно управлять положением и скоростью двигателя.
Высокое точное положение: он может легко достичь мелкого разрешения (малый угол шага) и повторить точность позиционирования.
Поддерживайте крутящий момент: даже если он не питается (для постоянного магнита или гибридного) или включенного, он может обеспечить определенное место для записи крутящего момента.
Его принцип работы основан на основных принципах электромагнитного притяжения и отталкивания. Контроллер обеспечивает токовые импульсы на несколько обмотков (обычно двухфазных) внутри двигателя в определенном порядке. Каждый импульс тока возбуждает соответствующую обмотку, генерируя магнитное поле, которое привлекает или отталкивает магнитные полюсы постоянных магнитов или магнитных зубов на роторе двигателя, тем самым приводя к тому, что ротор точно вращается под фиксированным углом (угол шага).
Основные структурные типы микродвигателей микро -ступеней включают постоянный магнит (PM), гибридный (HB) и переменное нежелание (VR). Среди них Hybrid является наиболее широко используемым в микро полете из -за его превосходной производительности (высокая плотность крутящего момента, малый угол шага, плавная работа). Взяв двухфазный гибридный мотор микро-ступени в качестве примера, внутренняя структура подробно анализируется
Структура: состоит из сложенных силиконовых стальных листов с высокой проницаемостью, образуя фиксированный корпус двигателя.
Зубы: большое количество выступающих магнитных полюсов (обычно 8, 12 или более) распределено по внутренней окружности статора. Эти магнитные полюсы являются ключевыми компонентами для преобразования электромагнитной энергии.
Обмотки/катушки: медные проволочные катушки намотаны вокруг столбов статора. Для двухфазного двигателя все магнитные полюсы делятся на два набора обмоток, фазу и фазу B. Катушки в каждой группе обмотки соединены последовательно или параллельно в соответствии с конкретными правилами. После того, как обмотка подается под напряжением, чередующиеся магнитные поля N/S генерируются на магнитных полюсах. Катушки микро двигателей обычно изготовлены из чрезвычайно тонкой эмалированной проволоки, что требует точности высокой обмотки.
Структура: Расположенная внутри статора, это вращающаяся часть двигателя.
Постоянный магнит: ядро ротора представляет собой осевого намагниченного кольцевого постоянного магнита (обычно высокопроизводительный редкоземельный магнит, такой как железный бор неодимий). Магнит образует фиксированные полюсы N и S на обоих концах ротора.
Чашки ротора/конечные колпачки: зубчатое железное ядро (часто называемое чашкой ротора), изготовленная из высокой проницаемости кремниевых стальных листов, плотно сложенных на каждом конце (осевого) постоянного магнита.
Зубы ротора: большое количество зубов точно обрабатывается на внешней окружности каждой чашки ротора (обычно с определенным отношением к количеству полюсов статора, такими как 50 зубов). Ключевой момент состоит в том, что зубы на чашках ротора на обоих концах смещены на половину зубного шага в окружном направлении. Эта смещенная структура зуба является основной конструкцией для достижения небольших углов шага в гибридных шаговых двигателях. Осевое магнитное поле, генерируемое постоянным магнитом, закрывается зубами ротора на обоих концах.
Поддержите вал ротора, чтобы обеспечить плавное и низкое вращение трения в склоне статора. Micro Stepper Motors обычно используют точные шариковые подшипники или масло, содержащее скользящие подшипники (медные рукава), причем первые имеют более длительный срок службы и более низкий шум, а последний имеет более низкие затраты.
Изготовлен из высокопрочной стали, простирающегося от центра ротора в виде механического выходного конца мощности, подключенного к внешним нагрузкам.
Обычно изготовленный из металла (такого как алюминий) или инженерного пластика, он используется для инкапсуляции фиксированных компонентов ротора, безопасных подшипников и для обеспечения установки интерфейсов (таких как фланцы или резьбовые отверстия). Производительность герметизации конечной крышки важна для определенных приложений, таких как здравоохранение.
Подключите A-фазу и B-фазу (иногда с общими проволочными) обмотками внутри двигателя к контроллеру внешнего привода. Micro Motors обычно оснащены гибкими проводами для прямого подключения или микро -разъемов.
После понимания структуры следующие параметры напрямую влияют на выбор и применение:
Размеры: внешний диаметр, длина (длина тела), диаметр вала, длина вала.
Угол шага: угол вращения для каждого полученного импульсного сигнала (например, 1,8 °, 0,9 °, 7,5 °). Чем меньше, тем выше разрешение.
Номер фазы: обычно используется две фазы.
Напряжение: номинальное напряжение вождения (например, 5 В, 12 В, 24 В).
Ток: номинальное значение фазового тока (например, 0,3a, 0,5a, 1,0a).
Поддерживайте крутящий момент: максимальный крутящий момент (в N · см или Mn · M), который двигатель может выходить, когда он стационарный (включен). Измерьте силу двигателя.
Расположенный крутящий момент: крутящий момент, необходимый для вращения ротора при питании двигателя (только для постоянного магнита/гибрида).
Индуктивность и сопротивление: влияют на электрические характеристики и высокоскоростные характеристики двигателя.
Вес: Особенно важно для портативных устройств.
Повышение температуры: повышение температуры во время работы влияет на срок службы и надежность.
Основываясь на его структурных характеристиках, Micro Stepper Motor демонстрирует следующие основные преимущества:
Ультра маленький размер, экономия пространства: точная структурная конструкция позволяет ему работать в чрезвычайно ограниченном пространстве.
Точное позиционирование, управляемость с открытой петлей: точный угол и управление положением могут быть достигнуты без обратной связи.
Отличный старт -остановку и обратный ответ: способен мгновенно запустить, останавливаться или реверсировать, с гибким управлением.
Широкий низкоскоростный эксплуатационный диапазон: способен обеспечить плавный крутящий момент даже на низких скоростях или почти нулевых скоростях.
Хорошая способность к удержанию: способен поддерживать стабильное положение и сопротивляться нарушениям при включении.
Прочная структура, высокая надежность: нет уязвимых деталей, таких как электрические щетки, длительный срок службы.
Эффективность экономии: по сравнению с сервоприводами в замкнутой петле с такой же точностью, она обычно имеет преимущество в затрат.
Точная структура и превосходная производительность Micro Stepper Motors делают их широко используемыми в:
Медицинское оборудование: инфузионный насос, инсулиновый насос, управление клапаном вентилятора, эндоскопный привод, хирургический робот, секвенсор ДНК.
Лабораторная автоматизация: пипетка, сортировщик образцов, управление этапами микроскопа, регулировка щели спектрометра.
Прецизионные инструменты и счетчики: привод для прибора указателя, позиционер клапана, управление точным потоком, регулировка оптической платформы.
Автоматизация офиса: ролики с бумажной подачей, сканирующее движение головы и масштабирование объектива для принтеров/копироваров.
Потребительская электроника: автофокусировка камеры (AF)/оптическая стабилизация изображения (OIS), модуль камеры подъема смартфона/вращения, шарнир дронов.
Промышленное управление: управление небольшим клапаном, устройство микропроводности, оборудование для дозирования точности, руководство по текстильной машине.
Технология роботов: небольшие роботы, драйвы захвата, механизмы сканирования датчиков.
При выборе двигателя микро -ступени следует уделять всестороннее рассмотрение:
Требования к нагрузке: Требуемый крутящий момент (с учетом ускорения и замедления), инерция нагрузки, режим движения (расстояние, скорость, ускорение).
Требования к точности: разрешение угла шага, точность повторения позиционирования.
Ограничения пространства: строгие ограничения размера установки.
Факторы окружающей среды: температура, влажность, пыль, вибрация, электромагнитная совместимость (EMC).
Питание и драйвер. Соответствие возможностям вождения и тока, выбор соответствующего драйвера микроэтага может значительно улучшить эксплуатационную стабильность и разрешение.
Бюджет затрат.
Микро-шаговый двигатель, миниатюрный силовый блок, состоящий из обмотков точных статора, умно смещенных роторов, высокопроизводительных постоянных магнитов и крепких подшипников, является незаменимым краеугольным камнем в области современного высокопрофессионального управления микрометровым движением. Его уникальные характеристики управления открытой петлей, отличная точность позиционирования, компактный структурный дизайн и высокая надежность заставляют его продолжать играть ключевую роль в широком спектре полей, от передового медицинского оборудования до ежедневной потребительской электроники. Глубокое понимание его внутренней структуры и принципа работы является ключом к полному реализации его потенциала производительности и выборе наиболее подходящих микроэнергетических решений для различных инновационных приложений. Благодаря постоянному росту спроса на миниатюризацию и интеллект, Micro Stepper Motors и их технологии вождения также будут продолжать развиваться, стимулируя точные темпы будущих технологий.
