Что такое 5-фазный шаговый двигатель?

Что такое 5-фазный шаговый двигатель?

Шаговый двигатель — это двигатель, угол поворота и скорость которого можно контролировать с помощью импульсных сигналов, и который используется, когда требуется точное позиционирование.

Среди шаговых двигателей 5-фазный шаговый двигатель — это двигатель, который движется под углом 0,72° за импульс.

Применение 5-фазного шагового двигателя

Шаговые двигатели используются в машинах, требующих особенно точной точности позиционирования.

В частности, они используются в машинах для автоматизации производства, полупроводниках, плоских дисплеях (FPD) и оборудовании для производства солнечных панелей, аналитических приборах, медицинском оборудовании и прецизионных столах, требующих особенно высокоточного управления.

Принцип работы 5-фазного шагового двигателя

Шаговые двигатели, как и обычные двигатели, в основном состоят из «ротора» и «статора». Однако для того, чтобы контролировать угол поворота с высокой точностью, ротор и статор имеют следующие особенности:

1. Ротор

Ротор — это внутренняя часть шагового двигателя. Ротор состоит из четырех частей: двух роторов, магнита и вращающегося вала.

Маленькие зубцы равномерно распределены, поэтому каждый шаг составляет 7,2°. Эти роторы собраны со смещением 3,6° друг относительно друга и содержат постоянный магнит. Эта структура намагничивает один ротор к полюсу N, а другой к полюсу S.

2. Статор

Статор расположен снаружи ротора и, как и большинство двигателей, имеет обмотку, намотанную вокруг железного сердечника. В 5-фазном шаговом двигателе статор состоит из набора «фаз» в противоположных положениях поперек ротора, от фазы A до фазы E, всего 10 фаз подряд.

Статор каждой фазы также имеет маленькие зубцы с шагом 7,2°.

Характеристики 5-фазного шагового двигателя

Шаговые двигатели обладают следующими основными характеристиками:

• Компактны и способны генерировать высокий крутящий момент, что позволяет часто запускать и останавливать двигатель.
• Поскольку удерживающая сила создается даже при остановке двигателя, можно поддерживать остановленное положение без механического тормоза.
• По сравнению с серводвигателями с эквивалентными размерами угла крепления, он может приводить в действие большие инерционные нагрузки.

В дополнение к этим функциям 5-фазные шаговые двигатели используются для управления XY-столами микроскопов из-за их высокой точности позиционирования.

Другая информация о 5-фазном шаговом двигателе

1. Процедура работы 5-фазного шагового двигателя

1. Ток подается на фазу A статора для возбуждения полюса S. Маленькие зубцы ротора, которые намагничены к полюсу N, притягиваются друг к другу и останавливаются. В это время зазор между маленькими зубцами соседнего полюса фазы B и маленькими зубцами другого намагниченного ротора полюса S составляет 0,72°.
2. Затем ток подается на фазу B статора для возбуждения полюса N. Маленькие зубцы полюсов фазы B и малые зубцы ротора, которые были смещены на 0,72°, притягиваются друг к другу, и статор поворачивается на 7,2° и останавливается.

Повторяя вышеописанную операцию, ротор поворачивается на 7,2°, непрерывно изменяя фазу возбуждаемого статора с фазы A на фазу B и фазу C одну за другой. Электрический сигнал для управления — «один импульс на один цикл включения/выключения питания». Когда подается один импульс, выходной вал двигателя поворачивается на один шаг (0,72° для 5 фаз).

2. Проводка 5-фазного шагового двигателя

Характеристики 5-фазного шагового двигателя различаются в зависимости от метода проводки. При проектировании устройства важно знать метод проводки, чтобы получить баланс между стоимостью и производительностью, который подходит для устройства. Методы проводки включают звездообразную проводку, пятиугольную проводку и новую пятиугольную проводку.

3. Управление 5-фазным шаговым двигателем

Шаговые двигатели максимизируют свои характеристики, устанавливая скорость вращения в соответствии со временем. Установка скорости вращения в соответствии со временем обычно называется шаблоном работы, и существует два типа шаблонов.

Шаблон работы с самозапуском
Это рабочий шаблон, при котором двигатель работает с одинаковой скоростью вращения от начала до конца. Он называется прямоугольным приводом, потому что график скорости против времени образует квадрат (прямоугольник).

Трапециевидный рабочий шаблон привода
Это рабочий шаблон, при котором двигатель вращается сначала с низкой скоростью, постепенно увеличивает скорость, вращается с максимальной скоростью в течение определенного периода времени, затем постепенно снижает скорость до низкой скорости, а затем останавливается. Он называется трапециевидным приводом, потому что график скорости против времени образует трапециевидную форму.

Скорость вращения двигателя определяется следующими факторами:

• Характеристики выбранного двигателя.
• Масса перемещаемого объекта.
• Трение, прикладываемое к перемещаемому объекту.
• Электрическая мощность, подаваемая на двигатель.
• Метод подключения двигателя.
• Как возбудить двигатель.

Характеристики выбранного вами двигателя, особенно инерция ротора, наиболее важны, особенно когда двигатель используется в приложениях, требующих быстрого перемещения и быстрой остановки.

4. Разница между 5-фазным шаговым двигателем и 2-фазным шаговым двигателем

5-фазные шаговые двигатели, как правило, намного дороже 2-фазных шаговых двигателей, но 5-фазные шаговые двигатели обеспечивают меньший угол поворота двигателя за шаг (наименьшая единица инструкции вращения для двигателя), чем 2-фазные шаговые двигатели. Таким образом, 5-фазный шаговый двигатель выбирается, когда требуются следующие характеристики:

• Когда требуется вращать двигатель на очень малый угол.
• Когда требуется снизить шум.