Silniki krokowe

| Technika

Silnik krokowy, dzięki specjalnej budowie oraz zaawansowanemu sterowaniu, może wykonywać ruch o ściśle określony kąt obrotu. Dzięki temu doskonale nadaje się do pozycjonowania - ustalania dokładnej pozycji przy sterowaniu w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego (nie jest wymagany enkoder). Rozwój techniki sprawił, że silniki te są coraz dokładniejsze, prędkość obrotowa jest coraz wyższa, zaś koszt produkcji coraz niższy. Właściwości te sprawiły, że silnik krokowy cieszy się ogromną popularnością w automatyce, głównie przy budowie prostych systemów pozycjonujących.

Silniki krokowe

Silniki krokowe do prawidłowej pracy wymagają specjalistycznych sterowników. Zapewniają one tzw. mikrokrok, dzięki któremu silniki krokowe mogą być pozycjonowane z jeszcze większą rozdzielczością (większa liczba kroków przypadająca na obrót silnika, co sprawia, że na pojedynczy krok przypada mniejszy kąt obrotu).

Wobec tego ruch wirnika jest uzależniony od ilości dostarczonych impulsów sterujących, natomiast prędkość kątowa jest proporcjonalna do częstotliwości tych impulsów. Pod względem sterowania rozróżniamy silniki bipolarne oraz unipolarne. Ten pierwszy sposób sterowania charakteryzuje się uzyskaniem wyższego momentu z silnika, jednak wymaga bardziej zaawansowanego sterownika.

Jeżeli chodzi o budowę, to najbardziej rozpowszechnione są silniki hybrydowe z magnesami trwałymi. Omawiane podzespoły rozróżniane są również pod względem liczby wyprowadzeń - 4, 6 oraz 8. W przypadku 4 wyprowadzeń, mamy do czynienia z klasycznym silnikiem dwufazowym. Przy 6 wyprowadzeniach uzwojenia mają środkowe odczepy, przy 8 wyprowadzeniach uzwojenia zostały podzielone na pół, przez co silnik taki często nazywany jest czterofazowym.

Sposób podziału uzwojeń wpływa na możliwość konfiguracji pracy silnika. Najbardziej uniwersalnym silnikiem jest pod tym względem ten z największą liczbą wyprowadzeń - wówczas sposób połączenia wyprowadzeń determinuje właściwości silnika. Połączenie szeregowe wykorzystywane jest przy pracy silnika przy mniejszych prędkościach obrotowych (wymagany jest wówczas niższy prąd silnika). W przypadku połączenia równoległego silnik osiągnie wyższe prędkości obrotowe, co będzie jednak wymagało wyższego prądu zasilania. Silniki krokowe nie mają szczotek, dlatego na żywotność wpływ mają jedynie łożyska.

Silniki te mają również niestety wady. Największa to spadek momentu wraz ze wzrostem prędkości obrotowej. Należy pamiętać, iż moment podawany w przypadku silników krokowych jest to tzw. moment trzymający - mierzony podczas pracy statycznej silnika. Dlatego tak ważny jest odpowiedni dobór silnika do aplikacji.

Gdy dobierzemy za słaby ,to zazwyczaj dochodzi do zjawiska tzw. gubienia kroków. Mamy z nim do czynienia, gdy momenty oporowe występujące w układzie mechanicznym przewyższają moment wytwarzany przez silnik. Możemy tego uniknąć dobierając silnik z odpowiednim zapasem mocy.

Kolejną wadą jest możliwość pojawienia się tzw. rezonansów mechanicznych. Na szczęście jest to stosunkowo rzadkie zjawisko, a zwiększenie podziału na sterowniku (mikrokroku) pozwala nam z nim skutecznie walczyć. Ogólnie należy pamiętać, że silnik krokowy nie lubi dużych prędkości obrotowych oraz dużych przyśpieszeń. Gdy aplikacja wymaga tego od silnika, warto jest wówczas zastanowić się nad serwonapędem.

Omawiane silniki są bardzo popularne, na co wpływ mają: prosta konstrukcja oraz relatywnie proste sterowanie, co przekłada się na skrócenie czasu i obniżenie kosztów wdrożenia. Znajdziemy je m.in. w: automatyce, wszelkiej maści maszynach CNC (plotery, frezarki, wypalarki plazmowe, drukarki 3D), autach, drukarkach, robotyce, urządzeniach pomiarowych, itd.

W ofercie mamy szeroki wybór mocy i wielkości mechanicznych silników krokowych (od NEMA 16, przez NEMA 23, NEMA 34, aż do NEMA 43) różnych znanych producentów, w tym silniki krokowe Leadshine. Nasz zespół chętnie pomoże oraz doradzi przy wyborze odpowiedniego silnika krokowego do Państwa aplikacji. Oferujemy również przekładnie planetarne dostosowane do silników NEMA 23 oraz NEMA 34. Przekładnia pozwala na łatwe zwiększenie momentu obrotowego silnika.

Akcesoria CNC

Zobacz również