ステッピングモータ：、特性を原則チャートの説明を働きます

プロセス操作を自動化するように設計されているそのうちのいくつかの異なるデバイス、現代の電気使用のロットで。 だから、ステッピングモータです。 このデバイスの動作原理と資料に記載の装置。

それは何ですか？

そうに制御信号を送信するための電気機械式装置と呼ばれる 機械的な動き ロータ。 各移動は厳密に所定の固定位置で終わります。 デバイスは、角度又は線形です。 ステッパーことを覚えておく価値がある モータの原理を 以下に説明されるが、同期デバイスです。

開ループを備えた制御システム（フィードバックなし）

ほとんどの場合、この装置は、特殊な電子回路によって制御されます。 それが唯一のAC電源を供給します。 このようなエンジンは、多くの場合、周波数制御回転を必要とする回路に使用されています。 これは、高価で複雑なフィードバックループの必要性を回避し、モータ保護は簡単に（だけ急速消勢を提供する必要があります）です。

この動作原理はオープンなコミュニケーションを持つシステムで使用されています。 （フィードバックループなし）回路は、経済的な観点から有益であるが、それはいくつかの重要な制限を有することに留意すべきです。

従って、ロータの回転がいずれの場合に回転数と運動の他の特徴は、彼らがフィードバックループを有するDCモータにおいてである、可能な限り正確ではないかもしれない原因、比較的不安定で、振動です。 振動を低減するための方法を模索するために必要なステッピングモータの範囲を拡大します。

システム構成

より優れたステッピングモータとその操作の原則の構造を理解するには、約20年前にパンチカードの製造に使用されたされたその制御回路、下のデバイスの動作を考慮することが可能です。 このためには、一般的に3および4相ステッピングモータを使用。 私たちは今、最初の動作の仕組みを検討します。

すでにモータ回転子は、各制御パルスに応答して所定の間隔で回転していることを述べています。 この回転の値は度で表されている、ステップと呼ばれます。 論理回路は、信号取得中に活性化され、その後すぐに活性化するための正しい位相を決定します。 その後は、ステッピングモータを使用している、現在の充電、インバータに信号を送ります。 この装置の特徴は、制御方式の異なる種類を使用する必要があります。 比較的最近この目的のために使用されるが、原則として、後者は、一般的なトランジスタで実装されている 集積回路。 その高電位出力を使用して自動的に所望の相励磁（例えば、最初の）巻線です。 電位が低下している場合は、フェーズの自動無効化があります。 だから、モータ保護を実装しました。

等の序数1、2、3、で表される相 または文字A、B、C、等によって 最後のオプションは、いくつかの2相モータの場合に使用されています。 したがって、任意の所与の時間に唯一の相は（エンジンのタイプに応じて）2つ、3つ、または利用可能な4から通電します。 このような装置の動作原理を説明するために、それは永久的な状況に言及しているが、この回路は完全プロセスコントロールではないことを理解すべきです。

そして、ステップ増分

最も簡単なオプションは、制御回路からの単一のパルスを供給することです。 この場合、例えば、エンジンが一度にある前方のある距離の駆動スプロケット組立ラインをオンにします。 前方に巨大な機構を適用する場合は一歩の振動の問題を悪化させ、そしてかなりの慣性自体が感じなることに留意すべきです。

このような場合にはより多くの正当化に使用する ステッピングモータ、 一つの駆動パルスにいくつかの動きをすることができます。 また、細かい歯の櫛でスターを使用するために傷つけることはありません。 ところで、各そのような動きは、インクリメントと呼ばれています。

説明例では、我々はそれぞれ、1およびいくつかのステップに等しいインクリメント。 各サイクルの後、いつでも停止時エンジンは、その後、すべてが再び繰り返されます。 これは、それぞれ、インクリメンタルトラフィックおよび増分制御と呼ばれています。

（上述のように）任意の動きをいくつかのステップで行われる場合、ロータ振動はできません。 場合ワンステップ移動、振動が特別な電子デバイスでクエンチしました。 彼らの仕事は複雑な電子「詰め物」の多くを必要とするために一般的にステッピングモータ（我々が検討しているその特性）はハイテク機器です。

全体の制御原理

いくつかの生産ライン内の4つの教区オーバー手順、組立ラインの数の増加のために。 記憶装置（内蔵フラッシュメモリ、コンピュータのハードドライブ）からのデータがコントローラに送信されると、それらはブロック単位で行われます。 それらの各々は、シンボル（32、48又は64）の固定された数を含み、異なるシステムおよび異なる割当装置は、この図は、真剣に変化してもよいです。

当然のことながら、自家製マイコンのArduinoをもとに、近年では一般的になって。 このように、それはおもちゃのための推進システムとして、むしろ複雑な産業機器の両方に対応することができます結合したので、ステッピングモータは、この設計では理想的です。

データブロックは、コントローラの半導体メモリにおいてその使用前に移し、その後、（電動モータがこれらの特性を見つけるために必要とされる接続する前に）最初のデータブロックに記録された命令に応じて移動を開始します。

命令実行システムの後に第2のデータ配列の読み取りを開始。 各移動は、小さな複数のステップは、追加のカスケードをマウントする必要が前にメインコントローラで構成されている場合。 ほとんどの場合、それは、入力コントローラによって実行される機能です。 これは、特定の間隔指定されたシステム（アルドゥイーノ）と第2の制御ループにデータを送信します。 この場合、ステッピングモータが過負荷の要求に対して保護されています。

SMの使用の詳細の一部

私たちは、ステッピングモータを使用して、だけでなく、この分野で一般的に使用される用語の定義を与えるのニュアンスのいくつかをご紹介しましょう：

- 小ピッチ角。 ご存知のように、各駆動パルスモータのロータの後にいくつかある程度で回転させます。 ピッチが小さい、高い即時高速することができます。 ステッピングモータが良く、非常に小さなステップを提供することができることを知っておくことが重要です。 この場合、ステッパー数は1つのステップの巻数であり、この値は、エンジニアにとって非常に重要です。 それは、以下の式を用いて計算されます。

S = 360 /θS、ここでS - ステップ数、θ - ステップ角（回転角）。

ほとんどの場合、ステッパモータドライブは回転当たり96、128または132のステップを実行することができます。 四相モデルは、時には唯一のターンオーバー用精密モータ200希少種の差は500のまたは1000ステップに即座に行うことができるされています。 彼らの回転角度が90、45または15°であるため、しかし、簡単な種のために実現不可能です。

- 高精度のスピード。 これは、このパラメータは、デバイスの全体的な品質を決定しています。 あなたは既にステッピングモータの作業が停止し、データブロックの後に一定の位置にロックするために彼が必要であることを知っています。 もちろん、通常のメカニックはその慣性、摩擦力及びその他の要因に明確に設定したパラメータからの逸脱の可能なすべての種類を教えてくれる。

有害事象との戦い

ロータとステータ歯の間のギャップは、常に固定の剛性を高めるために最小です。 非常に位置決め精度は、それがはるかに低い程度に影響される他の要因として、唯一のインバータの特性に依存します。

そして今、このような最大静的モーメントとして重要な機能と概念の数を考慮する必要があり、すべてのこれらの規定の「デッド」ローターと位置決め精度の規定。 上記の条件を決定するには、2つのすぐに受け入れられた一般的な概念があります。

最大静効果

私たちは、すでに述べたように、それだけで2つの位置を持っています：

• 保持。 これは、理論的にはステッピングモータのシャフトにも適用することができる最大の効果は、移動を引き起こすことなく、既に励起されます。
• 固定。 したがって、理論的にさらに回転させることなく、非励起モータ軸にも適用することができる最大静止効果もあります。

保持トルクは、予測不可能な負荷（例えば、電気モータのためのコンデンサを否定）に起因する測位誤差の発生確率が低く、高いです。 完全な固定点は、永久磁石のみを使用するエンジンのこれらのモデルには可能です。

「デッド」ロータ位置

ロータが完全に停止するにわずか3箇所があります。

• 平衡位置。 それは興奮ステッピングモータの完全に停止します。
• 固定。 また、ロータが停止している状態。 しかし、この用語は、永久磁石のデザインを持っているそれらのエンジンのためにのみ使用されます。
• ローターが完全に非通電と巻き取り停止しているときに、環境・エネルギー安全保障のすべての基準を満たしてステッピングモータの近代的なモデルで。

位置決め精度について

最後に、最も重要な概念について話しましょう。 これは、位置決め精度についてです。 あなたは複雑な産業機器を操作するとき、それがいかに重要であるかを推測することができます。 二つの重要な用語があります。

• エラー角度位置。 これは、多くの場合、1つの位置から別のロータの転送の場合に見られる標準的な角度状態から正または負の逸脱として定義されます。 原則として、慣性と悪い嵌合部を非難。
• 位置決め精度。 これは、ステッピング運動の全期間中に発生したエラーの回転子の角度位置の最大値です。

重要！ ステッピングモータの各カテゴリの規制情報は、その生産者の公式ページでは、だけでなく、製品のこの種に付属している参考資料から両方にすることができますして下さい。 典型的には、誤差値が0.08乃至-0,03°の範囲内です。 0.08°+ 0.03°= 0.11°：簡単に言えば、位置決め精度は、これらの2つの数字の合計として計算されます。

このように、我々は動作原理を説明し、ステッピングモータは、高精度の機器を指します。

慣性モーメントに電磁モーメントの高い割合

あなたは既に表すとおり、ステッピングモータにより制御パルスのコントローラの受領後すぐに移動を開始し、可能な限り迅速に必要とされます。 高い位置決め精度を持つ、停止するように高速でなければなりません。 時の移動制御パルスシーケンスが中断された場合、モータは最後のパルスによって決定される位置で動作しなくなります。

また、SEにおける慣性モーメントに関連した電磁トルクは従来の電動機よりもはるかに高くなければならないことを心に留めておくべきです。

ステッピング回転周波数とパルスの周波数

SMでの回転速度は、実際には「ステッピング速度」の定義を満たすために、代わりにしばしば可能文献における用語「速度」の単位時間当たりのステップ数であるからです。 モーターを接続する前に、これらのニュアンスは必読します。

ステッパモータの大半ので、この周波数は、技術ハンドブックにその指定珍しい驚かないでください、制御パルスの数に等しいです。 より具体的には、そのようなエンジンのため、多くの場合、単位ヘルツ（Hz）です。

モータのロータの実際の速度はどのような場合に回転ステップが反映されていないことを理解することが重要です。 専門家は、ステッピングモータの説明に使用しない理由は、従来のモータの技術的特徴の説明に使用される分当たりの回転の同じ数、存在していないと考えています。 以下の式を用いて算出された実際の速度とそのアナログステッパとの比：

N N = 60F / S、 - 回転速度は、毎分回転数で発現。 F - 回転周波数工程; S - ステップ数。

ところで、どのように電気モーターのために必要なコンデンサを決定するには？ 非常に単純な！ この式を使用するには、ここだけで十分。

C = 66・Pnomを

Pnomは下が何を意味するかを推測することは困難ではない定格電力 kWのモータの。

最も単純なモータ接続図EM-178

そして、我々は、現在一般産業用プリンターで使用されているモデルEM-178、のためのステッピングモータの簡単な接続を検討します。

フェーズ0	白コントローラ
フェーズ1	オレンジ
フェーズ2	あなたは赤にステッパモータコントローラを接続します
フェーズ3	これは、青色のコネクタに接続します
合計「+」パワー	茶色のコントローラ

様々なモデルの何百万があるので、より大きな規模でのペイント作業は、単に、動作しません、の特性が有意差を持っています。

現在、この設計のモーターの様々なタイプ。 この記事では、最も一般的に説明します。

ジェットエンジン

これは、今日一般に使用されるデバイスのこの種です。 実際に、それは、6本の固定子歯がされた、ほぼ標準的な三相モータです。 簡単に言えば、すべての二つの歯は、互いに対向し、同位相に属します。 コイルの使用シリアルまたはパラレル接続。

ローターに関しては、それが唯一の4歯です。 ほとんどの場合、製造業者のステータ及びロータは、磁性材料で作られたが、多くの場合、従来の金属の単なる大規模なロータを見出すことができます。 事は、それらの製造に入る物質は、一つだけ重要な要件があるということです：彼らは、磁界の可能な限り最高の導電率を提供する必要があります。 磁場の強さに直接関係の操作：我々はステッピングモータを考える場合、これは非常に重要です。

永久磁石を持つデバイス

円筒形の使用のロータ磁石として、ステータは、個々の巻線を有する4本の歯を有しています。 強くピッチ角を減少させるために、これらのモデルでステッピングモータは、ロータ極数とステータの歯の数が増加しなければなりません。 しかし、これらのオプションの両方が非常に厳しい物理的な制限であることを忘れてはなりません。 この記事の最後の段落では構造の代替（バイポーラステッピングモータ）についての情報がありますが、これらのモデルはいないので、頻繁に見ることができます。

我々が述べたように、永久磁石が巻取り張力から除去さえ厳密に固定された位置で停止されると、デバイスステッピング。 ロック位置 - この場合には、我々は、上述の同じロック機構を、トリガー。

永久磁石の使用は、多くの点で正当化されるが、同時に、それらの使用はいくつかの問題につながることができます。 まず、価格が手頃な価格からは程遠いです。 ところで、ステッピングモータはどのくらいですか？ 永久磁石との価格モデルは、以上の10万ルーブルです。

この値は、キャリア自体の磁化によって制限されるので、第二に、磁場の最大濃度は、高すぎることはできません。 このため、比較的安価な永久フェライト磁石は、多かれ少なかれ、十分な電界強度を得ることができません。 そして、この原理に従って作業電気モーターの種類は何がありますか？

ハイブリッドのインストール

ステッピングモータの別のタイプは、部分的に同じ原理を使用して、あります。 ハイブリッドモデルは、ジェットと両方使用して動作する 磁気モータを。

ロータは、反応ステップモータとほぼ同じ構造を有しているが、巻線がわずかに異なる回路で形成されています。 各極巻線という事実は、唯一のコイル（三相ステッピングモータ）を有しています。 4相モデルで二つのコイルが巻かれていることを推測することは難しいことではありません。 巻線をバイファイラ方式で行われています。 特徴は、コイルの励起時に異なる極性（バイポーラステッピングモータ）の磁場です。