Krokové motory – nájdite výrobcov a dodávateľov

Krokové motory sú špeciálnym typom elektromotorov, ktoré sa vyznačujú presným riadením pohybu a presným polohovaním.

Často sa používajú v aplikáciách, kde je rozhodujúca presnosť a opakovateľnosť.

Nižšie nájdete spôsob činnosti, riadiaci systém a prehľad typov a oblastí použitia krokových motorov, ako aj ich výhody a nevýhody.

Ako fungujú krokové motory:

Krokové motory sa pohybujú v pevných uhlových krokoch, ktoré sú riadené elektrickými impulzmi. Každý impulz posunie rotor o určitý uhol.
V tejto súvislosti sa pre krokové motory používajú pojmy plný krok, polovičný krok a mikro krok. Napríklad 1,8° plnokrokový motor má 200 jednotlivých polôh pre kompletné otočenie o 360°. 360:200=1.8. Polokrokový motor s uhlom 0,9° dosahuje 400 jednotlivých polôh počas 360° otáčania. 360:400=0.9. Mikrokrokové motory môžu dosiahnuť 1/5, 1/10, 1/16, 1/32, 1/125 a 1/250 plného kroku pomocou sofistikovaného riadenia motora.

Riadenie krokových motorov:

Krokové motory si vyžadujú špeciálne riadiace jednotky, ktoré sa zvyčajne nazývajú ovládače krokových motorov alebo ovládače. Tie generujú elektrické impulzy potrebné na riadenie pohybu motorov a môžu byť analógové alebo digitálne.
Rozlíšenie kroku možno zvýšiť pomocou mikrokrokovania, čo vedie k plynulejšiemu pohybu a väčšej presnosti.
V niektorých prípadoch sa používa spätná väzba (uzavretá slučka), ktorá zabezpečuje, aby motor nestrácal kroky a udržiaval presnú polohu.

Typy krokových motorov:

1. Reluktančný krokový motor:
   V reluktančnom krokovom motore sa rotor skladá z ozubeného jadra z mäkkého železa. Vďaka tomuto materiálu magnetické pole po vypnutí statorového prúdu zaniká. Keď sa prúd zapne, magnetický tok prúdi cez jadro z mäkkého železa rotora. K otáčaniu rotora dochádza preto, lebo najbližší zub rotora je priťahovaný ozubeným statorom (pevnou, nepohyblivou časťou motora), pretože sa tým znižuje magnetický odpor. Keďže reluktančný krokový motor neobsahuje žiadne permanentné magnety, na rozdiel od krokového motora s permanentnými magnetmi nemá ani žiadny ozubený moment pri vypnutí prúdu.
2. Krokový motor s permanentným magnetom:
   V krokových motoroch s permanentnými magnetmi sa stator skladá z mäkkého železa a rotor z permanentných magnetov so striedavými severnými a južnými pólmi. Magnetické pole statora sa používa na nastavenie rotora s permanentnými magnetmi tak, aby sa vytvoril rotačný pohyb. Pri krokových motoroch s permanentnými magnetmi je počet pólov (a teda aj rozlíšenie) obmedzený. Jednou z výhod oproti reluktančnému krokovému motoru je jeho väčší krútiaci moment. Väčší indukčný zdvih (vnútorné magnetické pole od -Bmax do +Bmax) má za následok väčšie magnetické sily, čo vedie k vyššiemu krútiacemu momentu. PM krokový motor je v zásade synchrónny motor, v ktorom sa rozlíšenie zvýšilo zvýšením počtu pólových párov.
3. Hybridný krokový motor:
   Hybridné krokové motory kombinujú vlastnosti reluktančných krokových motorov a krokových motorov s permanentnými magnetmi. Hybridné krokové motory majú stator s viacerými ozubenými pólmi statora a rotor s permanentným magnetom. Štandardné hybridné krokové motory majú 200 zubov rotora a pohybujú sa v krokových uhloch po 1,8°. Hybridné krokové motory sa používajú v mnohých aplikáciách vďaka ich vysokému statickému a dynamickému krútiacemu momentu a veľmi vysokej rýchlosti krokovania.
4. Krokové motory s diskovým magnetom:
   Krokové motory s diskovým magnetom sú pokročilé mikrokrokové motory, ktoré ponúkajú dynamickejší výkon motora, jemnejšie rozlíšenie krokov a vyššie zrýchlenie ako iné typy krokových motorov. Tenký diskový magnet umožňuje jemnejšie rozlíšenie kroku na danú veľkosť, vyššie zrýchlenie a vyššiu špičkovú rýchlosť ako bežné krokové motory. Motory s diskovým magnetom sú vhodné najmä pre aplikácie, ktoré vyžadujú presnosť krokového motora a rýchlosť a zrýchlenie bezkartáčového jednosmerného motora. Uzavretá regulačná slučka poskytuje nákladovo efektívnejšiu výhodu v porovnaní so servopohonom.

Oblasti použitia krokových motorov:

Krokové motory sú vhodné pre mnoho rôznych aplikácií riadenia pohybu. Často sa používajú v oblastiach, kde sa vyžaduje presné polohovanie:

1. Priemyselné výrobné technológie:
Napr. v CNC frézach na riadenie pohybov frézy pozdĺž osí X, Y a Z,

2. 3D tlačiarne:
V 3D tlačiarňach na presný pohyb extrudéra a tlačovej platformy.

3. Robotika:
Kĺby robotického ramena sú často poháňané krokovými motormi, aby sa zabezpečil presný pohyb.

4. Riadenie a automatizácia:
Používajú sa v priemyselných riadiacich systémoch, napr. na ovládanie ventilov a dopravníkových pásov.

5. Optické systémy:
Krokové motory sa používajú v teleskopoch a mikroskopoch na presné nastavenie polohy šošoviek a zrkadiel.

6. Zdravotnícka technika:
Krokové motory sa nachádzajú v lekárskych zariadeniach, ktoré si vyžadujú presné pohyby, ako sú injekčné pumpy alebo dávkovacie zariadenia.

Výhody krokových motorov:

• Vďaka pevnému krokovému pohybu sa krokové motory môžu veľmi presne približovať k polohe bez potreby systému spätnej väzby, ako je napríklad snímač.
• Sú riadené jednoduchými sekvenciami impulzov, čo uľahčuje integráciu do elektronických systémov.
• Veľmi vysoký krútiaci moment aj pri nízkych otáčkach.
• Rýchly rozbeh vďaka vysokému krútiacemu momentu, jednoduché zastavenie vďaka vysokému udržiavaciemu momentu. To umožňuje rýchlu zmenu smeru otáčania. Jednoduchá konštrukcia charakteristiky štart-stop je tiež veľmi dôležitá pre mnohé aplikácie.
• Ďalšou dôležitou pozitívnou vlastnosťou je jednoduché ovládanie motora.

Nevýhody krokových motorov:

• Krokové motory môžu strácať kroky v prípade preťaženia alebo nedostatočného napájania, čo vedie k nepresnostiam.
• Pri určitých rýchlostiach môžu krokové motory vytvárať rezonancie, ktoré vedú k vibráciám a hluku.
• Krokové motory môžu spotrebovávať energiu aj v pokoji, čo zvyšuje spotrebu energie.

Krokové motory sú univerzálne a spoľahlivé pohony, ktoré sú nevyhnutné v mnohých presných a náročných aplikáciách. Výber správneho motora a starostlivý výber riadiacej jednotky sú rozhodujúce na to, aby sa táto technológia naplno využila.

Nižšie nájdete prehľad najdôležitejších kritérií, na ktoré si treba dávať pozor pri kúpe krokových motorov:

Pri nákupe krokových motorov je potrebné zvážiť niekoľko dôležitých faktorov, aby sa zabezpečilo, že motor je vhodný pre danú aplikáciu.

• Uhol kroku udáva, o koľko stupňov sa hriadeľ motora posunie pri každom kroku. Menší krokový uhol umožňuje vyššie rozlíšenie, a teda presnejšie pohyby. Pri aplikáciách, ktoré si vyžadujú vysokú presnosť, je vhodnejší malý krokový uhol.
• Udržiavací moment je maximálny krútiaci moment, ktorý môže motor udržať v statickej polohe. Vyšší pridržiavací moment je dôležitý, ak má motor udržiavať veľké zaťaženie, najmä v pokoji.
• Menovitý prúd udáva, aký prúd potrebuje motor pri plnom zaťažení, a menovité napätie udáva prevádzkové napätie motora. Tieto parametre musí podporovať riadiaca jednotka motora (ovládač). Vyšší menovitý prúd môže dodať väčší výkon, ale vyžaduje si aj vhodné chladenie.
• Frekvencia krokov udáva, koľko krokov môže motor vykonať za sekundu. Vyššia kroková frekvencia umožňuje rýchlejšie pohyby, ale vyžaduje aj zodpovedajúco navrhnutú riadiacu elektroniku.
• Snímače monitorujú polohu hriadeľa motora a môžu sa použiť na presné riadenie. Enkodéry sú nevyhnutné v aplikáciách, ktoré vyžadujú spätnú väzbu o aktuálnej polohe.
• Veľkosť motora, často špecifikovaná vo formátoch NEMA (napr. NEMA 17, NEMA 23), opisuje fyzické rozmery motora. Veľkosť by mala zodpovedať mechanickej konštrukcii aplikácie
• Typ hriadeľa (hladký, plochý alebo so závitom) a priemer určujú spôsob mechanického pripojenia motora. Hriadeľ musí byť kompatibilný s použitou prevodovkou alebo spojkou.
• Unipolárne a bipolárne motory sa líšia typom vinutia a obvodov. Bipolárne motory často ponúkajú väčší krútiaci moment, zatiaľ čo unipolárne motory sa ľahšie ovládajú.
• Podmienky prostredia, ako sú teplota, vlhkosť a prašnosť, môžu ovplyvniť výkon a životnosť motora. Motor by mal byť vhodný pre konkrétne podmienky prostredia, v ktorých sa bude prevádzkovať.
• Odporúča sa vyberať motor nielen podľa ceny, ale aj podľa kvality a spoľahlivosti.

Výber správneho krokového motora do veľkej miery závisí od konkrétnych požiadaviek aplikácie. Pre čo najlepší výber sa oplatí dôkladne skontrolovať technické údaje a prípadne sa poradiť s odborníkmi.

Krokové motory je možné zakúpiť od rôznych dodávateľov. Komplexné informácie o výrobcoch a dodávateľoch krokových motorov z celého sveta nájdete na Exportpages.