Millised on samm-mootori tüübid

A samm-mootoron täiturmehhanism, mida juhitakse elektriimpulssidega ja mis muundab elektriimpulsid (digitaalsignaalid) nurknihketeks. Viimastel aastatel on mikroelektroonika tehnoloogia ja ajamitehnoloogia kiire areng veelgi edendanud samm-mootorite arengut. See artikkel annab põhjaliku sissejuhatuse samm-mootoritüüpidele ja liigitab need põhjalikult faaside arvu, rootori struktuuri ja ajamirežiimi järgi.

 

1. Klassifikatsioon staatori faasi arvu järgi

Faaside arv viitab samm-mootori sees olevate mähiste arvule. Tänapäeval tavaliselt kasutatavad samm-mootorid on kahefaasilised, kolmefaasilised ja viiefaasilised samm-mootorid. Vastavalt erinevatele faasidele on neil erinevad sammunurgad. Üldjuhul on kahefaasilise samm-mootori astmenurk 0,9 kraadi / 1,8 kraadi , kolmefaasilise samm-mootori aste on 1,2 kraadi ja viiefaasilise samm-mootori nurk 0,72 kraadi .

 

1. 1Kahefaasiline samm-mootor

Kahefaasilisel samm-mootoril on kaks mähist ja selle struktuur on suhteliselt lihtne, mis sobib mõne rakenduse jaoks, millel on teatud kulupiirangud, kuid mis nõuavad suurt täpsust. Lisaks on sellel tavaliselt madal vibratsioonitase, seega sobib see ka vibratsiooni jaoks - tundlikud rakendused.

1.2 Kolmefaasiline hübriid-sammumootor

Kolmefaasilisel samm-mootoril on kolm keerukama struktuuriga mähist, mis sobivad rakendustele, mis nõuavad suurt liikumise sujuvust ja juhtimise stabiilsust, näiteks tipptasemel CNC-tööpingid ja täppisinstrumendid.

1.3 Viiefaasiline hübriid-sammumootor

5-faasimootoril on viis mähist. Võrreldes kahe- ja kolmefaasiliste mootoritega võivad need pakkuda suuremat sammunurga eraldusvõimet, mis aitab saavutada täpsemat liikumisjuhtimist, mis sobib väga kõrget juhtimistäpsust nõudvate rakenduste jaoks, nagu laserlõikusmasinad, täppispositsioneerimissüsteemid jne.

 

 

2. Klassifikatsioon rootori struktuuri järgi

Rootori konstruktsiooni järgi võib samm-mootori liigitada muutuva reluktantsusega samm-mootoriteks, hübriid-sammmootoriteks ja püsimagnetilisteks samm-mootoriteks.

 

2.1 Muutuva reluktantsiga samm-mootor.

Mootori rootor on valmistatud pehmest magnetmaterjalist ilma magnetteraseta ning rootori pooluse välispinnal ja staatori pooluse sisepinnal on palju ühesuuruse ja sammuga väikeseid hambaid. Kui staatori mähis on pingestatud, magnetiseerub staatori poolus ja tõmbab rootori hambaid, tekitades pöördemomendi ühe sammu võrra liikumiseks. Võrreldes püsimagnetmootoritega, mis toodavad magnetilist külgetõmbemomenti ja magnetilist tõukemomenti, toodab muutuva reluktantsiga sammmootor ainult tõmbemomenti Selle struktuur on lihtne ja väikese astmenurgaga, kuni 1,2 kraadi. Võrreldes teist tüüpi samm-mootoritega maksab see vähem. Kuid samal ajal on sellel mõned puudused, nagu halb dünaamiline jõudlus, madal efektiivsus, suur soojuse tootmine jne

 

2.2 hübriidne samm-mootor

Hübriidsammmootor ühendab reaktiiv- ja püsimagnetitüübi eelised, staatoril on mitmefaasilised mähised, rootoril on püsimagnetmaterjal ja nii rootoril kui ka staatoril on sammu täpsuse parandamiseks mitu väikest hammast. Seda iseloomustab suur väljundmoment, hea dünaamiline jõudlus ja väike sammunurk, kuid struktuur on keeruline ja hind on suhteliselt kõrge.

 

2.3 Püsimagnetiga sammmootor

Püsimagnetiga samm-mootori rootor on valmistatud püsimagnetmaterjalist ja rootori pooluste arv on sama, mis staatori pooluste arv. Seda iseloomustab hea dünaamiline jõudlus ja suur väljundmoment, kuid seda tüüpi mootoritel on halb täpsus ja suur sammunurk (tavaliselt 7,5 kraadi või 15 kraadi).

 

3. Klassifikatsioon ajamimeetodi järgi (bipolaarne ajam/unipolaarne ajam)

Ajamimeetodi järgi liigitatakse samm-mootorid ka unipolaarseteks samm-mootoriteks ja bipolaarseteks samm-mootoriteks. Kui samm-mootori mähis suudab elektrit juhtida mõlemas suunas, siis samm-mootor on bipolaarne, vastupidi, kui samm-mootori mähisel on lubatud elektrit juhtida ainult ühes suunas, siis samm-mootor on unipolaarne.

 

Alloleval joonisel olev mähis on võimeline juhtima elektrit mõlemas suunas, seega on tegemist bipolaarse samm-mootoriga.

 

Pooli keskmine juhe alloleval joonisel on alati ühendatud toiteallika positiivse klemmiga või alati ühendatud toiteallika negatiivse klemmiga ja see on unipolaarne samm-mootor.

 

Üldiselt kasutatakse bipolaarseid ajameid väikese kiirusega suure pöördemomendiga koormuste jaoks, ühepolaarseid aga kiirete ajamite jaoks. Selle põhjuseks on asjaolu, et bipolaarse tüübi väljundmoment on madalatel kiirustel umbes 50% suurem kui unipolaarsel. Suurtel kiirustel muutub bipolaarset tüüpi induktiivsus suureks pöörete arvu tõttu, mis vähendab voolu ja seega ka pöördemomenti. Seetõttu on vaja mõistlikult valida unipolaarne või bipolaarne ajami rakendus vastavalt koormuse suurusele, kasutuskiirusele, kiirendusajale jne.