Самый лучший электродвигатель с разомкнутым контуром шага 1,8º

В сфере автоматизации и робототехники вопрос выбора подходящего шагового двигателя – это постоянная головная боль. Все эти цифры – 1,8 градуса шага, ток, напряжение, сила тяги… На бумаге все понятно, а в реальной практике часто оказывается, что 'лучший' двигатель для одной задачи совсем не подходит для другой. И вот, постоянно попадаются запросы вроде разомкнутый контур шага 1,8o. Зачем он нужен? И действительно ли он самый лучший в каких-то ситуациях? Попробую поделиться своими наблюдениями, опытом и, пожалуй, даже некоторыми неудачами.

Что такое разомкнутый контур и зачем он нужен?

Прежде всего, стоит разобраться, что подразумевается под разомкнутым контуром. В отличие от замкнутых систем обратной связи, где используется энкодер или резольвер для контроля положения ротора, в разомкнутой системе двигатель управляется на основе заданного количества шагов. Проще говоря, мы посылаем импульсы, двигатель делает шаги, и мы предполагаем, что он достиг нужного положения. Недостаток очевиден – нет возможности точно знать фактическое положение ротора.

Так зачем же это нужно? В первую очередь, это экономия. Отсутствие датчика положения существенно снижает стоимость системы. Во-вторых, для многих применений точность позиционирования не критична. Например, в простых механизмах, где требуется лишь грубое перемещение, или в системах, где погрешности компенсируются другими элементами, разомкнутая схема вполне приемлема. У нас, например, есть заказчик, занимающийся изготовлением простых промышленных роботов, где точность позиционирования не является главным фактором, а цена – да. Здесь разомкнутые двигатели – оптимальный выбор.

Но давайте посмотрим правде в глаза: безопасность и надежность системы, построенной на разомкнутом контуре, сильно зависят от стабильности и точности работы двигателя и драйвера. Нестабильное напряжение питания, перегрузка, вибрации – все это может привести к потере шагов и, как следствие, к непредсказуемому поведению механизма.

1,8 градуса шага: оптимальный компромисс?

Параметр шага – один из ключевых. 1,8 градуса – довольно распространенное значение, предлагающее неплохой баланс между разрешающей способностью и током. Более мелкий шаг (например, 1.2 градуса) обеспечивает более плавное движение, но требует большей мощности и может привести к перегреву. Больший шаг (например, 3.8 градуса) снижает ток, но увеличивает 'прыгание' и потерю шагов. Поэтому 1,8 градуса шага – это часто оптимальный компромисс, особенно для приложений, где важна экономия энергии и стоимость.

Мы часто сталкиваемся с вопросом: 'А какой ток драйвера выбрать?'. Нельзя просто взять максимальный ток, указанный в характеристиках двигателя. Нужно учитывать момент инерции механизма, скорость движения и другие факторы. В противном случае можно получить перегрев драйвера, выход из строя двигателя или, что еще хуже, поломку всей системы. В нашей практике для шаговых двигателей с разомкнутым контуром, часто используют драйверы с запасом по току – это позволяет снизить вероятность проблем и повысить надежность.

Иногда встречались ситуации, когда выбирали двигатель с шагом 1.8 градуса и драйвер, рекомендованный производителем. Но даже тогда не исключали периодических 'прыжков' в работе. Оказалось, проблема была в вибрациях механизма. Подбор демпферов и изменение конструкции механизма помогли решить проблему, но стоило изначально учесть этот фактор при проектировании.

Реальные проблемы и их решения

С разомкнутыми двигателями часто сталкиваются с проблемой потери шагов. Это может произойти из-за перегрузки, вибрации или нестабильного питания. В простых случаях можно попробовать уменьшить скорость движения или изменить способ управления. В более сложных случаях может потребоваться более точное управление, например, с использованием алгоритмов компенсации потери шагов. Но это уже более сложная задача, требующая использования энкодера или резольвера.

Еще одна распространенная проблема – нагрев двигателя и драйвера. Особенно это актуально при работе с большими нагрузками. Решением может быть использование радиаторов, снижение тока или выбор более мощного двигателя и драйвера. Мы применяли метод охлаждения драйверов с помощью радиаторов и снижения тока, и это позволило значительно повысить надежность наших систем.

Иногда, кажущаяся незначительной вибрация механизма может приводить к ощутимым проблемам с точностью позиционирования при использовании разомкнутой схемы. В таких случаях важно проанализировать конструкцию механизма и найти способы снижения вибрации. Например, можно использовать демпферные материалы, изменить способ крепления компонентов или использовать более жесткие элементы конструкции.

Что выбрать: разомкнутый контур или замкнутый?

Итак, разомкнутый контур шага 1,8o – это хороший выбор для простых и недорогих систем, где точность позиционирования не является критичной. Но если требуется высокая точность и надежность, то лучше выбрать систему с замкнутым контуром. Выбор всегда зависит от конкретной задачи и бюджета. Не стоит экономить на качестве компонентов, особенно на драйверах и двигателях. Это может привести к серьезным проблемам в будущем.

В нашей компании Шэньчжэнь Цземэйкан Электромеханическая ООО (https://www.jmc-motor.ru/) мы стараемся предлагать нашим клиентам оптимальные решения, учитывая все факторы. У нас широкий ассортимент шаговых двигателей и драйверов, а также команда опытных инженеров, которые помогут вам выбрать подходящий вариант. Мы также предоставляем услуги по проектированию и изготовлению шаговых систем.

Если у вас возникли вопросы, не стесняйтесь обращаться. Мы всегда рады помочь. Основной бизнес: включая продажу шаговых и серводвигателей, приводов, электронных компонентов, аксессуаров для автоматизации и другой внутренней торговли.