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Vorteile integrierter Schrittmotoren und integrierter Servomotoren

Integrierte Motoren sparen im Vergleich zu separaten Motor- und Antriebsbaugruppen viel Platz, indem sie einen Servo- oder Schrittmotor mit einem integrierten Antrieb und Controller kombinieren. Das Design integrierter Motoren zielt darauf ab, die Anzahl der Komponenten im System zu reduzieren und die Verkabelung zu vereinfachen, wodurch die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Designs gesenkt werden können. Durch die Umstellung auf integrierte Motoren können Maschinenbauer wertvollen Platz freigeben, um andere wichtige Komponenten wie Sensoren, Materialtransfermechanismen und Bedienerschnittstellen besser unterzubringen und gleichzeitig die Gesamtfläche der Maschine zu reduzieren. In diesem Artikel geht es speziell um die Vorteile der Integration von Schrittmotoren und Servomotoren.

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Vier große Vorteile integrierter Schrittmotoren

1.Einfacher Aufbau: Der Aufbau des integrierten Schrittmotors ist sehr einfach und benötigt lediglich eine Stromversorgung und eine Steuerung.

2.Stabiler Betrieb: Da die interne Struktur des Motors auf fortschrittlicher Technologie basiert, arbeitet er sehr stabil und ist nicht anfällig für Störungen.

3.Hohe Präzision: Die integrierte Motorsteuerung ermöglicht eine hochpräzise Steuerung und kann den Drehwinkel des Motors genau steuern.

4.Breites Anwendungsspektrum: Integrierte Schrittmotoren werden häufig in Werkzeugmaschinen, Automatisierungsgeräten, medizinischen Instrumenten und anderen Bereichen eingesetzt.

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Vorteile integrierter Servomotoren

1.Hohe Präzision: Im Vergleich zu herkömmlichen Servosystemen sind Komponenten wie das Reduzierstück und der Encoder des integrierten Servomotors in einem geschlossenen Gehäuse integriert, wodurch Übertragungsfehler wirksam reduziert und die Steuergenauigkeit verbessert werden können.

2.Hohe Effizienz: Da jede Komponente im integrierten Servomotor integriert ausgelegt ist, werden Energieumwandlungsverluste reduziert und die Energienutzungseffizienz verbessert.

3.Einfache Installation: Der integrierte Servomotor erfordert keine zusätzlichen Übertragungsgeräte und mechanischen Strukturen und kann direkt an der Ausrüstung installiert werden, wodurch die Schwierigkeiten und Zeitkosten der Installation reduziert werden.

4.Kompakte Struktur: Im Vergleich zu herkömmlichen Servosystemen weisen integrierte Servomotoren eine kompaktere Struktur auf, wodurch der von der Ausrüstung beanspruchte Platz erheblich reduziert und die Anordnung der Ausrüstung optimiert werden kann.

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Wie funktionieren Servomotoren?

Das Wort „Servo“ kommt vom griechischen Wort „Sklave“. Unter „Servomotor“ kann ein Motor verstanden werden, der dem Befehl des Steuersignals absolut gehorcht: Bevor das Steuersignal gesendet wird, bleibt der Rotor stationär; wenn das Steuersignal gesendet wird, dreht sich der Rotor sofort; wenn das Steuersignal verschwindet, Der Rotor kann sofort stoppen.

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Der Servomotor ist ein Mikromotor, der als Aktuator in einem automatischen Steuergerät verwendet wird. Seine Funktion besteht darin, elektrische Signale in die Winkelverschiebung oder Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Welle umzuwandeln.

Der Servomotor selbst hat die Funktion, Impulse auszusenden, d. h. jedes Mal, wenn sich der Servomotor um einen Winkel dreht, gibt er eine entsprechende Anzahl von Impulsen ab. Auf diese Weise bildet er eine Reaktion auf die vom Servomotor empfangenen Impulse bzw. ist dies Dies wird als geschlossener Regelkreis bezeichnet. Auf diese Weise weiß das System, dass der Impuls ausgegeben wird. Wie viele Impulse werden an den Servomotor gegeben und wie viele Impulse werden gleichzeitig zurückerhalten. Auf diese Weise kann die Drehung des Motors gesteuert werden sehr genau gesteuert werden, wodurch eine präzise Positionierung erreicht wird, die 0,001 mm erreichen kann.

Servomotoren werden in DC-Servomotoren und AC-Servomotoren unterteilt:

DC-Servomotoren werden in bürstenbehaftete und bürstenlose Motoren unterteilt. Bürstenmotoren zeichnen sich durch niedrige Kosten, einen einfachen Aufbau, ein großes Anlaufdrehmoment, einen großen Drehzahlbereich und eine einfache Steuerung aus und erfordern Wartung. Sie sind jedoch unpraktisch in der Wartung (Auswechseln der Kohlebürsten), erzeugen elektromagnetische Störungen und stellen Umweltanforderungen. Daher kann es in kostensensiblen allgemeinen industriellen und zivilen Anwendungen eingesetzt werden. Bürstenlose Motoren sind klein, leicht, haben eine große Leistung, reagieren schnell, haben eine hohe Geschwindigkeit, eine geringe Trägheit, eine gleichmäßige Drehung und ein stabiles Drehmoment. Die Steuerung ist komplex und die Intelligenz ist einfach zu realisieren. Die elektronische Kommutierungsmethode ist flexibel und kann eine Rechteckkommutierung oder eine Sinuskommutierung sein. Der Motor ist wartungsfrei, hat einen hohen Wirkungsgrad, eine niedrige Betriebstemperatur, eine sehr geringe elektromagnetische Strahlung, eine lange Lebensdauer und kann in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden.

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AC-Servomotoren sind ebenfalls bürstenlose Motoren und werden in Synchron- und Asynchronmotoren unterteilt. Derzeit werden Synchronmotoren im Allgemeinen in der Bewegungssteuerung eingesetzt. Sie haben einen großen Leistungsbereich und können hohe Leistungen erreichen. Große Trägheit, die maximale Drehzahl ist niedrig und nimmt mit zunehmender Leistung schnell ab. Daher eignet es sich für Anwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und reibungslosem Betrieb.

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Funktionsprinzip von linearen Schrittmotoren

Der lineare Schrittmotor funktioniert auf ähnliche Weise wie der rotatorische Schrittmotor, jedoch erfolgt die Bewegung linear entlang einer geraden Linie anstatt einer Drehung. Hier sind die Grundprinzipien:

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Stator und Rotor: Wie beim rotatorischen Schrittmotor gibt es einen feststehenden Teil (Stator) und einen beweglichen Teil (Rotor).

Spulen im Stator: Der Stator enthält Spulen, die in einer bestimmten Anordnung angebracht sind. Diese Spulen werden nacheinander mit Strom versorgt, um ein magnetisches Feld zu erzeugen.

Permanentmagnete im Rotor: Der Rotor besteht aus einem magnetischen Material oder permanenten Magneten. Diese Magneten werden durch das magnetische Feld der Statorspulen beeinflusst.

Schritte durch Phasenstrom: Wie beim rotatorischen Schrittmotor erfolgt die Bewegung durch das Schalten des Stroms in den einzelnen Phasen. Die Reihenfolge, in der die Statorspulen aktiviert werden, bestimmt die Richtung und den Schritt des linearen Motors.

Magnetische Anziehung und Repulsion: Wenn die Statorspulen aktiviert werden, erzeugen sie ein magnetisches Feld, das den Rotor anzieht oder abstößt, je nach Polarität. Dies bewirkt eine lineare Bewegung des Rotors.

Feedbacksystem (optional): Einige lineare Schrittmotoren können mit einem Feedbacksystem ausgestattet sein, um die Position des Rotors zu überwachen und sicherzustellen, dass die gewünschte Position erreicht wird.

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Die präzise Steuerung der Phasenströme ermöglicht eine präzise Positionierung des linearen Schrittmotors. Dieser Typ von Motor findet Anwendung in verschiedenen Bereichen wie CNC-Maschinen, 3D-Druckern, Positioniersystemen und anderen Anwendungen, die eine präzise lineare Bewegung erfordern.

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Eigenschaften von Hybrid-Schrittmotoren

Hybrid-Schrittmotoren vereinen die Vorteile von reaktiven und Permanentmagnet-Schrittmotoren. Sie verfügen über kleine Schrittwinkel, hohe Präzision, stabilen Betrieb bei niedriger Drehzahl, gute Resonanzunterdrückung und hohe Zuverlässigkeit. Sie können in verschiedenen Steuerungssystemen mit offenem Regelkreis weit verbreitet eingesetzt werden. , wie CNC-Werkzeugmaschinen, elektronische Computer, Industrieroboter, Drucker, Kopierer, Automatisierungsinstrumente usw. Es kann auch als Aktuator in verschiedenen hochpräzisen Regelsystemen mit geschlossenem Regelkreis verwendet werden, wie z. B. Vorschubservosystemen von CNC-Werkzeugmaschinen, Verschiebungsaktuatoren in Regelsystemen mit geschlossenem Regelkreis usw.

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Zu den Hauptparametern von Hybrid-Schrittmotoren gehören:

  1. Schrittwinkel: Hybrid-Schrittmotoren haben normalerweise einen Schrittwinkel von 1,8 Grad/Schritt oder weniger, und ihre Schrittwinkel betragen im Allgemeinen 1,8°, 0,9°, 0,72°, 0,36° usw. Je kleiner der Schrittwinkel, desto kleiner Schrittwinkel. Die Genauigkeit ist höher.
  2. Anzahl der Phasen: Hybrid-Schrittmotoren umfassen einphasige, zweiphasige, dreiphasige und vierphasige, wobei zweiphasige Hybrid-Schrittmotoren am häufigsten verwendet werden.
  3. Haltemoment: Das Haltemoment des Hybrid-Schrittmotors liegt im Allgemeinen zwischen 3,5 und 10 N·m. Sein Ausgangsdrehmoment ist groß und die Geschwindigkeit ist hoch.
  4. Wärme und Lärm: Hybrid-Schrittmotoren erzeugen weniger Wärme, sind geräuscharm und hocheffizient.
  5. Reaktionszeit: Der Hybrid-Schrittmotor hat eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und eignet sich für Anlässe mit häufigen Starts und Stopps.

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Merkmale von Hybrid-Schrittmotoren：

  1. Hohe Auflösung. Durch den Einsatz der Unterteilungsantriebstechnik kann eine hochpräzise Positionierung und Steuerung erreicht werden.
  2. Hohes Drehmoment. Der Rotor des Hybrid-Schrittmotors besteht aus einem Eisenkern und Permanentmagneten. Das Drehmoment dieses Motors ist höher als das eines VR-Schrittmotors gleicher Größe.
  3. Geräuscharm. Der Permanentmagnet des Hybrid-Schrittmotors kann elektromagnetische Störungen reduzieren und verfügt außerdem über eine Regelungstechnik, die die Bewegung des Motors stabiler machen und Geräusche und Vibrationen reduzieren kann.
  4. Geringer Stromverbrauch. Hybrid-Schrittmotoren benötigen beim Positionieren und statischen Halten keinen Energieaufwand, sodass ihr Stromverbrauch relativ gering ist.
  5. Schnelle Reaktion. Hybrid-Schrittmotoren verfügen über eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und eignen sich für Anwendungen, die eine schnelle Reaktion und präzise Steuerung erfordern.
  6. Einfache Struktur. Der Aufbau von Hybrid-Schrittmotoren ist einfacher als bei anderen Arten von Schrittmotoren und sie lassen sich leicht herstellen und warten.

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