StappenmotorenZijn discrete bewegingsapparaten met een lage prijs ten opzichte van servomotoren. Ze zetten mechanische en elektrische energie om. Een motor die mechanische energie omzet in elektrische energie wordt een "generator" genoemd; een motor die elektrische energie omzet in mechanische energie wordt een "motor" genoemd. Stappenmotoren en servomotoren zijn bewegingsregelsystemen die de beweging van automatiseringsapparatuur en de manier waarop deze beweegt, nauwkeurig kunnen lokaliseren. Ze worden voornamelijk gebruikt bij de productie van automatiseringsapparatuur.
Er zijn drie soorten stappenmotorrotoren: reactief (VR-type), permanentmagneet (PM-type) en hybride (HB-type). 1) Reactief (VR-type): tandwiel met rotortanden. 2) Permanentmagneet (PM-type): rotor met permanente magneet. 3) Hybride (HB-type): tandwiel met zowel permanente magneet als rotortanden. Stappenmotoren worden geclassificeerd op basis van de wikkelingen op de stator: er zijn tweefasen-, driefasen- en vijffasenmotoren. Motoren met twee stators worden tweefasenmotoren genoemd en motoren met vijf stators vijffasenmotoren. Hoe meer fasen en slagen een stappenmotor heeft, hoe nauwkeuriger hij is.
HB-motoren kunnen zeer nauwkeurige kleine incrementele stapbewegingen realiseren, terwijl PM-motoren over het algemeen geen hoge regelnauwkeurigheid vereisen.HB-motorenKan complexe, nauwkeurige lineaire bewegingsbesturingsvereisten bereiken. PM-motoren hebben een relatief klein koppel en volume, vereisen over het algemeen geen hoge regelnauwkeurigheid en zijn zuiniger in kosten. Industrieën: textielmachines, voedselverpakkingen. Wat betreft productieproces en motorregelnauwkeurigheid,HB-stappenmotorenzijn geavanceerder dan PM-stappenmotoren.
Stappenmotoren en servomotoren zijn beide bewegingsregelproducten, maar verschillen in hun productprestaties. Een stappenmotor is een apparaat voor discrete beweging dat een commando ontvangt en een stap uitvoert. Stappenmotoren zetten het ingangspulssignaal om in een hoekverdraaiing. Wanneer de stappenmotordriver een pulssignaal ontvangt, zorgt hij ervoor dat de stappenmotor met een vaste hoek in de ingestelde richting draait. Een servomotor is een servosysteem waarbij elektrische signalen worden omgezet in koppel en snelheid om een besturingsobject aan te drijven, dat de snelheid en positienauwkeurigheid kan regelen.
✓ Stappenmotoren en servomotoren verschillen aanzienlijk wat betreft laagfrequente karakteristieken, momentfrequentiekarakteristieken en overbelastbaarheid.
Regelnauwkeurigheid: hoe meer fasen en rijen stappenmotoren, hoe hoger de nauwkeurigheid. De regelnauwkeurigheid van AC-servomotoren wordt gegarandeerd door de roterende encoder aan de achterzijde van de motoras, hoe meer encoderschalen, hoe hoger de nauwkeurigheid.
✓ Laagfrequente eigenschappen: stappenmotoren zijn gevoelig voor trillingen bij lage snelheden. Deze trillingen, die worden veroorzaakt door het werkingsprincipe van stappenmotoren, zijn schadelijk voor de normale werking van de machine. Om deze trillingen te onderdrukken, wordt over het algemeen dempingstechnologie gebruikt. AC-servosystemen hebben een resonantieonderdrukkingsfunctie, die het gebrek aan stijfheid van de machine kan compenseren. De werking is zeer soepel en er treden geen trillingen op, zelfs niet bij lage snelheden.
✓ Koppel-frequentiekarakteristieken: het uitgangskoppel van stappenmotoren neemt af bij toenemende snelheid, waardoor hun maximale bedrijfssnelheid 300-600 RPM bedraagt; servomotoren kunnen een nominaal koppel leveren tot het nominale toerental (meestal 2000-3000 RPM), en boven het nominale toerental is het uitgangsvermogen constant.
✓ Overbelastbaarheid: stappenmotoren hebben geen overbelastbaarheid; servomotoren hebben een sterke overbelastbaarheid.
✓ Responsprestaties: stappenmotoren hebben 200-400 ms nodig om van stilstand naar bedrijfssnelheid (enkele honderden omwentelingen per minuut) te accelereren; AC-servo's hebben betere acceleratieprestaties en kunnen worden gebruikt in regelsituaties die een snelle start/stop vereisen. De Panasonic MASA 400W AC-servo accelereert bijvoorbeeld in slechts enkele milliseconden van stilstand naar de nominale snelheid van 3000 tpm.
Operationele prestaties: stappenmotoren hebben een open-loopregeling en zijn gevoelig voor stapverlies of blokkering wanneer de startfrequentie te hoog is of de belasting te groot is, en voor overshoot wanneer de snelheid te hoog is bij het stoppen. AC-servo's hebben een gesloten-loopregeling en de bestuurder kan het feedbacksignaal van de motorencoder rechtstreeks bemonsteren, dus is er over het algemeen geen stapverlies of overshoot van de stappenmotor en zijn de regelprestaties betrouwbaarder.
AC-servomotoren presteren beter dan stappenmotoren, maar hebben als voordeel een lage prijs. AC-servomotoren zijn superieur aan stappenmotoren wat betreft reactiesnelheid, overbelastbaarheid en loopprestaties, maar stappenmotoren worden in minder veeleisende scenario's gebruikt vanwege hun prijs-prestatievoordeel. Dankzij closed-looptechnologie kunnen closed-loop stappenmotoren een uitstekende nauwkeurigheid en efficiëntie bieden, wat de prestaties van servomotoren enigszins kan evenaren, maar ook het voordeel heeft van een lage prijs.
Kijk vooruit en bepaal opkomende markten. Toepassingen van stappenmotoren hebben structurele veranderingen ondergaan, waarbij de traditionele markt verzadigd raakt en nieuwe industrieën ontstaan. De producten van het bedrijf op het gebied van regelmotoren en aandrijfsystemen zijn sterk vertegenwoordigd in medische instrumenten, servicerobots, industriële automatisering, informatie en communicatie, beveiliging en andere opkomende sectoren, die een relatief groot aandeel van de totale markt vertegenwoordigen en snel groeien. De vraag naar stappenmotoren hangt samen met de economie, technologie, het niveau van industriële automatisering en de technische ontwikkeling van stappenmotoren zelf. De markt is verzadigd in traditionele sectoren zoals kantoorautomatisering, digitale camera's en huishoudelijke apparaten, terwijl er nieuwe sectoren blijven ontstaan, zoals 3D-printen, zonne-energieopwekking, medische apparatuur en toepassingen in de automobielindustrie.
| Velden | Specifieke toepassingen |
| Kantoorautomatisering | Printers, scanners, kopieerapparaten, MFP’s, enz. |
| Podiumverlichting | Regeling van lichtrichting, focus, kleurverschuiving, spotregeling, lichteffecten, etc. |
| Bankieren | Geldautomaten, rekeningenprinten, bankpasproductie, geldtelmachines, etc. |
| Medisch | CT-scanner, hematologie-analysator, biochemische analysator, enz. |
| Industrieel | Textielmachines, verpakkingsmachines, robots, transportbanden, assemblagelijnen, plaatsingsmachines, enzovoort. |
| Mededeling | Signaalconditionering, positionering van mobiele antennes, enz. |
| Beveiliging | Bewegingsregeling voor bewakingscamera's. |
| Automobiel | Bediening van olie-/gaskleppen, licht stuursysteem. |
Opkomende industrie 1: 3D-printen blijft doorbraken in R&D-technologie en verbreedt de toepassingsmogelijkheden in de downstream, met een groei van de binnenlandse en internationale markt met ongeveer 30%. 3D-printen is gebaseerd op digitale modellen, waarbij materialen laag voor laag worden gestapeld om fysieke objecten te creëren. De motor is een belangrijk onderdeel van de 3D-printer; de nauwkeurigheid van de motor beïnvloedt de werking van 3D-printen, met name bij 3D-printen met stappenmotoren. In 2019 bedroeg de omvang van de wereldwijde 3D-printindustrie $ 12 miljard, een stijging van 30% ten opzichte van het voorgaande jaar.
Opkomende industrie 2: Mobiele robots zijn computergestuurd, met functies als beweging, automatische navigatie, besturing met meerdere sensoren, netwerkinteractie, enz. De belangrijkste toepassing in de praktische productie is handling, met een hoge mate van niet-standaardisatie.
Stappenmotoren worden gebruikt in de aandrijfmodule van mobiele robots, en de hoofdaandrijfstructuur bestaat uit aandrijfmotoren en reductietandwielen (tandwielkasten). Hoewel de binnenlandse industriële robotindustrie laat op gang is gekomen in vergelijking met het buitenland, loopt deze voorop op het gebied van mobiele robots. Momenteel worden de kerncomponenten van mobiele robots voornamelijk in eigen land geproduceerd, voldoen binnenlandse bedrijven in principe aan alle nauwkeurigheidseisen en zijn er minder buitenlandse concurrenten.
De Chinese markt voor mobiele robots zal in 2019 een omvang van ongeveer $ 6,2 miljard bereiken, een stijging van 45% ten opzichte van een jaar eerder. Internationale lancering van professionele schoonmaakrobots met een aanzienlijk hogere schoonmaakefficiëntie. De lancering van de "tweede robot" in 2018 volgt op de lancering van de humanoïde robot. De "tweede robot" is een intelligente, commerciële stofzuigrobot met meerdere sensoren om obstakels, trappen en menselijke bewegingen te detecteren. Hij kan drie uur werken op één acculading en tot 1500 vierkante meter schoonmaken. De "tweede robot" kan een groot deel van de dagelijkse werkzaamheden van het schoonmaakpersoneel overnemen en de frequentie van stofzuigen en schoonmaken verhogen, naast de bestaande schoonmaakwerkzaamheden.
Opkomende industrie 3: Met de introductie van 5G neemt het aantal antennes voor communicatiebasisstations toe, evenals het aantal benodigde motoren. Over het algemeen zijn er 3 antennes nodig voor gewone communicatiebasisstations, 4-6 antennes voor 4G-basisstations, en neemt het aantal basisstations en antennes voor 5G-toepassingen verder toe, omdat deze traditionele mobiele-telefooncommunicatie en IoT-communicatietoepassingen moeten dekken. Producten met regelmotoren en tandwielkasten worden steeds vaker op maat ontwikkeld voor antenne-installaties van basisstations. Voor elke ESC-antenne wordt één regelmotor met tandwielkast gebruikt.
Het aantal 4G-basisstations steeg in 2019 met 1,72 miljoen en de bouw van 5G zal naar verwachting een nieuwe cyclus inluiden. In 2019 bereikte het aantal basisstations voor mobiele telefoons in China 8,41 miljoen, waarvan 5,44 miljoen 4G-basisstations, goed voor 65%. In 2019 steeg het aantal nieuwe 4G-basisstations met 1,72 miljoen, het hoogste aantal sinds 2015, voornamelijk als gevolg van 1) netwerkuitbreiding om blinde vlekken in landelijke gebieden te dekken. 2) De kernnetwerkcapaciteit zal worden geüpgraded om de basis te leggen voor de bouw van een 5G-netwerk. De commerciële 5G-licentie van China zal in juni 2019 worden afgegeven en tegen mei 2020 zullen er landelijk meer dan 250.000 5G-basisstations worden geopend.
Opkomende industrie 5: Medische apparatuur is een van de belangrijkste toepassingsscenario's voor stappenmotoren en een van de segmenten waarin Vic-Tech nauw betrokken is. Van metaal tot kunststof, medische apparatuur vereist een hoge mate van precisie in de productie. Veel fabrikanten van medische apparatuur gebruiken servomotoren om aan de nauwkeurigheidseisen te voldoen. Omdat stappenmotoren echter zuiniger en kleiner zijn dan servomotoren, en de nauwkeurigheid aan de eisen van sommige medische apparatuur kan voldoen, worden stappenmotoren gebruikt in de medische apparatuurindustrie en vervangen ze zelfs sommige servomotoren.
Geplaatst op: 19 mei 2023