Oriental Motor


การปรับปรุงการออกแบบสเต็ปปิ้งมอเตอร์สำหรับแรงบิดและการสั่นสะเทือน

เมื่อความต้องการของเครื่องจักรอัตโนมัติเพิ่มขึ้น บริษัทต่างๆต้องคิดหาวิธีเพิ่มผลผลิตให้ได้สูงสุดในทุกตารางฟุต การใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์แรงบิดสูงเป็นวิธีการเพิ่มผลผลิตโดยการเพิ่มปริมาณงานของเครื่องจักรที่มีอยู่หรือทำให้เครื่องจักรเล็กลง อันดับแรกเราจะพูดถึงข้อดีของสเต็ปปิ้งมอเตอร์แรงบิดสูงสำหรับผู้สร้างเครื่องจักร

1. ข้อดีของการใช้มอเตอร์สเต็ปปิ้งมอเตอร์ที่มีแรงบิดสูง?

เพิ่มกำลังการผลิตหรือเพิ่มปริมาณการผลิต

ด้วยการมีแรงบิดที่มากกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์สเต็ปปิ้งมอเตอร์อื่น ๆ ที่มีขนาดเท่ากันสเต็ปปิ้งมอเตอร์แรงบิดสูงสามารถเพิ่มกำลังการผลิตและปริมาณการผลิตของเครื่องจักรได้โดยไม่ต้องเพิ่มขนาด

ขนาดเครื่องจักรสามารถลดได้

ด้วยการใช้มอเตอร์ขนาดเล็กที่สามารถรองรับแรงบิดเอาต์พุตของมอเตอร์ที่ใหญ่กว่าได้ ขนาดของเครื่องจักรหรืออุปกรณ์เช่น เครื่องพิมพ์ 3 มิติ, แขนหุ่นยนต์, เครื่องปั๊มทางการแพทย์ หรือ วาล์ว สามารถย่อลงได้

ผลประโยชน์ด้านอื่นๆ

ผลประโยชน์ของสเต็ปปิ้งมอเตอร์แรงบิดสูง

เนื่องจากมีการใช้งานที่หนาแน่นของอุปกรณ์ไฟฟ้ากำลังสูง สเต็ปปิ้งมอเตอร์จึงมักจะร้อนและไม่สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง สเต็ปปิ้งมอเตอร์แรงบิดสูงจึงเป็นทางเลือกในการปรับปรุงประสิทธิภาพอุณหภูมิในการทำงานของมอเตอร์จะเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับกระแสอินพุต และการลดลง 15° C (27° F) จะทำให้อายุการใช้งานของมอเตอร์เพิ่มเป็นสองเท่า ด้วยการลดกระแสไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมกับมอเตอร์และการใช้งาน. สเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถทำงานได้เย็นขึ้นและยาวนานขึ้นซึ่งหมายถึงปริมาณการผลิตที่มากขึ้นและการบำรุงรักษาเครื่องจักรของคุณน้อยลง ประการสุดท้ายเนื่องจากวัตต์ = โวลต์ x แอมป์ การลดกระแสหมายถึงการลดการใช้พลังงานซึ่งสามารถช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานได้

2. คุณจะได้รับแรงบิดมากขึ้นจากมอเตอร์ได้อย่างไร?

อันดับแรกเราต้องเข้าใจว่าแรงบิดมาจากไหน กล่าวง่ายๆคือแรงบิดสามารถอธิบายได้ว่าเป็นแรงหมุนที่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้าในสเตเตอร์ที่มีปฏิกิริยากับแม่เหล็กถาวรในโรเตอร์
ในขณะที่แม่เหล็กอะลูมิเนียม - นิกเกิล - โคบอลต์ (AlNiCo) และ ซามาเรียน - โคบอลต์ (SmCo) ซึ่งมีความนิยมในอดีต แต่มอเตอร์ส่วนใหญ่ในตลาดปัจจุบันใช้แม่เหล็กนีโอดิเมียม - เหล็ก - โบรอน (NdFeB) ในโรเตอร์เพื่อให้มีแม่เหล็กมีความความแข็งแรงและมีแรงดึงดูดสูง สมมุติว่าแม่เหล็กถาวรยังคงเหมือนเดิมแรงบิดจะแปรผันตามจำนวนการหมุนของขดลวดบนขั้วของสเตเตอร์คูณด้วยกระแสอินพุต

สัดส่วนแรงบิดจำนวนขดลวดของกระแสอินพุต

T: แรงบิด
N: จำนวนขดลวด
I: กระแส

ในการเพิ่มแรงบิดของมอเตอร์ มีทั้งการเพิ่มรอบของขดลวดหรือเพิ่มกระแสอินพุต ตอนนี้อาจฟังดูง่าย แต่มีปัญหาทั้งสองแบบ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตมอเตอร์มีวิธีที่ง่ายที่สุดในโดยการเพิ่มจำนวนรอบของขดลวด แต่เป็นการเพิ่มขนาดมอเตอร์ ส่วนการเพิ่มกระแสอินพุตก็ส่งผลให้เพิ่มอุณหภูมิในการทำงานของมอเตอร์สูงขึ้นอาจทำให้ขดลวดทองแดงเสียหายได้หากใช้งานเป็นเวลานาน
เพื่อเพิ่มแรงบิดผู้ผลิตมอเตอร์บางรายได้ทำโดยใช้แม่เหล็กที่แรงขึ้น เพิ่มฟันสเตเตอร์มากขึ้นหรือเพิ่มแม่เหล็กถาวรระหว่างช่องของฟันสเตเตอร์ แต่การออกแบบแรงบิดสูงเหล่านี้มักทำให้มอเตอร์มีราคาแพงกว่าเล็กน้อย
อีกวิธีหนึ่งในการเพิ่มแรงบิดคือการใช้สเต็ปปิ้งมอเตอร์ Bipolar แบบต่อแบบอนุกรม หรือ แบบขนานซึ่งต่างจากแบบ unipolar หรือ bipolar ที่ต่อขดลวดใช้งานครึ่งเดียว เมื่อทำเช่นนี้คุณสมบัติทางไฟฟ้าของขดลวดเช่นแรงดันไฟฟ้า ความต้านทาน และการเหนี่ยวนำ สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ทั้งความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ก็จะเปลี่ยนไปด้วย ด้วยการใช้ขดลวดเต็มของขดลวดมอเตอร์ทำให้แรงบิดสามารถเพิ่มขึ้นประมาณ 41% แนวโน้มในปัจจุบันที่นิยมการลดค่าใช้จ่ายลงในส่วนของไดรเวอร์และเพื่อการปรับปรุงประสิทธิภาพ ทำให้การเลือกมอเตอร์ bipolar เป็นตัวเลือกหลักสำหรับผู้ใช้งานส่วนใหญ่
ในบทความนี้เราจะแนะนำการออกแบบเพื่อให้ได้แรงบิดสูงในรูปแบบที่แตกต่างกันในขณะเดียวกันก็ลดการสั่นสะเทือนให้น้อยที่สุด ผลจากความพยายามในการออกแบบและการผลิตของเราทำให้แรงบิดในการตรึงแกนสูงสุดของมอเตอร์ของเราเพิ่มขึ้น 1.2 ถึง 1.7 เท่า เมื่อเทียบกับรุ่นทั่วไปในขนาดเดียวกันและมากกว่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์รุ่นแรงบิดสูงก่อนหน้านี้ประมาณ 20%

3. เราทำได้อย่างไร?

แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่แม่เหล็ก ซี่ฟัน ขดลวดหรือกระแสไฟฟ้า เรามองไปที่กระบวนการทั้งหมดของการออกแบบ การผลิต และพัฒนาเทคโนโลยี

การออกแบบ PKP ซีรี่ส์

พัฒนาการออกแบบแม่เหล็กโรเตอร์/สเตเตอร์

· อัตราส่วนเส้นผ่าศูนย์กลางโรเตอร์/สเตเตอร์

อัตราส่วนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของสเตเตอร์กับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของโรเตอร์จะทำให้มีค่าสนามแม่เหล็กสูงสุด อย่างไรก็ตามการทำให้โรเตอร์มีขนาดใหญ่เกินไปจะเพิ่มน้ำหนักของโรเตอร์และทำให้มอเตอร์ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วน้อยลง เส้นผ่านศูนย์กลางของโรเตอร์ที่ใหญ่ขึ้นยังทำให้ช่องว่างสำหรับขดลวดสเตเตอร์ลดลงดังนั้นการสร้างฟลักซ์แม่เหล็กจะลดลง เราได้ทำการทดสอบซ้ำๆเพื่อหาอัตราส่วนที่ดีที่สุด

· สเตเตอร์

เพื่อลดการสูญเสียสนามแม่เหล็กให้น้อยที่สุดเรามุ่งเน้นไปที่การออกแบบความกว้างของขั้วแม่เหล็ก ความกว้างของเฟรม และพื้นที่ผิวของฟันซี่เล็ก ๆ ที่อยู่บนสเตเตอร์ รูปร่างฟันมีความชันมากกว่าการออกแบบในอดีตทำให้ช่วยลดการสูญเสียสนามแม่เหล็ก

· โรเตอร์

โรเตอร์ถูกผลิตขึ้นโดยการประกอบแผ่นเหล็กเคลือบซิลิโคนทีมีรูปร่างฟันบาง ๆ ติดกับแม่เหล็กถาวรทั้งสองด้าน การวิจัยพิสูจน์แล้วว่ามีการเคลือบที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มแรงบิดสูงสุด จากการตรวจสอบ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดและแรงดันอิ่มตัวทำให้คุณสมบัติแม่เหล็กสาามารถเพิ่มแรงบิดและการสั่นสะเทือนที่เกิดจากกระเพื่อมของแรงบิดได้ในเวลาเดียวกัน

การปรับปรุงความแข็งแกร่ง

มีการนำตลับลูกปืนขนาดใหญ่มาใช้เพื่อปรับปรุงความแข็งแกร่งและเพิ่มแรงการรับโหลดในแนวรัศมี ทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางฐานของเพลาเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ส่งผลให้รับโหลดแนวรัศมีใหญ่กว่าการออกแบบในอดีต 1.4 ถึง 1.5 เท่า นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มชุดแบริ่งที่ด้านขาออกของมอเตอร์ซึ่งทำให้มีระยะห่างระหว่างเคสกับตลับลูกปืนน้อยลง พืนที่ภายในมากขึ้น โรเตอร์ยาวขึ้น และการสั่นสะเทือนน้อยลง นอกจากนี้เรายังปรับปรุงวิธีการยึดของสเตเตอร์ของเราเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของแกนโรเตอร์และแกนสเตเตอร์ ซึ่งยังช่วยลดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากมอเตอร์ได้มากขึ้นอีกด้วย

ขั้วต่อแบบแบน

หลังจากได้รับฟังคำติชมจากลูกค้า เราได้อัปเดตการออกแบบขั้วต่อแบบแบนของเรา การออกแบบขั้วต่อแบบแบนนี้ช่วยเพิ่มอิสระสำหรับทิศทางการออกของสายเคเบิลและด้วยขนาดที่เล็กลง ช่วยให้เครื่องจักรมีขนาดเล็กลง

ช่องว่างอากาศที่แคบสุด

ช่องว่างดรเตอร์ และ สเตเตอร์

การลดช่องว่างอากาศเล็ก ๆ ระหว่างสเตเตอร์และฟันของโรเตอร์ไม่ใช่เรื่องง่าย เป็นส่วนสำคัญของการออกแบบมอเตอร์เนื่องจากความไม่แม่นยำอาจทำให้หมุนไม่สม่ำเสมอ เกิดมิสสเต็ป เกิดการสั่นสะเทือน เกิดเสียงรบกวนหรือแม้แต่ทำให้โรเตอร์ถูกล็อก จึงต้องมีการทบทวนอย่างละเอียดและการทดสอบการออกแบบ และผลิตหลาย ๆ ครั้งซ้ำ ๆ
ด้วยเทคนิคในการจัดการเครื่องมือที่ไม่เหมือนใครรวมถึงการปรับใช้เครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงขึ้นเราจึงสามารถลดค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของโรเตอร์และสเตเตอร์ รวมทั้งระยะความเหมาะสมของเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกปืนและการเพลา การสร้างความแม่นยำแบบนี้ทำให้การดูแลทั้งชิ้นส่วนและเครื่องจักรมีมากขึ้น สำหรับแกนสเตเตอร์และโรเตอร์จะใช้การล้างด้วยแรงดันสูงและการทำความสะอาดโดยการใช้ระบบอัลตราโซนิกเป็นประจำเพื่อขจัดสิ่งแปลกปลอมออกจากกระบวนการของเรา การฝึกอบรมเป็นประจำก็จำเป็นสำหรับผู้ปฏิบัติงานของเราเช่นกัน
เพื่อเป็นผลการพิสูจน์ถึงความแม่นยำในการผลิตและการประกอบของเรา เราสามารถลดช่องว่างของอากาศลงเหลือ 30 ไมโครเมตร (0.03 มม.) จากการเปรียบเทียบเส้นผมของมนุษย์มีความหนา 17 ถึง 181 ไมโครเมตร ในอดีตผู้ผลิตมอเตอร์ส่วนใหญ่เริ่มต้นจากการออกแบบที่มีช่องว่างอากาศประมาณ 100 ไมโครเมตร การวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าช่องว่างอากาศที่ลดลง 10 ไมโครเมตรจะเพิ่มแรงบิดประมาณ 5%.

การพันขดลวดที่มีความหนาแน่นสูง

มีการระบุไว้ก่อนหน้านี้ว่าเราสามารถเพิ่มแรงบิดของมอเตอร์โดยไม่ต้องเพิ่มขนาด ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการพันขดลวดที่มีความหนาแน่นสูงเรา สามารถเพิ่มความหนาแน่นของขดลวดได้ 8% โดยการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดในขณะที่รักษาจำนวนรอบให้เท่ากัน เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่ใหญ่กว่าจะทำให้ความต้านทานไฟฟ้าของขดลวดลดลง ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานของมอเตอร์ลง 2W (I2R) หรือมากกว่า ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดแรงบิดที่สูงขึ้น การสร้างความร้อนที่ต่ำลง และการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ลดลง

4. ผลลัพธ์: แรงบิดมากขึ้นการสั่นสะเทือนน้อยลง

ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้สเต็ปปิ้งมอเตอร์ PKP ซีรี่ส์ ของเราสามารถให้แรงบิดได้มากกว่ามอเตอร์ขนาดเดียวกัน 1.2 ถึง 1.7 เท่า แต่สิ่งที่สำคัญก็คือเราสามารถลดการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ได้

เพิ่มแรงบิดจากต่ำไปถึง

 

CVD ความสั่นสะเทือนต่ำ

5. สรุป:

มีหลายวิธีในการเพิ่มแรงบิดของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ ด้วยการผสมผสานการพัฒนาส่วนต่างๆของการออกแบบมอเตอร์เช่นการออกแบบแม่เหล็ก ความแข็งแกร่ง ช่องว่างของอากาศและความหนาแน่นของขดลวด โอเรียนทัลมอเตอร์สามารถสร้างสเต็ปมอเตอร์โดยรวมที่ดีขึ้นในขณะที่รักษาราคาที่ประหยัดสำหรับการใช้งานจริง ด้วยกลุ่มผลิตภัณฑ์ตั้งแต่หน้าแปลน 20 มม. (NEMA 8) ถึง 85 มม. (NEMA 34) พร้อมอุปกรณ์เสริมอื่นๆเช่นเอ็นโค้ดเดอร์หรือหัวเกียร์. เราเชื่อว่าสเต็ปเปอร์มอเตอร์แรงบิดสูง PKP ซี่รี่ส์ ที่ออกแบบใหม่ของเราเหมาะสำหรับต่อการใช้งานที่ต้องการแรงบิดที่สูงขึ้นหรือลดพื้นที่ติดตั้งน้อยลง

 


เพิ่มเติมกับ PKP ซีรี่ส์
สำหรับความต้องการความแม่นยำที่สูงขึ้นในการหยุด เราขอเสนอมอเตอร์ประเภทความละเอียดสูงที่มีสเต็ปความละเอียด 0.9 °หรือ 0.36 ° สำหรับความแม่นยำในการหยุดสำหรับการโค้ง ±2 (±0.034°) สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำของไมโครสเต็ปปิ้งที่ดีขึ้น ในขณะที่การสั่นสะเทือนที่ต่ำลงหรือเสียงรบกวนต่ำลงเราขอแนะนำให้คุณลองใช้มอเตอร์แบบ 5 เฟส เพื่อช่วยให้การอัพเกรดง่ายขึ้น. สเต็ปปิ้งมอเตอร์ทั้ง 2 เฟสและ 5 เฟส มีให้เลือกในขนาดเฟรมและขนาดเพลาขาออกที่เท่ากัน
หากต้องการเรียนรู้ว่าวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์เหล่านี้ได้อย่างไร โปรดอ่านบทความเพิ่มเติมอื่น ๆ ของเรา การลดการสั่นสะเทือนขณะที่มอเตอร์หมุน, CVD ซีรี่ส์ 2 เฟส Bipolar ไดร์เวอร์.



เกี่ยวกับผู้เขียน
Johann Tang คือ ผู้เชี่ยวชาญด้านผลิตภัณฑ์ของ โอเรียนทัล มอเตอร์ USA ด้วยความรู้และประสบการณ์กว่า 15 ปีในการดูแลผลิตภัณฑ์มอเตอร์ไฟฟ้าและแอคชูเอเตอร์ประเภทต่างๆ

ศูนย์บริการลูกค้า

สำหรับประเทศสิงคโปร์: 1800-842-0280

สำหรับประเทศมาเลเซีย: 1800-806-161

สำหรับประเทศไทย: 1800-888-881

สำหรับประเทศอินเดีย: 1800-120-1995

สำหรับประเทศอื่นๆ: +65-6745-7344

 

เวลาเปิดทำการ

จันทร์ - ศุกร์: 8:30 AM - 5:30 PM/p>

วันเสาร์/วันอาทิตย์/วันหยุดนักขัตฤกษ์: ปิดทำการ

 

สเต็ปปิ้งมอเตอร์
สเต็ปปิ้งมอเตอร์



Copyright 2000 ORIENTAL MOTOR (THAILAND) CO., LTD.