Stegmotorerär diskreta rörelseenheter med en lågkostnadsfördel jämfört med servomotorer är enheter som omvandlar mekanisk och elektrisk energi. En motor som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi kallas en "generator"; en motor som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi kallas en "motor". Stegmotorer och servomotorer är rörelsekontrollprodukter som exakt kan lokalisera rörelsen hos automationsutrustning och hur den rör sig, och används huvudsakligen vid tillverkning av automationsutrustning.
Det finns tre typer av stegmotorrotorer: reaktiva (VR-typ), permanentmagnetiska (PM-typ) och hybrida (HB-typ). 1) Reaktiva (VR-typ): kugghjul med rotortänder. 2) Permanentmagnetiska (PM-typ): rotor med permanentmagnet. 3) Hybrida (HB-typ): kugghjul med både permanentmagnetiska och rotortänder. Stegmotorer klassificeras efter lindningarna på statorn: det finns tvåfasiga, trefasiga och femfasiga serier. Motorer med två statorer blir tvåfasmotorer och de med fem statorer kallas femfasmotorer. Ju fler faser och slingor en stegmotor har, desto mer noggrann är den.
HB-motorer kan uppnå mycket exakta små stegvisa rörelser, medan PM-motorer generellt inte kräver hög styrnoggrannhet.HB-motorerkan uppnå komplexa, exakta krav på linjär rörelsestyrning. PM-motorer har relativt små vridmoment och volym, kräver generellt inte hög styrnoggrannhet och är mer ekonomiska i kostnad. Industrier: textilmaskiner, livsmedelsförpackningar. När det gäller produktionsprocess och motorstyrningsnoggrannhet,HB-stegmotorerär mer avancerade än PM-stegmotorer.
Stegmotorer och servomotorer är båda rörelsestyrningsprodukter, men skiljer sig åt i produktprestanda. En stegmotor är en diskret rörelseanordning som tar emot ett kommando och utför ett steg. Stegmotorer omvandlar ingångspulssignalen till en vinkelförskjutning. När stegmotordrivaren tar emot en pulssignal driver den stegmotorn att rotera med en fast vinkel i den inställda riktningen. En servomotor är ett servosystem där elektriska signaler omvandlas till vridmoment och hastighet för att driva ett styrobjekt, vilket kan styra hastighet och positionsnoggrannhet.
✓ Stegmotorer och servomotorer skiljer sig åt ganska mycket vad gäller lågfrekvensegenskaper, momentfrekvensegenskaper och överbelastningskapacitet.
Styrnoggrannhet: ju fler faser och rader stegmotorer har, desto högre noggrannhet; styrnoggrannheten för AC-servomotorer garanteras av rotationskodaren på motoraxelns bakre ände, ju fler kodare som skalas, desto högre noggrannhet.
✓ Lågfrekventa egenskaper: Stegmotorer är benägna att drabbas av lågfrekventa vibrationer vid låga hastigheter. Detta lågfrekventa vibrationsfenomen, som bestäms av stegmotorernas arbetsprincip, är skadligt för maskinens normala drift. I allmänhet används dämpningsteknik för att övervinna lågfrekventa vibrationsfenomen. AC-servosystem har en resonansundertryckningsfunktion, vilket kan täcka över maskinens bristande styvhet. Driften är mycket smidig och inga vibrationer uppstår ens vid låga hastigheter.
✓ Momentfrekvensegenskaper: stegmotorernas utgångsmoment minskar med ökande hastighet, så deras maximala driftshastighet är 300–600 varv/min; servomotorer kan mata ut nominellt vridmoment upp till nominell hastighet (vanligtvis 2000–3000 varv/min), och över nominell hastighet är effekten konstant.
✓ Överbelastningskapacitet: stegmotorer har inte överbelastningskapacitet; servomotorer har stark överbelastningskapacitet.
✓ Svarsprestanda: stegmotorer tar 200–400 ms att accelerera från stillastående till driftshastighet (flera hundra varv per minut); AC-servon har bättre accelerationsprestanda och kan användas i styrsituationer som kräver snabb start/stopp. Panasonic MASA 400W AC-servon accelererar till exempel från stillastående till sin nominella hastighet på 3000 varv/min på bara några millisekunder.
Driftsprestanda: stegmotorer är öppna och benägna att orsaka stegförlust eller blockering när startfrekvensen är för hög eller belastningen är för stor, och att översvänga när hastigheten är för hög vid stopp; AC-servon är sluten och drivrutinen kan direkt sampla motorkodarens återkopplingssignal, så det finns generellt ingen stegförlust eller översvängning av stegmotorn, och styrprestandan är mer tillförlitlig.
AC-servo är bättre än stegmotorer när det gäller prestanda, men stegmotorer har fördelen av lågt pris. AC-servo är överlägset stegmotorer när det gäller svarshastighet, överbelastningskapacitet och prestanda, men stegmotorer används i vissa mindre krävande scenarier på grund av deras kostnads-prestandafördelar. Med hjälp av sluten slingteknik kan slutna stegmotorer ge utmärkt noggrannhet och effektivitet, vilket kan uppnå en del av servomotorernas prestanda, men har också fördelen av lågt pris.
Se framåt och identifiera framväxande områden. Stegmotorapplikationer har genomgått strukturella förändringar, där den traditionella marknaden har nått mättnad och nya industrier har uppstått. Företagets styrmotorer och drivsystemprodukter är djupt etablerade inom medicinska instrument, servicerobotar, industriell automation, information och kommunikation, säkerhet och andra framväxande industrier, vilka står för en relativt stor andel av den totala verksamheten och växer i snabb takt. Efterfrågan på stegmotorer är relaterad till ekonomi, teknik, nivån av industriell automation och nivån av teknisk utveckling av stegmotorer själva. Marknaden har nått mättnad inom traditionella industrier som kontorsautomation, digitalkameror och hushållsapparater, medan nya industrier fortsätter att dyka upp, såsom 3D-utskrift, solenergiproduktion, medicinsk utrustning och fordonsapplikationer.
| Fält | Specifika tillämpningar |
| Kontorsautomation | Skrivare, skannrar, kopiatorer, multifunktionsmaskiner etc. |
| Scenbelysning | Ljusriktningskontroll, fokus, färgförskjutning, punktkontroll, ljuseffekter etc. |
| Bankverksamhet | Bankomater, sedeltryck, bankkortsproduktion, penningräknare etc. |
| Medicinsk | CT-skanner, hematologianalysator, biokemisk analysator etc. |
| Industriell | Textilmaskiner, förpackningsmaskiner, robotar, transportörer, monteringslinjer, placeringsmaskiner etc. |
| Kommunikation | Signalkonditionering, positionering av mobilantenner etc. |
| Säkerhet | Rörelsekontroll för övervakningskameror. |
| Bil | Olje-/gasventilstyrning, lätt styrsystem. |
Framväxande bransch 1: 3D-utskrift fortsätter att göra genombrott inom FoU-teknik och bredda tillämpningsscenarierna i nedströms, med inhemska och internationella marknader som växer med en takt på cirka 30 %. 3D-utskrift är baserad på digitala modeller, där material staplas lager för lager för att skapa fysiska objekt. Motorn är en viktig kraftkomponent i 3D-skrivaren, och motorns noggrannhet påverkar effekten av 3D-utskrift, generellt 3D-utskrift med stegmotorer. 2019 omsatte den globala 3D-utskriftsindustrin 12 miljarder dollar, en ökning med 30 % jämfört med föregående år.
Framväxande industri 2: Mobila robotar är datorstyrda, med funktioner som rörelse, automatisk navigering, multisensorstyrning, nätverksinteraktion etc. Den viktigaste användningen i praktisk produktion är hantering, med en hög grad av icke-standardisering.
Stegmotorer används i drivmodulen till mobila robotar, och huvuddrivstrukturen är sammansatt av drivmotorer och reduktionsväxlar (växellådor). Även om den inhemska industrirobotindustrin startade sent jämfört med utlandet, ligger den före utlandet inom området mobila robotar. För närvarande är kärnkomponenterna i mobila robotar huvudsakligen inhemskt producerade, och inhemska företag har i princip uppnått noggrannhetskraven i alla avseenden, och det finns färre utländska konkurrerande företag.
Kinas marknad för mobila robotar kommer att vara cirka 6,2 miljarder dollar år 2019, en ökning med 45 % jämfört med föregående år. Internationell lansering av professionella städrobotar med betydande ökning av städeffektiviteten. Lanseringen av den "andra roboten" 2018 följer lanseringen av den humanoida roboten. Den "andra roboten" är en intelligent kommersiell dammsugarrobot med flera sensorer för att upptäcka hinder, trappor och mänsklig rörelse. Den kan köras i tre timmar på en enda laddning och kan städa upp till 1 500 kvadratmeter. Den "andra roboten" kan ersätta större delen av städpersonalens dagliga arbetsbelastning och kan öka frekvensen av dammsugning och städning utöver det befintliga städarbetet.
Framväxande industri 3: Med introduktionen av 5G ökar antalet antenner för kommunikationsbasstationer och antalet motorer som krävs ökar också. Generellt sett krävs 3 antenner för vanliga kommunikationsbasstationer, 4–6 antenner för 4G-basstationer, och antalet basstationer och antenner ökar ytterligare för 5G-applikationer eftersom de behöver täcka traditionell mobiltelefonkommunikation och IoT-kommunikationsapplikationer. Styrmotorprodukter med växellådakomponenter blir en vanlig kundanpassad utveckling för basstationsantennanläggningar. En styrmotor med växellåda används för varje ESC-antenn.
Antalet 4G-basstationer ökade med 1,72 miljoner under 2019, och 5G-byggandet förväntas inleda en ny cykel. 2019 uppgick antalet mobiltelefonbasstationer i Kina till 8,41 miljoner, varav 5,44 miljoner var 4G-basstationer, vilket motsvarar 65 %. 2019 ökade antalet nya 4G-basstationer med 1,72 miljoner, den största ökningen sedan 2015, främst på grund av 1) nätverksutbyggnad för att täcka blinda vinklar i landsbygdsområden. 2) Kärnnätets kapacitet kommer att uppgraderas för att lägga grunden för 5G-nätbyggandet. Kinas kommersiella 5G-licens kommer att utfärdas i juni 2019, och i maj 2020 kommer mer än 250 000 5G-basstationer att öppnas över hela landet.
Framväxande industri 5: Medicintekniska produkter är ett av de viktigaste tillämpningsscenarierna för stegmotorer och ett av de segment som Vic-Tech är djupt involverat i. Från metall till plast kräver medicintekniska produkter en hög precisionsnivå i sin produktion. Många tillverkare av medicintekniska produkter använder servomotorer för att uppfylla noggrannhetskraven, men eftersom stegmotorer är mer ekonomiska och mindre än servon, och noggrannheten kan uppfylla vissa medicintekniska produkter, används stegmotorer inom medicinteknisk tillverkningsindustri och ersätter till och med vissa servomotorer.
Publiceringstid: 19 maj 2023