sebbene i motori stepper siano stati caratterizzati da una capacità di posizionamento accurata e da un’elevata coppia erogata a basse velocità, essi devono essere accuratamente dimensionati per garantire che il motore stepper sia compatibile con i parametri di carico e di applicazione in modo da ridurre al minimo la possibilità di perdita di gradini o di arresto del motore stepper. L’aggiunta di un riduttore planetario ad un sistema a motore stepper può produrre i seguenti benefici.
1. Rapporto di inerzia del motore del passo-passo
L’inerzia è una delle cause della mancanza di gradini nei motori stepper. Se l’inerzia di carico è notevolmente più elevata dell’inerzia del motore del passo, il motore del passo avrà un periodo difficile per controllare il carico e può superare (più gradini avanti del predellato) o essere insufficiente (mancano i gradini).un rapporto elevato di inerzia del motore del passo-passo può anche contribuire ad un eccesso di corrente e stallo del motore del passo-passo. È il rapporto tra l’inerzia di carico e l’inerzia del motore del passo che determina la capacità del motore del passo di guidare o controllare il carico. Affinché il sistema di controllo del motore del stepper controlli efficacemente il carico durante l’accelerazione e la decelerazione, l’inerzia del motore e del carico del stepper deve essere quanto più possibile uguale.
JL = inerzia del carico
JM= inerzia del motore
se il rapporto di inerzia è troppo elevato, ci sono due modi per ridurlo: aumentare il rapporto (distanza di uscita per giro del motore) o usare un motore più grande. L’aggiunta di un cambio al sistema riduce il rapporto d’inerzia tra carico e motore del quadrato del rapporto di trasmissione. Mentre usare un motore più grande con maggiore inerzia richiede più spazio e più costi. I cambi planetari sono la soluzione preferita.
i = riduzione di marcia
2. Aumentare la coppia al carico
con piccole dimensioni di montaggio, i motori stepper sono spesso utilizzati in sistemi in cui le condizioni di installazione sono limitate. Le piccole dimensioni del motore del stepper determinano una piccola coppia. L’aggiunta di un cambio planetario aumenta la coppia disponibile per guidare il carico, mantenendo invariata la flangia di montaggio. Nel caso In cui il carico sia spinto da una combinazione di cambio del motore, una quantità proporzionale al rapporto di trasmissione e all’efficienza planetaria del cambio è moltiplicata per la coppia prodotta dal motore per il cambio planetario.
To = torque output at gearbox shaft
Tm = coppia all’asse del motore
costante = efficienza del cambio
tuttavia, l’aumento della coppia e la diminuzione della velocità in un cambio planetario sono simultanei. Per questo motivo sono talvolta chiamati "riduttori planetari di velocità" o "riduttori planetari di velocità ". In altre parole, quando un riduttore planetario è collegato ad un motore stepper, il motore stepper deve ruotare più velocemente, portando la velocità obiettivo al carico di un fattore pari al rapporto di trasmissione.
N. = velocità d’uscita all’albero del cambio
Nm = regime di uscita all’albero del motore
3. Ridurre la risonanza e le vibrazioni dei motori stepper
a bassa velocità, i motori stepper soffrono di forti vibrazioni e rumore, che chiamiamo la "zona di risonanza" dei motori stepper. La "zona di risonanza" si verifica generalmente a bassa velocità nella gamma di velocità del motore (40-100 giri/min). Con il cambio planetario installato, la velocità di ingresso del motore stepper diventa più veloce e la velocità di uscita del cambio planetario più lenta, permettendo al motore stepper di funzionare al di fuori della gamma di frequenza di risonanza, evitando così con successo la zona di risonanza e permettendo al motore stepper di funzionare più agevolmente.
4. Ottenere il funzionamento a bassissima velocità di motori stepper
molto spesso i motori stepper non sono in grado di funzionare a velocità ultra basse, diciamo 1 RPM. Ma aggiungere un cambio planetario permette ai motori stepper di funzionare a velocità ultra basse. Nel caso di una gamma di velocità ultra bassa che il motore del stepper può raggiungere, anche se la zona di risonanza è stata evitata, si verifica il fenomeno dello strisciamento del motore del stepper e il funzionamento non è regolare. Con l’aggiunta di un cambio planetario, è possibile un funzionamento a bassissima velocità aumentando la velocità del motore del stepper.
5. Proteggere i motori stepper da danni
I cambi planetari consentono un certo grado di protezione del motore stepper. Il cambio riceve una coppia elevata durante il funzionamento. Quando un sovraccarico è trasmesso al motore del stepper, la quantità di sovraccarico è divisa per il valore del rapporto di trasmissione.In caso di sovraccarico molto elevato, il motore del stepper può essere danneggiato se il sovraccarico è assunto direttamente dal motore del stepper. Dopo l’aggiunta del cambio planetario, il riduttore viene danneggiato per primo. Il cambio planetario deve solo sostituire i pezzi di ricambio per essere in grado di ripristinarne l’uso, il costo è relativamente basso. Se il motore del stepper è danneggiato direttamente, la riparazione è relativamente lenta e costosa.
6. Risparmio energetico
In caso di funzionamento continuo a carico ea basso regime, la corrente delle macchine e delle apparecchiature deve essere aumentata per assicurare una coppia d’uscita sufficiente. Questa situazione tende a provocare il riscaldamento degli impianti, con ripercussioni sulla dissipazione del calore e sull’isolamento e un aumento del consumo di energia. L’uso di cambi planetari permette ai motori stepper di soddisfare la coppia d’uscita con molta meno corrente, risparmiando così efficacemente energia.
7. Più conveniente
la coppia aumentata dal cambio planetario è equivalente anche a un aumento della potenza di ingresso, che riduce la potenza di ingresso richiesta dal motore (nelle applicazioni in cui è richiesta la regolazione della velocità), e in generale il motore è più costoso del cambio planetario, quindi è più conveniente usare il cambio planetario come opzione alternativa.
