Chociaż silniki krokowe charakteryzują się możliwością dokładnego pozycjonowania i wysokim momentem wyjściowym przy niskich prędkościach, muszą być starannie dobrane, aby zapewnić zgodność silnika krokowego z obciążeniem i parametrami aplikacji, tak aby możliwe było zgubienie kroków lub silnika krokowego przeciąganie jest zminimalizowane. Dodanie przekładni planetarnej do układu silnika krokowego może przynieść następujące korzyści.

1. Zmniejsz obciążenie do współczynnika bezwładności silnika krokowego

Bezwładność jest jedną z przyczyn pominiętych kroków w zastosowaniach silników krokowych. Jeśli bezwładność obciążenia jest zauważalnie wyższa niż bezwładność silnika krokowego, silnik krokowy będzie miał trudności ze sterowaniem obciążeniem i może przeskoczyć (więcej kroków do przodu niż nakazano) lub nie dokręcić (noneujące kroki).

Wysoki stosunek obciążenia do bezwładności silnika krokowego może również przyczynić się do nadmiernego prądu silnika krokowego i przeciągnięcia. To stosunek bezwładności obciążenia do bezwładności silnika krokowego określa zdolność silnika krokowego do napędzania lub sterowania obciążeniem. Aby system sterowania silnikiem krokowym mógł skutecznie kontrolować obciążenie podczas przyspieszania i zwalniania, bezwładność silnika krokowego i obciążenia powinny być możliwie jak najbardziej zbliżone.

JL = bezwładność obciążenia

JM= bezwładność silnika

Jeśli współczynnik bezwładności jest zbyt wysoki, istnieją dwa sposoby jego zmniejszenia: zwiększenie współczynnika (odległość wyjściowa na obrót silnika) lub użycie większego silnika. Dodanie skrzyni biegów do systemu zmniejsza stosunek bezwładności obciążenia do silnika o kwadrat przełożenia. Zastosowanie większego silnika o większej bezwładności wymaga więcej miejsca i kosztów. Preferowanym rozwiązaniem są przekładnie planetarne.

i = redukcja biegów

2.Zwiększ moment obrotowy do obciążenia

Przy małych rozmiarach montażowych silniki krokowe są często używane w systemach, w których warunki instalacji są ograniczone. Niewielki rozmiar silnika krokowego skutkuje małym momentem obrotowym. Dodanie przekładni planetarnej zwiększa moment obrotowy dostępny do napędzania obciążenia, przy jednoczesnym zachowaniu niezmienionego kołnierza mocującego. W przypadku, gdy obciążenie jest napędzane przez kombinację silnik-przekładnia, wielkość proporcjonalna do przełożenia i wydajności przekładni planetarnej jest mnożona przez moment obrotowy z silnika przez przekładnię planetarną.

To = moment obrotowy na wale skrzyni biegów

Tm = moment obrotowy na wale silnika

η = sprawność skrzyni biegów

Jednakże zwiększenie momentu obrotowego i zmniejszenie prędkości w przekładni planetarnej są jednoczesne. Dlatego czasami nazywa się je „planetarnymi reduktorami biegów” lub „planetarnymi reduktorami prędkości”. Innymi słowy, gdy przekładnia planetarna jest połączona z silnikiem krokowym, silnik krokowy musi obracać się szybciej, dostarczając docelową prędkość do obciążenia ze współczynnikiem równym przełożeniu.

Nie = prędkość wyjściowa na wale skrzyni biegów

Nm = prędkość wyjściowa na wale silnika

3.Zmniejsz rezonans i wibracje silników krokowych

Przy niskich prędkościach silniki krokowe cierpią z powodu silnych wibracji i hałasu, który nazywamy „strefą rezonansową” silników krokowych. „Strefa rezonansowa” zwykle występuje przy niskich prędkościach w zakresie prędkości silnika (40-100 obr./min). Po zainstalowaniu przekładni planetarnej prędkość wejściowa silnika krokowego staje się większa, a prędkość wyjściowa przekładni planetarnej wolniejsza, co pozwala silnikowi krokowemu na pracę poza zakresem częstotliwości rezonansowej, w ten sposób skutecznie unikając strefy rezonansowej i umożliwiając płynniejszą pracę silnika krokowego.

4. Osiągnij bardzo niską prędkość działania silników krokowych

Często silniki krokowe nie są w stanie działać przy bardzo niskich prędkościach, powiedzmy 1 obr./min. Ale dodanie przekładni planetarnej umożliwia silnikom krokowym pracę z bardzo niskimi prędkościami. W przypadku jakiegoś bardzo niskiego zakresu prędkości, jaki może osiągnąć silnik krokowy, mimo że uniknięto strefy rezonansowej, wystąpi zjawisko pełzania silnika krokowego, a praca nie będzie płynna. Po dodaniu przekładni planetarnej możliwa jest praca z bardzo niską prędkością dzięki zwiększeniu prędkości silnika krokowego.

5.Chroń silniki krokowe przed uszkodzeniem

Przekładnie planetarne zapewniają pewien stopień ochrony silnika krokowego. Skrzynia biegów otrzymuje wysoki moment obrotowy podczas pracy. Gdy przeciążenie jest przekazywane do silnika krokowego, wielkość przeciążenia jest dzielona przez wartość przełożenia.

W przypadku bardzo dużych przeciążeń silnik krokowy może ulec uszkodzeniu, jeśli przeciążenie zostanie przejęte bezpośrednio przez silnik krokowy. Po dołożeniu przekładni planetarnej w pierwszej kolejności uszkadza się reduktor. Przekładnia planetarna wymaga jedynie wymiany części zamiennych, aby móc przywrócić użytkowanie, koszt jest stosunkowo niski. Jeśli silnik krokowy zostanie uszkodzony bezpośrednio, naprawa jest stosunkowo powolna i kosztowna.

6.Oszczędność energii

W przypadku ciągłego obciążenia i pracy przy niskiej prędkości prąd maszyny i wyposażenia musi zostać zwiększony, aby zapewnić wystarczający wyjściowy moment obrotowy. Taka sytuacja powoduje nagrzewanie się sprzętu, co wpływa na rozpraszanie ciepła i izolację oraz zwiększa zużycie energii. Zastosowanie przekładni planetarnych pozwala silnikom krokowym na osiągnięcie wyjściowego momentu obrotowego przy znacznie mniejszym prądzie, co skutecznie oszczędza energię.

7.Bardziej opłacalne

Moment obrotowy zwiększony przez przekładnię planetarną jest również równoważny zwiększeniu mocy wejściowej, co zmniejsza moc wejściową wymaganą przez silnik (w zastosowaniach, w których wymagana jest regulacja prędkości), a ogólnie silnik jest droższy niż przekładnia planetarna , więc bardziej opłacalne jest stosowanie przekładni planetarnych jako alternatywnej opcji.

Podsumowanie

Dodanie przekładni planetarnej do silnika krokowego ma te zalety, takie jak zmniejszenie stosunku bezwładności obciążenia do silnika krokowego, zwiększenie momentu obrotowego do obciążenia, zmniejszenie wibracji silnika krokowego, osiągnięcie ultraniskiej prędkości działania , chroniąc silnik krokowy przed uszkodzeniem, oszczędzając energię i będąc bardziej opłacalnym.