Trinnmotorer – finn produsenter og leverandører

Trinnmotorer er en spesiell type elektriske motorer som kjennetegnes av presis bevegelseskontroll og nøyaktig posisjonering.

De brukes ofte i applikasjoner der nøyaktighet og repeterbarhet er avgjørende.

Nedenfor finner du informasjon om virkemåte, styringssystem og en oversikt over typer og bruksområder for trinnmotorer, samt fordeler og ulemper.

Slik fungerer trinnmotorer:

Stegmotorer beveger seg i faste vinkeltrinn som styres av elektriske pulser. Hver puls flytter rotoren med en viss vinkel.
I denne sammenhengen brukes begrepene fulltrinn, halvtrinn og mikrotrinn om trinnmotorer. For eksempel har en 1,8° fullstegsmotor 200 individuelle posisjoner for en komplett 360°-rotasjon. 360:200=1.8. En 0,9° halvstegsmotor oppnår 400 individuelle posisjoner i løpet av en 360°-rotasjon. 360:400=0.9. Mikrostegmotorer kan oppnå 1/5, 1/10, 1/16, 1/32, 1/125 og 1/250 av et helt trinn ved hjelp av sofistikerte motorstyringer.

Styring av trinnmotorer:

Trinnmotorer krever spesielle styreenheter, vanligvis kalt trinnmotorkontrollere eller -drivere. Disse genererer de elektriske pulsene som kreves for å styre motorenes bevegelse, og kan være enten analoge eller digitale.
Trinnoppløsningen kan økes ved hjelp av mikrostepping, noe som gir jevnere bevegelser og større nøyaktighet.
I noen tilfeller brukes en tilbakemeldingssløyfe (lukket sløyfe) for å sikre at motoren ikke mister trinn og opprettholder den nøyaktige posisjonen.

Typer trinnmotorer:

1. Reluktansstegmotor:
   I reluktansstegmotoren består rotoren av en tannet kjerne av mykt jern. Med dette materialet forsvinner magnetfeltet når statorstrømmen slås av. Når strømmen slås på, strømmer den magnetiske fluksen gjennom rotorens myke jernkjerne. Rotasjonen av rotoren oppstår fordi den nærmeste tannen på rotoren tiltrekkes av den tannede statoren (fast, ubevegelig del av motoren), ettersom dette reduserer den magnetiske motstanden. Ettersom reluktansstegmotoren ikke inneholder noen permanentmagneter, har den heller ikke noe cogging-moment når strømmen slås av, i motsetning til permanentmagnetstegmotoren.
2. Permanentmagnetstepmotor:
   I permanentmagnetstepmotorer består statoren av mykt jern og rotoren av permanentmagneter med vekslende nord- og sørpoler. Statorens magnetfelt brukes til å justere permanentmagnetrotoren på en slik måte at det oppstår en roterende bevegelse. Med permanentmagnetstepmotorer er antall poler (og dermed oppløsningen) begrenset. En fordel i forhold til reluktansstegmotoren er det større dreiemomentet. Det større induksjonsslaget (indre magnetfelt fra -Bmax til +Bmax) resulterer i høyere magnetiske krefter, noe som fører til et høyere dreiemoment. PM-stegmotoren er i prinsippet en synkronmotor der oppløsningen er økt ved å øke antall polpar.
3. Hybrid trinnmotor:
   Hybridstegmotorer kombinerer egenskapene til reluktans- og permanentmagnetstegmotorer. Hybridstegmotorer har en stator med flere tannede statorpoler og en permanentmagnetrotor. Standard hybridstegmotorer har 200 rotortenner og beveger seg med trinnvinkler på 1,8° hver. Hybridstegmotorer brukes i en rekke applikasjoner på grunn av det høye statiske og dynamiske dreiemomentet og den svært høye trinnhastigheten.
4. Trinnmotorer med diskmagnet:
   Skivemagnetstegmotorer er avanserte mikrostegmotorer som gir mer dynamisk motorytelse, finere stegoppløsning og høyere akselerasjon enn andre typer stegmotorer. Den tynne skivemagneten muliggjør finere trinnoppløsning per gitt størrelse, høyere akselerasjon og høyere topphastighet enn konvensjonelle trinnmotorer. Skivemagnetmotorer er spesielt godt egnet for bruksområder som krever presisjonen til en trinnmotor og hastigheten og akselerasjonen til en børsteløs likestrømsmotor. En lukket reguleringssløyfe gir en kostnadseffektiv fordel i forhold til en servoløsning.

Bruksområder for trinnmotorer:

Trinnmotorer egner seg til mange forskjellige bevegelseskontrollapplikasjoner. De brukes ofte på områder der det kreves presis posisjonering:

1. Industriell produksjonsteknologi:
F.eks. i CNC-fresemaskiner for å styre bevegelsene til freseren langs X-, Y- og Z-aksene,

2. 3D-skrivere:
I 3D-skrivere, for å flytte ekstruderen og utskriftsplattformen nøyaktig.

3. Robotikk:
Leddene i en robotarm drives ofte av trinnmotorer for å sikre nøyaktige bevegelser.

4. Kontroll og automatisering:
De brukes mye i industrielle kontrollsystemer, f.eks. til å styre ventiler og transportbånd.

5. Optiske systemer:
Trinnmotorer brukes i teleskoper og mikroskoper for å finjustere posisjonen til linser og speil.

6. Medisinsk teknologi:
Trinnmotorer finnes i medisinsk utstyr som krever presise bevegelser, for eksempel sprøytepumper eller doseringsenheter.

Fordeler med trinnmotorer:

• På grunn av den faste trinnbevegelsen kan trinnmotorer nærme seg posisjoner svært presist uten behov for et tilbakemeldingssystem som for eksempel enkoder.
• De styres av enkle pulssekvenser, noe som gjør det lettere å integrere dem i elektroniske systemer.
• Svært høyt dreiemoment selv ved lave hastigheter.
• Rask start takket være høyt dreiemoment, enkel stopp takket være høyt holdemoment. Dette gjør det mulig å endre rotasjonsretningen raskt. Den enkle utformingen av start-stopp-karakteristikken er også svært viktig for mange bruksområder.
• En annen viktig positiv egenskap er den enkle motorstyringen.

Ulemper med trinnmotorer:

• Trinnmotorer kan miste trinn ved overbelastning eller utilstrekkelig strømforsyning, noe som fører til unøyaktigheter.
• Ved visse hastigheter kan trinnmotorer utvikle resonanser som fører til vibrasjoner og støy.
• Trinnmotorer kan også bruke strøm når de står stille, noe som øker energiforbruket.

Trinnmotorer er allsidige og pålitelige drivverk som er uunnværlige i mange presise og krevende applikasjoner. For å kunne dra full nytte av denne teknologien er det avgjørende å velge riktig motor og nøye utvelgelse av kontrolleren.

Nedenfor finner du en oversikt over de viktigste kriteriene du bør se etter når du skal kjøpe trinnmotorer:

Når du skal kjøpe trinnmotorer, er det flere viktige faktorer å ta hensyn til for å sikre at motoren er egnet for den aktuelle applikasjonen.

• Stegvinkelen angir hvor mange grader motorakselen beveger seg for hvert steg. En mindre trinnvinkel gir høyere oppløsning og dermed mer presise bevegelser. For bruksområder som krever høy presisjon, er en liten trinnvinkel å foretrekke.
• Holdemomentet er det maksimale dreiemomentet som motoren kan holde i en statisk posisjon. Et høyere holdemoment er viktig hvis motoren må holde tunge laster, spesielt ved stillstand.
• Merkestrømmen angir hvor mye strøm motoren krever under full belastning, og merkespenningen angir motorens driftsspenning. Motorstyringen (driveren) må støtte disse parameterne. En høyere merkestrøm kan gi mer effekt, men krever også passende kjøling.
• Trinnfrekvensen angir hvor mange trinn motoren kan utføre per sekund. En høyere trinnfrekvens muliggjør raskere bevegelser, men krever også tilsvarende utformet styringselektronikk.
• Enkodere overvåker motorakselens posisjon og kan brukes til presis styring. Enkodere er uunnværlige i applikasjoner som krever tilbakemelding av den faktiske posisjonen.
• Motorstørrelsen, som ofte spesifiseres i NEMA-format (f.eks. NEMA 17, NEMA 23), beskriver motorens fysiske dimensjoner. Størrelsen bør samsvare med den mekaniske utformingen av applikasjonen
• Akseltypen (glatt, flat eller gjenget) og diameteren avgjør hvordan motoren er mekanisk tilkoblet. Akselen må være kompatibel med girkassen eller koblingen som brukes.
• Unipolare og bipolare motorer skiller seg fra hverandre når det gjelder type viklinger og kretser. Bipolare motorer har ofte høyere dreiemoment, mens unipolare motorer er enklere å kontrollere.
• Miljøforhold som temperatur, fuktighet og støv kan påvirke motorens ytelse og levetid. Motoren bør være egnet for de spesifikke miljøforholdene den skal brukes under.
• Det er lurt å velge motor ikke bare ut fra pris, men også ut fra kvalitet og pålitelighet.

Valg av riktig trinnmotor avhenger i stor grad av de spesifikke kravene til bruksområdet. Det lønner seg å sjekke de tekniske dataene nøye og eventuelt rådføre seg med eksperter for å gjøre det beste valget.

Trinnmotorer kan kjøpes fra ulike leverandører. Omfattende informasjon om produsenter og leverandører av trinnmotorer fra hele verden finner du på Exportpages.