Nelle apparecchiature di automazione, negli strumenti di precisione, nei robot e persino nelle stampanti 3D e nei dispositivi per la domotica, i micromotori passo-passo svolgono un ruolo indispensabile grazie al posizionamento preciso, alla semplicità di controllo e all'elevata convenienza. Tuttavia, di fronte all'incredibile varietà di prodotti disponibili sul mercato, come scegliere il micromotore passo-passo più adatto alla propria applicazione? Una conoscenza approfondita dei suoi parametri chiave è il primo passo verso una scelta vincente. Questo articolo fornirà un'analisi dettagliata di questi indicatori chiave per aiutarvi a prendere decisioni consapevoli.
1. Angolo di passo
Definizione:L'angolo di rotazione teorico di un motore passo-passo al ricevimento di un segnale a impulsi è l'indicatore di precisione più fondamentale di un motore passo-passo.
Valori comuni:Gli angoli di passo comuni per i micromotori passo-passo ibridi bifase standard sono 1,8° (200 passi per giro) e 0,9° (400 passi per giro). Motori più precisi possono raggiungere angoli più piccoli (ad esempio 0,45°).
Risoluzione:Quanto più piccolo è l'angolo di passo, tanto più piccolo è l'angolo del movimento del singolo passo del motore e tanto maggiore è la risoluzione teorica della posizione che può essere raggiunta.
Funzionamento stabile: alla stessa velocità, un angolo di passo più piccolo solitamente significa un funzionamento più fluido (soprattutto con azionamento micro-passo).
Punti di selezione:Scegli in base alla distanza minima di movimento richiesta o ai requisiti di precisione di posizionamento dell'applicazione. Per applicazioni ad alta precisione, come apparecchiature ottiche e strumenti di misura di precisione, è necessario scegliere angoli di passo più piccoli o affidarsi alla tecnologia di azionamento microstep.
2. Coppia di tenuta
Definizione:La coppia statica massima che un motore può generare alla corrente nominale e in stato di eccitazione (senza rotazione). L'unità di misura è solitamente N·cm o oz·in.
Importanza:Questo è l'indicatore principale per misurare la potenza di un motore, determinando quanta forza esterna il motore può resistere senza perdere passo quando è fermo e quanto carico può guidare al momento dell'avvio/arresto
Impatto:Direttamente correlato alla dimensione del carico e alla capacità di accelerazione che il motore può gestire. Una coppia insufficiente può causare difficoltà di avviamento, perdita di passo durante il funzionamento e persino stallo.
Punti di selezione:Questo è uno dei parametri principali da considerare nella selezione. È necessario assicurarsi che la coppia di tenuta del motore sia maggiore della coppia statica massima richiesta dal carico e che vi sia un margine di sicurezza sufficiente (solitamente consigliato tra il 20% e il 50%). Considerare i requisiti di attrito e accelerazione.
3. Corrente di fase
Definizione:La corrente massima (solitamente valore RMS) che può passare attraverso ciascun avvolgimento di fase di un motore in condizioni operative nominali. Unità di misura: Ampere (A).
Importanza:Determina direttamente l'entità della coppia che il motore può generare (la coppia è approssimativamente proporzionale alla corrente) e l'aumento della temperatura.
Il rapporto con la pulsione:È fondamentale! Il motore deve essere dotato di un driver in grado di fornire la corrente di fase nominale (o di regolarla su tale valore). Una corrente di pilotaggio insufficiente può causare una diminuzione della coppia di uscita del motore; una corrente eccessiva può bruciare l'avvolgimento o causare surriscaldamento.
Punti di selezione:Specificare chiaramente la coppia richiesta per l'applicazione, selezionare il motore con le specifiche di corrente appropriate in base alla curva coppia/corrente del motore e adattare rigorosamente la capacità di uscita di corrente del driver.
4. Resistenza dell'avvolgimento per fase e induttanza dell'avvolgimento per fase
Resistenza (R):
Definizione:La resistenza CC di ciascun avvolgimento di fase. L'unità di misura è ohm (Ω).
Impatto:Influisce sulla richiesta di tensione di alimentazione del driver (secondo la legge di Ohm V=I * R) e sulle perdite nel rame (generazione di calore, perdita di potenza = I² * R). Maggiore è la resistenza, maggiore è la tensione richiesta a parità di corrente e maggiore è la generazione di calore.
Induttanza (L):
Definizione:Induttanza di ciascun avvolgimento di fase. Unità di misura: millihenry (mH).
Impatto:è fondamentale per le prestazioni ad alta velocità. L'induttanza può ostacolare rapide variazioni di corrente. Maggiore è l'induttanza, più lentamente aumenta/diminuisce la corrente, limitando la capacità del motore di raggiungere la corrente nominale ad alte velocità, con conseguente brusca diminuzione della coppia ad alte velocità (decadimento della coppia).
Punti di selezione:
I motori a bassa resistenza e bassa induttanza solitamente offrono prestazioni migliori ad alta velocità, ma potrebbero richiedere correnti di azionamento più elevate o tecnologie di azionamento più complesse.
Le applicazioni ad alta velocità (come le apparecchiature di distribuzione e scansione ad alta velocità) dovrebbero dare priorità ai motori a bassa induttanza.
Il driver deve essere in grado di fornire una tensione sufficientemente alta (solitamente diverse volte la tensione di 'I R') per superare l'induttanza e garantire che la corrente possa stabilirsi rapidamente ad alte velocità.
5. Aumento della temperatura e classe di isolamento
Aumento della temperatura:
Definizione:Differenza tra la temperatura dell'avvolgimento e la temperatura ambiente di un motore dopo aver raggiunto l'equilibrio termico alla corrente nominale e in condizioni operative specifiche. Unità di misura: °C.
Importanza:Un aumento eccessivo della temperatura può accelerare l'invecchiamento dell'isolamento, ridurre le prestazioni magnetiche, accorciare la durata del motore e persino causare malfunzionamenti.
Livello di isolamento:
Definizione:Standard di livello per la resistenza al calore dei materiali isolanti degli avvolgimenti dei motori (ad esempio livello B 130 °C, livello F 155 °C, livello H 180 °C).
Importanza:determina la temperatura di esercizio massima consentita del motore (temperatura ambiente + aumento della temperatura + margine del punto caldo ≤ temperatura del livello di isolamento).
Punti di selezione:
Comprendere la temperatura ambientale dell'applicazione.
Valutare il ciclo di lavoro dell'applicazione (funzionamento continuo o intermittente).
Scegliere motori con livelli di isolamento sufficientemente elevati per garantire che la temperatura degli avvolgimenti non superi il limite superiore del livello di isolamento nelle condizioni di lavoro previste e con conseguente aumento di temperatura. Una buona progettazione della dissipazione del calore (ad esempio, l'installazione di dissipatori di calore e raffreddamento ad aria forzata) può ridurre efficacemente l'aumento di temperatura.
6. Dimensioni del motore e metodo di installazione
Misurare:si riferisce principalmente alla dimensione della flangia (come gli standard NEMA come NEMA 6, NEMA 8, NEMA 11, NEMA 14, NEMA 17, o dimensioni metriche come 14 mm, 20 mm, 28 mm, 35 mm, 42 mm) e alla lunghezza del corpo del motore. La dimensione influisce direttamente sulla coppia di uscita (solitamente, maggiore è la dimensione e più lungo è il corpo, maggiore è la coppia).
NEMA6 (14 mm):
NEMA8 (20 mm):
NEMA11 (28 mm):
NEMA14 (35 mm):
NEMA17 (42 mm):
Metodi di installazione:I metodi più comuni includono l'installazione della flangia anteriore (con fori filettati), l'installazione del coperchio posteriore, l'installazione del morsetto, ecc. Devono essere abbinati alla struttura dell'apparecchiatura.
Diametro e lunghezza dell'albero: il diametro e la lunghezza di estensione dell'albero di uscita devono essere adattati all'accoppiamento o al carico.
Criteri di selezione:Scegliere la dimensione minima consentita dai vincoli di spazio, rispettando al contempo i requisiti di coppia e prestazioni. Verificare la compatibilità tra posizione del foro di installazione, dimensioni dell'albero e estremità del carico.
7. Inerzia del rotore
Definizione:Momento d'inerzia del rotore del motore. L'unità di misura è g · cm².
Impatto:Influisce sulla velocità di risposta in accelerazione e decelerazione del motore. Maggiore è l'inerzia del rotore, maggiore è il tempo di avvio e arresto richiesto e maggiore è la capacità di accelerazione richiesta dall'azionamento.
Punti di selezione:Per le applicazioni che richiedono frequenti avvii e arresti e rapide accelerazioni/decelerazioni (come robot pick and place ad alta velocità, posizionamento per taglio laser), si consiglia di scegliere motori con una piccola inerzia del rotore o di assicurarsi che l'inerzia totale del carico (inerzia del carico + inerzia del rotore) rientri nell'intervallo di corrispondenza consigliato del driver (solitamente l'inerzia del carico consigliata è ≤ 5-10 volte l'inerzia del rotore, gli azionamenti ad alte prestazioni possono essere rilassati).
8. Livello di precisione
Definizione:Si riferisce principalmente alla precisione dell'angolo di passo (la deviazione tra l'angolo di passo effettivo e il valore teorico) e all'errore di posizionamento cumulativo. Solitamente espresso in percentuale (ad esempio ± 5%) o in angolo (ad esempio ± 0,09°).
Impatto: influisce direttamente sulla precisione assoluta del posizionamento sotto controllo ad anello aperto. La mancanza di passo (dovuta a coppia insufficiente o a passi ad alta velocità) introdurrà errori maggiori.
Punti chiave per la selezione: la precisione standard del motore è solitamente sufficiente a soddisfare la maggior parte dei requisiti generali. Per applicazioni che richiedono una precisione di posizionamento estremamente elevata (come le apparecchiature per la produzione di semiconduttori), è consigliabile selezionare motori ad alta precisione (ad esempio entro ± 3%), che potrebbero richiedere un controllo ad anello chiuso o encoder ad alta risoluzione.
Considerazione completa, abbinamento preciso
La selezione dei micromotori passo-passo non si basa solo su un singolo parametro, ma deve essere valutata in modo completo in base allo specifico scenario applicativo (caratteristiche del carico, curva di movimento, requisiti di precisione, intervallo di velocità, limiti di spazio, condizioni ambientali, budget di spesa).
1. Chiarire i requisiti principali: coppia di carico e velocità sono i punti di partenza.
2. Corrispondenza dell'alimentazione del driver: i parametri di corrente di fase, resistenza e induttanza devono essere compatibili con il driver, con particolare attenzione ai requisiti di prestazioni ad alta velocità.
3. Prestare attenzione alla gestione termica: assicurarsi che l'aumento di temperatura rientri nell'intervallo consentito del livello di isolamento.
4. Considerare le limitazioni fisiche: le dimensioni, il metodo di installazione e le specifiche dell'albero devono essere adattati alla struttura meccanica.
5. Valutare le prestazioni dinamiche: le applicazioni con frequenti accelerazioni e decelerazioni richiedono attenzione all'inerzia del rotore.
6. Verifica della precisione: confermare se la precisione dell'angolo di passo soddisfa i requisiti del posizionamento in anello aperto.
Analizzando questi parametri chiave, è possibile diradare le ambiguità e identificare con precisione il micromotore passo-passo più adatto al progetto, gettando solide basi per un funzionamento stabile, efficiente e preciso dell'apparecchiatura. Se state cercando la soluzione di motore migliore per un'applicazione specifica, non esitate a consultare il nostro team tecnico per consigli di selezione personalizzati in base alle vostre esigenze specifiche! Offriamo una gamma completa di micromotori passo-passo ad alte prestazioni e driver corrispondenti per soddisfare diverse esigenze, dalle apparecchiature generiche agli strumenti all'avanguardia.
Data di pubblicazione: 18-08-2025