Čo je krokový motory?

Krokový motor sa radí medzi elektromotory, ktoré majú rozdelenú jednu celú otáčku do niekoľkých krokov. Majú viac cievok, ktoré sú organizované v skupinách nazývaných „fáza“. Postupným pripájaním každej fázy sa motor otáča – krok za krokom. Ide o presne definované kroky.

Krokové motory sú obľúbené hlavne vďaka spoľahlivosti, hospodárnosti - nie sú drahý a ani ich údržba nie je finančne náročná. A tiež preto, že dokážu dosiahnuť pomerne veľmi presné polohovanie spolu s reguláciou rýchlosti. To sú hlavné dôvody, prečo sa krokové motory ujali v priemyselnom odvetví aj ako súčasť prístrojov, ktoré nájdete bežne v domácnostiach. Vzhľadom na to, že krokové motory sa pohybujú v presne opakovateľných krokoch, sú ideálne pre prístroje, ktoré vyžadujú presné polohovanie - klasické tlačiarne, 3D tlačiarne, rôzne CNC stroje atď.

Kde všade ho nájdete?

Krokové motory sa používajú pre rôzne prístroje, kde je dôležité presné riadenie pohybu (napríklad polohovanie hlavy pri atramentovej tlačiarni). Nájdete ich u prístrojov z oblasti optiky a laserov, ale aj napríklad v prístrojoch zameraných na balenie produktov, plochých skenerov, hracích automatov alebo napríklad CD mechaniky. Krokové motory poháňa aj objektívy fotoaparátov, 3D tlačiarne alebo inteligentné osvetlenie. Ďalšia oblasť, ktorá sa nezaobíde bez krokových motorov je priemyselné odvetvie zaoberajúce sa robotikou, kozmonautikou, ale nájdete ich aj v zdravotníckych prístrojoch.

Pokiaľ sa radíte medzi domácich majstrov, a práve premýšľate nad tým, ktorý krokový motor by bol najvhodnejší pre váš prístroj, bude vás zaujímať článok, kde sme sa rozpísali o tom, ako vybrať správny krokový motor. Článok na vás čaká tu.

Štandardný jednosmerný elektromotor vs. krokový motor

Klasické jednosmerné motory nemajú pri nízkych otáčkach príliš veľký krútiaci moment. Naproti tomu krokové motory majú maximálny krútiaci moment pri nízkych rýchlostiach, takže budú skvelou voľbou pre prístroje vyžadujúce nízku rýchlosť s vysokou presnosťou.

Hlavný rozdiel je v tom, že bežný jednosmerný elektromotor, ktorý je pod napätím, sa stále otáča. Naopak krokový motor, aj keď je k nemu privádzané napätie, dokáže udržať rovnakú polohu. Elektromotory fungujú na princípe pôsobenia magnetického poľa. Pokiaľ je do nich privádzaný elektrický prúd, začne sa generovať krútiaci moment, ktorý je prenášaný na konkrétny prístroj (napríklad vysávač alebo výťah). Elektromotory sú pomerne veľmi rozšírené pri prístrojoch, ktoré vyžadujú nepretržitý pohyb. Ich nevýhoda je, že sa nemôžu zastaviť v konkrétnej polohe (pokiaľ k nim nie je pridaný senzor a pokročilejší riadiaci obvod).

Ďalším rozdielom je, že pri klasických jednosmerných motoroch dochádza k tomu, že sa vnútorné cievky otáčajú, zatiaľ čo vonkajšie magnety zostávajú statické. Pri krokovom motore je tomu naopak - vnútorné magnety sa otáčajú a vonkajšie cievky zostávajú statické.

Aby vám krokový motor šliapal, ako má, budete k nemu potrebovať dve ďalšie základné súčiastky:

  • radič alebo elektronická riadiaca jednotka – ide o mozog, ktorý riadi prístroj pomocou riadiacich signálov
  • driver alebo budič - ide o modul určený pre generovanie pulzov, ktoré potom následne budia v presnom poradí jednotlivé vinutia statora krokového motora

Riadiaci obvod udáva frekvenciu, poradie a dĺžku impulzov. Toto potom ovplyvňuje počet, zmysel otáčok rotora av neposlednom rade aj krútiaci moment stroja.

Aké majú krokové motory výhody, a naopak aké obmedzenia?

Už z zoznamu možnosti využitia krokových motorov, je zrejmé, že sa jedná o často využívanú súčiastku, bez ktorej by sa nezaobišlo veľa zariadení. Ale napriek tomu aj krokové motory majú nejaké nevýhody, kvôli ktorým sa uprednostnia do niektorých prístrojov klasické motory.

Výhody krokových motorů Nevýhody krokových motorů

nízké pořizovací náklady i náklady na provoz

relativně nízká maximální rychlost

nenáročné na údržbu

omezené dynamické vlastnosti ve srovnání se servomotory s uzavřenou smyčkou

jednoduchá, ale i odolná konstrukce

možnost prokluzu nebo zastavení, pokud je dočasně požadován větší krouticí moment, než je motor schopen poskytnout

vysoká spolehlivost
není nutný složitý řídící systém

možnost využití v téměř každém prostředí včetně ultra vysokého vakua (UHV)

Druhy krokových motorov

  • Pasívne krútiace krokové motory (v anglickom jazyku: Variable Reluctance Motors - skratka: VR alebo VRM)
  • Aktívne točivé krokové motory (v anglickom jazyku: Permanent Magnet - skratka: PM)
  • Hybridné točivé krokové motory (v anglickom jazyku: Hybrid - skratka: HB)
  • Lineárne krokové motory (v anglickom jazyku: Linear stepper motors - skratka: LSM)