Krokové motorysú diskrétne pohybové zariadenia s výhodou nízkych nákladov oproti servomotorom, ktoré premieňajú mechanickú a elektrickú energiu. Motor, ktorý premieňa mechanickú energiu na elektrickú energiu, sa nazýva „generátor“; motor, ktorý premieňa elektrickú energiu na mechanickú energiu, sa nazýva „motor“. Krokové motory a servomotory sú produkty riadenia pohybu, ktoré dokážu presne lokalizovať pohyb automatizačného zariadenia a spôsob jeho pohybu a používajú sa hlavne pri výrobe automatizačných zariadení.
Existujú tri typy rotorov krokových motorov: reaktívny (typ VR), s permanentným magnetom (typ PM) a hybridný (typ HB). 1) Reaktívny (typ VR): ozubené koleso so zubami rotora. 2) Permanentný magnet (typ PM): rotor s permanentným magnetom. 3) Hybridný (typ HB): ozubené koleso s permanentným magnetom aj zubami rotora. Krokové motory sa klasifikujú podľa vinutia na statore: existujú dvojfázové, trojfázové a päťfázové série. Motory s dvoma statormi sa stávajú dvojfázovými motormi a motory s piatimi statormi sa nazývajú päťfázové motory. Čím viac fáz a taktov má krokový motor, tým je presnejší.
Motory HB dokážu dosiahnuť veľmi presný malý inkrementálny krokový pohyb, zatiaľ čo motory PM vo všeobecnosti nevyžadujú vysokú presnosť riadenia.HB motorydokáže dosiahnuť komplexné a presné požiadavky na riadenie lineárneho pohybu. Motory s permanentným magnetom majú relatívne malý krútiaci moment a objem, vo všeobecnosti nevyžadujú vysokú presnosť riadenia a sú nákladovo ekonomickejšie. Priemyselné odvetvia: textilné stroje, balenie potravín. Z hľadiska presnosti výrobného procesu a riadenia motora,Krokové motory HBsú vyššej triedy ako krokové motory s permanentnými magnetmi.
Krokové motory aj servomotory sú produkty na riadenie pohybu, ale líšia sa výkonom. Krokový motor je diskrétne pohybové zariadenie, ktoré prijíma príkaz a vykoná krok. Krokové motory prevádzajú vstupný impulzný signál na uhlový posun. Keď ovládač krokového motora prijme impulzný signál, poháňa krokový motor tak, aby sa otáčal o pevný uhol v nastavenom smere. Servomotor je servosystém, v ktorom sa elektrické signály prevádzajú na krútiaci moment a rýchlosť na riadenie riadiaceho objektu, ktorý dokáže riadiť rýchlosť a presnosť polohy.
✓ Krokové motory a servomotory sa značne líšia, čo sa týka nízkofrekvenčných charakteristík, momentových frekvenčných charakteristík a preťažiteľnosti:.
Presnosť riadenia: čím viac fáz a radov krokových motorov, tým vyššia je presnosť; presnosť riadenia striedavých servomotorov je zaručená rotačným enkodérom na zadnom konci hriadeľa motora, čím viac mierok enkodéra, tým vyššia je presnosť.
✓ Nízkofrekvenčné charakteristiky: krokové motory sú náchylné na nízkofrekvenčné vibrácie pri nízkych rýchlostiach. Tieto nízkofrekvenčné vibrácie, ktoré sú dané princípom činnosti krokových motorov, negatívne ovplyvňujú normálnu prevádzku stroja a na prekonanie nízkofrekvenčných vibrácií sa vo všeobecnosti používa tlmiaca technológia. Servosystémy AC majú funkciu potlačenia rezonancie, ktorá dokáže pokryť nedostatočnú tuhosť stroja. Prevádzka je veľmi plynulá a ani pri nízkych rýchlostiach nedochádza k žiadnym vibráciám.
✓ Charakteristiky krútiaceho momentu a frekvencie: výstupný krútiaci moment krokových motorov klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou, takže ich maximálna prevádzková rýchlosť je 300 – 600 ot./min.; servomotory môžu dosahovať menovitý krútiaci moment až do menovitých otáčok (zvyčajne 2 000 – 3 000 ot./min.) a nad menovitými otáčkami je výstupný výkon konštantný.
✓ Preťažiteľnosť: krokové motory nie sú odolné voči preťaženiu; servomotory majú silnú odolnosť voči preťaženiu.
✓ Výkon odozvy: krokové motory potrebujú 200 – 400 ms na zrýchlenie z pokojového stavu na prevádzkovú rýchlosť (niekoľko stoviek otáčok za minútu); AC servo má lepší akceleračný výkon a možno ho použiť v riadiacich situáciách vyžadujúcich rýchly štart/zastavenie. Napríklad AC servo Panasonic MASA 400W zrýchli z pokojového stavu na menovitú rýchlosť 3 000 ot./min. za niekoľko milisekúnd.
Prevádzkový výkon: krokové motory sú riadené v otvorenej slučke a sú náchylné na stratu kroku alebo blokovanie, keď je počiatočná frekvencia príliš vysoká alebo je zaťaženie príliš veľké, a na prekročenie, keď je rýchlosť príliš vysoká pri zastavení; AC servo je riadené v uzavretej slučke a ovládač môže priamo vzorkovať signál spätnej väzby z enkodéra motora, takže vo všeobecnosti nedochádza k strate kroku alebo prekročeniu krokového motora a riadiaci výkon je spoľahlivejší.
AC servomotor je lepší ako krokový motor z hľadiska výkonu, ale krokový motor má výhodu nízkej ceny. AC servomotor je lepší ako krokové motory z hľadiska rýchlosti odozvy, preťažiteľnosti a prevádzkového výkonu, ale krokové motory sa používajú v niektorých menej náročných scenároch kvôli ich výhode v pomere cena/výkon. Vďaka použitiu technológie uzavretej slučky môžu krokové motory s uzavretou slučkou poskytnúť vynikajúcu presnosť a účinnosť, čím sa dosahuje časť výkonu servomotorov, ale má aj výhodu nízkej ceny.
Pozrite sa dopredu a načrtnite si vznikajúce oblasti. Aplikácie krokových motorov prešli štrukturálnymi zmenami, pričom tradičný trh dosiahol nasýtenie a objavili sa nové odvetvia. Produkty spoločnosti v oblasti riadiacich motorov a pohonných systémov sú hlboko zakorenené v medicínskych prístrojoch, servisných robotoch, priemyselnej automatizácii, informáciách a komunikácii, bezpečnosti a ďalších rozvíjajúcich sa odvetviach, ktoré tvoria relatívne veľký podiel na celkovom podnikaní a rastú rýchlym tempom. Dopyt po krokových motoroch súvisí s ekonomikou, technológiou, úrovňou priemyselnej automatizácie a úrovňou technického rozvoja samotných krokových motorov. Trh dosiahol nasýtenie v tradičných odvetviach, ako je kancelárska automatizácia, digitálne fotoaparáty a domáce spotrebiče, zatiaľ čo nové odvetvia, ako je 3D tlač, výroba solárnej energie, zdravotnícke zariadenia a automobilové aplikácie, naďalej vznikajú.
| Polia | Špecifické aplikácie |
| Automatizácia kancelárie | Tlačiarne, skenery, kopírky, multifunkčné zariadenia atď. |
| Osvetlenie javiska | Ovládanie smeru svetla, zaostrenie, posun farieb, bodové ovládanie, svetelné efekty atď. |
| Bankovníctvo | Bankomaty, tlač bankoviek, výroba bankových kariet, počítacie stroje na peniaze atď. |
| Lekárske | CT skener, hematologický analyzátor, biochemický analyzátor atď. |
| Priemyselné | Textilné stroje, baliace stroje, roboty, dopravníky, montážne linky, osádzacie stroje atď. |
| Komunikácia | Úprava signálu, umiestnenie mobilnej antény atď. |
| Bezpečnosť | Ovládanie pohybu pre bezpečnostné kamery. |
| Automobilový priemysel | Ovládanie olejového/plynového ventilu, systém ľahkého riadenia. |
Rozvíjajúci sa priemysel 1: 3D tlač naďalej dosahuje prelomy v oblasti technológií výskumu a vývoja a rozširuje aplikačné scenáre v downstreamových odvetviach, pričom domáce a medzinárodné trhy rastú tempom približne 30 %. 3D tlač je založená na digitálnych modeloch, pričom sa materiály vrstvia po vrstve ukladajú a vytvárajú sa fyzické objekty. Motor je dôležitou súčasťou pohonu 3D tlačiarne a presnosť motora ovplyvňuje účinok 3D tlače, vo všeobecnosti ide o 3D tlač pomocou krokových motorov. V roku 2019 dosiahol globálny objem 3D tlačiarenského priemyslu 12 miliárd dolárov, čo predstavuje medziročný nárast o 30 %.
Rozvíjajúci sa priemysel 2: Mobilné roboty sú riadené počítačom a majú funkcie ako pohyb, automatická navigácia, multisenzorové riadenie, interakcia so sieťou atď. Najdôležitejším využitím v praktickej výrobe je manipulácia s vysokým stupňom neštandardizácie.
V pohonnom module mobilných robotov sa používajú krokové motory a hlavná pohonná konštrukcia je zostavená z hnacích motorov a redukčných prevodoviek. Hoci domáci priemysel s priemyselnými robotmi začal v porovnaní so zahraničím neskoro, v oblasti mobilných robotov je pred zahraničím. V súčasnosti sa hlavné komponenty mobilných robotov vyrábajú prevažne v domácom prostredí a domáce podniky v podstate dosiahli požiadavky na presnosť vo všetkých aspektoch a existuje menej zahraničných konkurenčných podnikov.
Veľkosť čínskeho trhu s mobilnými robotmi dosiahne v roku 2019 približne 6,2 miliardy dolárov, čo predstavuje medziročný nárast o 45 %. Medzinárodné uvedenie profesionálnych čistiacich robotov na trh s výrazným zvýšením účinnosti čistenia. Uvedenie „druhého robota“ na trh v roku 2018 nasleduje po uvedení humanoidného robota na trh. „Druhý robot“ je inteligentný komerčný vysávací robot s viacerými senzormi na detekciu prekážok, schodov a ľudského pohybu. Na jedno nabitie dokáže bežať tri hodiny a upratať až 1 500 metrov štvorcových. „Druhý robot“ dokáže nahradiť väčšinu dennej pracovnej záťaže upratovacieho personálu a môže zvýšiť frekvenciu vysávania a čistenia popri existujúcej upratovacej práci.
Rozvíjajúci sa priemysel 3: So zavedením 5G sa zvyšuje počet antén pre komunikačné základňové stanice a zvyšuje sa aj počet potrebných motorov. Vo všeobecnosti sú pre bežné komunikačné základňové stanice potrebné 3 antény, pre základňové stanice 4G 4 – 6 antén a pre aplikácie 5G sa ďalej zvyšuje počet základňových staníc a antén, pretože musia pokryť tradičnú komunikáciu s mobilnými telefónmi a komunikačné aplikácie IoT. Produkty riadiacich motorov s komponentmi prevodovky sa stávajú bežným vývojom na mieru pre anténne zariadenia základňových staníc. Pre každú anténu ESC sa používa jeden riadiaci motor s prevodovkou.
Počet základňových staníc 4G sa v roku 2019 zvýšil o 1,72 milióna a očakáva sa, že výstavba 5G otvorí nový cyklus. V roku 2019 dosiahol počet základňových staníc mobilných telefónov v Číne 8,41 milióna, z čoho 5,44 milióna boli základňové stanice 4G, čo predstavuje 65 %. V roku 2019 sa počet nových základňových staníc 4G zvýšil o 1,72 milióna, čo je najviac od roku 2015, najmä v dôsledku 1) rozšírenia siete s cieľom pokryť slepé miesta vo vidieckych oblastiach. 2) Kapacita základnej siete bude modernizovaná, aby sa položili základy pre výstavbu siete 5G. Komerčná licencia 5G v Číne bude vydaná v júni 2019 a do mája 2020 bude v celej krajine otvorených viac ako 250 000 základňových staníc 5G.
Rozvíjajúci sa priemysel 5: Zdravotnícke pomôcky sú jedným z hlavných scenárov použitia krokových motorov a sú jedným zo segmentov, v ktorých sa spoločnosť Vic-Tech hlboko angažuje. Od kovu po plast, zdravotnícke pomôcky vyžadujú pri svojej výrobe vysokú úroveň presnosti. Mnoho výrobcov zdravotníckych pomôcok používa servomotory na splnenie požiadaviek na presnosť, ale keďže krokové motory sú úspornejšie a menšie ako servomotory a presnosť môže spĺňať niektoré zdravotnícke pomôcky, krokové motory sa používajú v priemysle výroby zdravotníckych pomôcok a dokonca nahrádzajú niektoré servomotory.
Čas uverejnenia: 19. mája 2023