Silnik krokowy to rodzaj silnika elektrycznego, który wykonuje ruch obrotowy w precyzyjnie określonych krokach. W niniejszym artykule wyjaśnimy, czym jest silnik krokowy, jak działa i jakie ma zastosowania. Przybliżymy również budowę i zasadę funkcjonowania silniczka krokowego stosowanego w samochodach do regulacji obrotów biegu jałowego. Dowiesz się, jakie są objawy uszkodzenia silniczka oraz jak naprawić tego typu usterkę. Zapraszam do lektury, aby poznać tajniki działania tych interesujących urządzeń.
Budowa i zasada działania silnika krokowego
Silnik krokowy składa się z wirnika i stojana, które mają uzwojenia elektryczne. Wirnik jest częścią ruchomą silnika, która obraca się wokół osi. Stojan jest częścią stałą, która otacza wirnik i ma kilka biegunów, które są naprzemiennie zasilane prądem. Gdy jeden z biegunów stojana jest zasilony, wirnik ustawia się tak, aby jego biegun był naprzeciwko. Gdy kolejny biegun stojana jest zasilany, wirnik obraca się o pewien kąt, aby się do niego dopasować. W ten sposób, zmieniając kolejność zasilania biegunów stojana, można kontrolować kierunek i kąt obrotu wirnika.
Każdy taki obrót wirnika o określony kąt nazywamy krokiem. Liczba kroków potrzebnych do wykonania pełnego obrotu zależy od liczby biegunów stojana i wirnika oraz od sposobu sterowania silnikiem. Zwykle wynosi ona od 12 do 400 kroków na obrót.
Zastosowanie i zalety silników krokowych
Silnik krokowy służy do precyzyjnego sterowania ruchem obrotowym w różnych urządzeniach. Można nim regulować położenie, prędkość, kierunek i moment obrotowy. Silnik krokowy ma wiele zalet:
- prostota budowy i obsługi
- niezawodność i trwałość
- dokładność i powtarzalność ruchu
- możliwość pracy bez sprzężenia zwrotnego
Silnik krokowy jest idealny do zastosowań, w których wymagana jest duża precyzja i kontrola ruchu, np. w robotyce, automatyce, CNC, drukarkach 3D i wielu innych.
Sterowanie pracą silnika krokowego
Aby silnik krokowy mógł pracować, musi być odpowiednio sterowany i zasilany. Do sterowania służą specjalne układy elektroniczne, nazywane sterownikami krokowymi. Ich zadaniem jest dostarczanie impulsów prądowych o odpowiedniej sekwencji do poszczególnych uzwojeń silnika.
Sterowniki krokowe mogą pracować w różnych trybach, co pozwala na uzyskanie pełnej, półkrokowej lub mikrokrokowej rozdzielczości ruchu. Częstotliwość impulsów sterujących decyduje o prędkości obrotowej wirnika. Zmieniając kolejność impulsów, można też zmieniać kierunek wirowania.
Parametry pracy silnika krokowego
Do najważniejszych parametrów pracy silnika krokowego należą:
| prędkość obrotowa | moment obrotowy |
| rozdzielczość kątowa | dokładność pozycjonowania |
Wszystkie te wielkości można precyzyjnie kontrolować dzięki sterowaniu elektronicznemu.
Czytaj więcej: Czy kabriolet nadaje się do jazdy zimą? - Poradnik Użytkownika.
Zastosowanie silników krokowych w przemyśle
Silniki krokowe są szeroko stosowane w automatyce przemysłowej i urządzeniach precyzyjnych. Oto kilka przykładów:
- Roboty przemysłowe - ramiona, przekładnie, chwytaki sterowane silnikami krokowymi
- Obrabiarki CNC - frezarki, tokarki, gdzie silniki krokowe kontrolują położenie narzędzi
- Drukarki 3D - silniki krokowe poruszają głowicą drukującą
- Kamery cyfrowe - regulacja ostrości i zoomu za pomocą silników krokowych
- Spektrometry, chromatografy - do precyzyjnego pozycjonowania detektorów i siatek dyfrakcyjnych
Silniki krokowe zapewniają precyzję, powtarzalność i niezawodność pracy urządzeń automatycznych. Dzięki nim możliwa jest pełna kontrola i programowanie ruchu obrotowego w przemyśle.
Silniczek krokowy w układzie dolotowym silnika
Silniczek krokowy jest częścią układu dolotowego silnika benzynowego, który służy do regulacji przepływu powietrza do silnika na biegu jałowym. Silniczek krokowy otrzymuje impulsy elektryczne od elektronicznego modułu sterującego (ECM), który dostosowuje ilość powietrza w zależności od temperatury, obrotów i ciśnienia silnika.
Dokładna regulacja dolotu powietrza pozwala utrzymać stabilne obroty biegu jałowego i zmniejszyć emisję spalin. Silniczek krokowy może być również używany do sterowania położeniem wałka rozrządu lub przepustnicy.
Uszkodzenia silniczka krokowego - objawy
Uszkodzenie silniczka krokowego objawia się zazwyczaj problemami z utrzymaniem stabilnych obrotów biegu jałowego. Typowe objawy to:
Awaria silniczka krokowego może także spowodować kontrolkę check engine. Aby ją zdiagnozować, należy użyć specjalnego skanera OBD podłączonego do gniazda diagnostycznego w samochodzie.
Silnik krokowy a inne silniki elektryczne
W odróżnieniu od tradycyjnych silników prądu stałego czy indukcyjnych silników prądu przemiennego, silnik krokowy cechuje się bardzo precyzyjnym i łatwo programowalnym ruchem obrotowym. Nie wymaga też dodatkowych czujników położenia, co upraszcza jego zastosowanie w układach automatyki.
Wadą silników krokowych jest mniejsza sprawność i ograniczona prędkość oraz moment obrotowy w porównaniu np. z silnikami BLDC. Dlatego znajdują one zastosowanie głównie w precyzyjnych napędach pozycjonujących, a nie jako główne silniki napędowe.
Kolejną zaletą silników krokowych jest ich niewielki rozmiar i masa, co ułatwia budowę kompaktowych urządzeń automatyki, na przykład małych robotów.
Podsumowanie
Silnik krokowy to specyficzny rodzaj silnika elektrycznego, który zamienia impulsy elektryczne na precyzyjny ruch obrotowy wykonywany małymi krokami. Budowę silnika krokowego stanowią wirnik i stojany z uzwojeniami, które są naprzemiennie zasilane prądem. Sterowanie impulsami pozwala kontrolować kąt obrotu, prędkość i moment obrotowy. Silniki krokowe cechują się dużą dokładnością ruchu i powtarzalnością, przez co znajdują szerokie zastosowanie w automatyce, robotyce, urządzeniach precyzyjnych i w wielu innych dziedzinach.
W motoryzacji miniaturowe silniki krokowe, zwane silniczkami krokowymi, służą do regulacji obrotów biegu jałowego w silnikach spalinowych. Ich awaria objawia się problemami z pracą silnika na biegu jałowym. Silniki krokowe stanowią ciekawą i perspektywiczną technologię napędową o szerokich możliwościach zastosowań.
Tagi
Udostępnij artykuł
