Как выбрать электромагнитный поворотный привод?
Выбор поворотного соленоида зависит от шести критериев: угла, крутящего момента, напряжения, коэффициента заполнения, типа крепления и защиты от воздействия окружающей среды.
1. Угол поворота соленоида
Доступные углы поворота варьируются от 30° до 90°. Выберите вариант, соответствующий желаемому угловому перемещению, создаваемому механизмом, приводимым в действие соленоидом. Для нестандартных углов (например, 45°, 75°) обратитесь к производителю.
2. Требуемый крутящий момент вращения соленоида.
В технических характеристиках соленоида обычно указывается значение крутящего момента, создаваемого при заданном угле. Определите момент нагрузки, учитывая трение, инерцию и силы пружины. Добавьте запас прочности 30-50%. Типичный крутящий момент составляет 0.1-5+ Нм. Крутящий момент уменьшается по мере приближения соленоида к конечной точке вращения.
3. Напряжение и мощность
К распространенным значениям постоянного напряжения относятся 6, 12, 24, 48, 110 вольт. Выберите значение, соответствующее требованиям вашего применения. Более высокое напряжение приводит к более быстрому отклику, увеличению потерь и нагреву. Для устройств с батарейным питанием требуется 12 В или 24 В и импульсный режим работы для экономии энергии. Проанализируйте пусковой и удерживающий ток соленоидов, поскольку некоторые из них снижают потребление энергии после вращения.
4. Рабочий цикл соленоидного ротора
Прерывистый рабочий цикл до 25% позволяет генерировать максимальный крутящий момент без перегрева. Непрерывный рабочий цикл означает снижение крутящего момента. Формула выглядит следующим образом: (время работы/время) * 100%. Для высокой частоты циклов в минуту (более 100) выбирайте соленоиды с прерывистым рабочим циклом ниже 25%.
5. Направление вращения соленоида
Здесь есть два варианта: однонаправленный (фиксированное вращение по часовой стрелке или против часовой стрелки) или двунаправленный (зависит от полярности или катушки).
6. Условия окружающей среды и жизнь
Нормальный диапазон рабочих температур составляет 0-40°C, в то время как высокотемпературные устройства работают при температурах до 120°C. Степень защиты IP варьируется от IP40 (чистые условия внутри помещений) до IP65 (пыленепроницаемость и защита от струй воды) и IP67 (полное погружение). Механический ресурс превышает 10, 25 или даже 50 миллионов циклов.
7. Монтаж и размеры
Изучите необходимые варианты крепления (например, кронштейн), диаметр вала и габариты. Запросите технические характеристики с зависимостью крутящего момента от угла поворота и временем отклика, а также протестируйте образцы под реальными нагрузками и количеством циклов в минуту. В случае применения в условиях высокой частоты циклов учитывайте перенапряжение, но будьте готовы контролировать повышение температуры.
Как выбрать между соленоидным роторным двигателем и шаговым двигателем
Главный вопрос, который поможет вам выбрать между соленоидным поворотным двигателем и шаговым двигателем, заключается в следующем: нужно ли вам удерживать положение без подачи питания или необходимо точно останавливаться в разных точках на протяжении всего полного оборота?
Краткий ответ:
Если вам необходимо очень точно позиционировать объект в нескольких точках при его непрерывном вращении, например, роботизированную руку, ось 3D-принтера или механизм панорамирования и наклона камеры, выбирайте шаговый двигатель.
Если вам необходимо простое, сверхбыстрое «переключение» между двумя фиксированными углами, например, для сортировочных ворот, замкового механизма или жалюзи, выберите поворотный соленоид.
В таблице ниже приведено сравнение их основных различий.
| Характеристика | Шаговые приводы | Соленоидный поворотный |
|---|---|---|
| Тип движения | Непрерывное вращение (360°+) или с точными шагами. | Ограниченные колебания (обычно 30°–90°) между двумя положениями. |
| Точность позиционирования | Чрезвычайно точное управление с разомкнутым контуром; возможность остановки в сотнях положений за один оборот. | Только два фиксированных положения (например, «открыто» и «закрыто»). |
| Власть и удержание | Для удержания положения (удерживающего момента) требуется постоянное питание. | Бистабильный: Надежно удерживает положение с помощью нулевая мощность (магнитная защелка) |
| Скорость | Умеренная скорость; скорость зависит от нагрузки и водителя. | Чрезвычайно быстрая (время переключения < 10 мс) |
| Управление | Требуется драйвер и последовательные импульсы (2-4 провода). | Всё просто: для изменения состояния достаточно поменять полярность постоянного тока (2 провода). |
| Продолжительность жизни | Высокий, ограничен подшипниками. | Очень высокая производительность (более 100 миллионов циклов); щетки отсутствуют. |
Как выбрать: полезное руководство
Для выбора сравните преимущества привода с потребностями вашего проекта.
Если вы хотите использовать шаговый двигатель,
Вам нужно удерживать позицию, борясь с силой. При подаче мощности «удерживающий момент» шагового двигателя удерживает его на месте.
Вам нужно более одной точки остановки. Шаговые двигатели отлично подходят для выполнения отдельных и повторяющихся операций, например, перемещения портала станка с ЧПУ или позиционирования антенны. Вам необходимо постоянно вращаться. Шаговый двигатель — лучший выбор для любой работы, требующей полного вращения на 360° и более.
Если вам нужен бистабильный поворотный соленоид,
Ваше приложение работает от батареек или чувствительно к нагреву. Оно потребляет энергию только при изменении состояния, поэтому практически не расходует её, удерживая заданное положение. Вам необходимо «мгновенно быстрое» переключение. Шаговый двигатель не справится, если вам нужно переместить ворота или переключатель менее чем за 10 миллисекунд. Вам нужен простой поворотный механизм включения/выключения. Соленоиды — гораздо более простой и надежный способ управления электронными замками, жалюзи или сортировочными заслонками, чем полноценный контроллер двигателя.
💡 Краткое замечание о «моменте удержания»
Можно подумать, что «удерживающий момент» шагового двигателя работает как защелка соленоида. Но для удержания этого момента шаговому двигателю необходим постоянный источник электроэнергии, что приводит к выделению тепла и разрядке батарей. Бистабильный соленоид использует магниты для физической фиксации, поэтому ему не требуется большое количество электроэнергии для удержания в заданном положении.
