Nema 23 Krokový Motor s Uzavřenou Smyčkou a Enkodérem 4.2A 3Nm

NEMA 23 krokový motor s uzavřenou smyčkou a optickým enkodérem

Tento krokový motor kombinuje osvědčenou konstrukci NEMA 23 s integrovaným optickým enkodérem o rozlišení 1000 pulzů na otáčku (4000CPR v kvadraturním režimu). Díky tomu umožňuje provoz v uzavřené smyčce (closed loop), kdy řídící jednotka neustále sleduje skutečnou polohu hřídele a kompenzuje případné odchylky. Motor poskytuje kroutící moment 3Nm při jmenovitém proudu 4.2A na fázi.

Princip uzavřené smyčky spočívá v tom, že enkodér průběžně hlásí aktuální pozici zpět do driveru. Pokud dojde ke ztrátě kroku – například při nárazu nástroje do materiálu nebo při překročení zátěže – driver okamžitě detekuje rozdíl mezi požadovanou a skutečnou polohou a provede korekci. U klasického open loop systému by se tato chyba kumulovala a vedla k nepřesnému obrábění.

Hlavní výhody closed loop řízení

• Eliminace ztráty kroků i při náhlých změnách zátěže nebo mechanických kolizích
• Vyšší využitelný moment – motor lze provozovat blíže jeho limitům bez rizika ztráty synchronizace
• Tišší chod při nízkých rychlostech díky aktivní regulaci proudu
• Možnost detekce zaseknutí a automatického zastavení stroje

Ve srovnání s běžnými krokovými motory bez zpětné vazby nabízí closed loop verze významně vyšší spolehlivost v náročných aplikacích. Oproti servo pohonům zůstává cenově dostupnější a nevyžaduje složité nastavování PID regulátorů – většina closed loop driverů má přednastavené parametry pro okamžité použití.

Typické použití

• CNC frézy a gravírovací stroje střední velikosti, kde ztráta kroku znamená zničený obrobek
• Plazmové a laserové řezačky vyžadující přesné polohování i při vibracích
• Upgrady stávajících 3D tiskáren a CNC strojů z open loop na closed loop
• Automatizační a robotické aplikace s proměnlivou zátěží
• Polohovací systémy pro kamery, teleskopy a laboratorní přístroje

Motor je vhodný pro konstruktéry, kteří staví vlastní CNC stroje na bázi platforem jako PrintNC, MPCNC nebo Root CNC, stejně jako pro provozovatele komerčních strojů hledající spolehlivou náhradu původních pohonů. Rozměry NEMA 23 (příruba 57×57mm) zajišťují kompatibilitu s běžnými montážními držáky.

Integrovaný enkodér – kompatibilita a zapojení

Optický inkrementální enkodér pracuje s napájecím napětím 4–5V a poskytuje diferenciální výstup pro odolnost proti rušení. Rozlišení 1000PPR (pulzů na otáčku) odpovídá 4000 pozicím na otáčku při využití obou hran obou kanálů (A a B).

• Napájecí napětí enkodéru: 4–5V DC (typicky z driveru)
• Výstupní signál: 2 kanály (A, B) s diferenciálním výstupem
• Maximální výstupní frekvence: 60kHz
• Délka kabelu: 300mm s možností prodloužení

Motor spolupracuje s closed loop drivery řady CL57T, CL57Y nebo podobnými od různých výrobců. Pro připojení k řídicím systémům jako Mach3, LinuxCNC, GRBL nebo Klipper je potřeba pouze standardní step/dir signál – driver se o uzavřenou smyčku stará interně. Kabel motoru i enkodéru lze prodloužit pomocí prodlužovacích sad pro instalace, kde je driver umístěn dále od motoru.

 

Příruba:		NEMA 23
Typ motoru:		Bipolární
Rozměry motoru:		57 x 57 x 135mm
Proud/fáze:		4.2A
Kroutící moment:		3Nm
Úhel kroku:		1.8°
Odpor vinutí:		0.82Ω
Indukčnost:		3.6mH ± 20%(1KHz)
Průměr hřídele:		8mm
Délka hřídele:		21mm
Délka kabelů:		300mm
Hmotnost:		1030g

Typ kodéru:		Optický přírůstkový
Napájecí napětí:		4V ~ 5V
Výstupní napětí:		4.5V ~ 5V
Výstupní proud:		100mA
Rozlišení:		1000PPR
Výstupní signál:		2 kanály
Výstupní frekvence:		≤60kHz

1	2	3	4
A+	A-	B+	B-

1	2	3	11	12	13
EA+	VCC	GND	EB+	EB-	EA-

 

 

 

Často kladené dotazy

Jaký driver potřebuji pro tento closed loop motor?

Motor vyžaduje closed loop driver kompatibilní s enkodérem 1000PPR a diferenciálním výstupem. Doporučené jsou drivery CL57T (V4.1), CL57Y nebo CL42T od StepperOnline. Driver musí podporovat napájecí napětí 24–50V DC a proud minimálně 4.2A na fázi. Běžné open loop drivery jako DM542 nebo TB6600 nelze použít – neumí zpracovat signál z enkodéru.

Mohu tento motor použít jako náhradu za běžný NEMA 23 bez enkodéru?

Ano, montážní rozměry příruby (57×57mm) i hřídele (průměr 8mm, délka 21mm) jsou identické s běžnými NEMA 23 motory. Enkodér na zadní straně motor prodlužuje, takže ověřte, zda máte dostatek prostoru. Při výměně za motor bez enkodéru získáte closed loop funkce, ale musíte vyměnit i driver.

Jaké napájení je potřeba pro motor s tímto výkonem?

Pro optimální výkon doporučujeme napájecí zdroj 36–48V DC s výkonem alespoň 200W na jednu osu. Pro víceosé stroje počítejte s násobkem podle počtu motorů. Zdroje řady Mean Well LRS-350-36 nebo S-350-48 jsou osvědčenou volbou. Enkodér je napájen přímo z driveru, nepotřebuje samostatný zdroj.

Jak se liší 1000PPR enkodér od verzí s vyšším rozlišením?

Rozlišení 1000PPR (4000CPR v kvadraturním režimu) je dostatečné pro většinu CNC a 3D tisk aplikací. Vyšší rozlišení (např. 2500PPR) přináší jemnější zpětnou vazbu, ale vyžaduje rychlejší zpracování signálu. Pro běžné hobby a poloprofesionální stroje je 1000PPR optimální kompromis mezi přesností a kompatibilitou s dostupnými drivery.

Jak zapojím enkodér k driveru?

Enkodér má 6 vodičů: EA+ a EA- (kanál A), EB+ a EB- (kanál B), VCC (napájení 5V) a GND (zem). Zapojení je standardizované a odpovídá konektorům na doporučených driverech. Kabel má délku 300mm; při potřebě delšího vedení použijte stíněný prodlužovací kabel, abyste minimalizovali rušení signálu.

Lze motor použít s Mach3, LinuxCNC nebo GRBL?

Ano, closed loop driver přijímá standardní step/dir signály jako jakýkoli běžný krokový driver. Řídicí software (Mach3, LinuxCNC, GRBL, Klipper) nepozná rozdíl – uzavřená smyčka funguje interně v driveru. Výhodou je, že při ztrátě kroku driver problém vyřeší sám, případně vyšle alarm signál do řídicího systému.