} });

Princip krokových motorů a jejich využití

Co je krokový motory?

Krokový motor se řadí mezi elektromotory, které mají rozdělenou jednu celou otáčku do několika kroků. Mají více cívek, které jsou organizovány ve skupinách nazývaných „fáze“. Postupným připojováním každé fáze se motor otáčí – krok za krokem. Jedná se o přesně definované kroky.

Krokové motory jsou oblíbené hlavně díky spolehlivosti, hospodárnosti – nejsou drahý a ani jejich údržba není finančně náročná. A taky proto, že dokážou dosáhnout poměrně velmi přesného polohování spolu s regulací rychlosti. To jsou hlavní důvody, proč se krokové motory ujaly v průmyslovém odvětví i jako součást přístrojů, které najdete běžně v domácnostech. Vzhledem k tomu, že krokové motory se pohybují v přesně opakovatelných krocích, jsou ideální pro přístroje, které vyžadují přesné polohování - klasické tiskárny, 3D tiskárny, různé CNC stroje atd.

Kde všude ho najdete?

Krokové motory se používají pro různé přístroje, kde je důležité přesné řízení pohybu (například polohování hlavy u inkoustové tiskárny). Najdete je u přístrojů z oblasti optiky a laserů, ale i třeba v přístrojích zaměřených na balení produktů, plochých skenerů, hracích automatů nebo třeba CD mechaniky. Krokové motory pohání i objektivy fotoaparátů, 3D tiskárny nebo inteligentní osvětlení. Další oblast, která se neobejde bez krokových motorů je průmyslové odvětví zabývající se robotikou, kosmonautikou, ale najdete je i ve zdravotnických přístrojích. 

Pokud se řadíte mezi domácí kutily, a právě přemýšlíte nad tím, který krokový motor by byl nejvhodnější pro váš přístroj, bude vás zajímat článek, kde jsme se rozepsali o tom, jak vybrat správný krokový motor. Článek na vás čeká tady.  

Standardní stejnosměrný elektromotor vs. krokový motor

Klasické stejnosměrné motory nemají při nízkých otáčkách příliš velký krouticí moment. Naproti tomu krokové motory mají maximální točivý moment při nízkých rychlostech, takže budou skvělou volbou pro přístroje vyžadující nízkou rychlost s vysokou přesností. 

Hlavní rozdíl je v tom, že běžný stejnosměrný elektromotor, který je pod napětím, se stále otáčí. Naopak krokový motor, i když je k němu přiváděné napětí, dokáže udržet stejnou polohu. Elektromotory fungují na principu působení magnetického pole. Pokud je do nich přiváděn elektrický proud, začne se generovat točivý moment, který je přenášený na konkrétní přístroj (třeba vysavač nebo výtah). Elektromotory jsou poměrně hodně rozšířené u přístrojů, které vyžadují nepřetržitý pohyb. Jejich nevýhoda je, že se nemůžou zastavit v konkrétní poloze (pokud k nim není přidaný senzor a pokročilejší řídící obvod). 

Dalším rozdílem je, že u klasických stejnosměrných motorů dochází k tomu, že se vnitřní cívky otáčejí, zatímco vnější magnety zůstávají statické. U krokového motoru je tomu naopak - vnitřní magnety se otáčejí a vnější cívky zůstávají statické.

Aby vám krokový motor šlapal, jak má, budete k němu potřebovat dvě další základní součástky:

  • řadič neboli elektronická řídicí jednotka – jde o mozek, který řídí přístroj pomocí řídících signálů
  • driver neboli budič - jde o modul určený pro generování pulzů, které poté následně budí v přesném pořadí jednotlivá vinutí statoru krokového motoru

Řídící obvod udává frekvenci, pořadí a délku impulsů. Tohle poté ovlivňuje počet, smysl otáček rotoru a v neposlední řadě i točivý moment stroje.

Jaké mají krokové motory výhody, a naopak jaké omezení?

Už z výčtu možnosti využití krokových motorů, je zřejmé, že se jedná o často využívanou součástku, bez které by se neobešla spousta zařízení. Ale přesto i krokové motory mají nějaké nevýhody, kvůli kterým se upřednostní do některých přístrojů 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 motorů

  • Pasivní točivé krokové motory (v anglickém jazyce: Variable Reluctance Motors - zkratka: VR nebo VRM)
  • Aktivní točivé krokové motory (v anglickém jazyce: Permanent Magnet - zkratka: PM)
  • Hybridní točivé krokové motory (v anglickém jazyce: Hybrid - zkratka: HB)
  • Lineární krokové motory (v anglickém jazyce: Linear stepper motors - zkratka: LSM)