تلعب المحركات المتدرجة دورًا مهمًا في العديد من تطبيقات الروبوتات والأتمتة والتحكم الدقيق. وهي مثالية لمهام تحديد المواقع حيث يمكنها توفير حركات دقيقة وقابلة للتكرار. ومع ذلك، عند اختيار محرك متدرج، فإن الحجم هو عامل حاسم. يتأثر عزم دوران المحرك المتدرج وسرعته وأدائه العام بحجمه.
يستكشف هذا الدليل الشامل أحجام المحركات المتدرجة وتصنيفاتها وكيفية تحديد الحجم المناسب للتطبيقات المختلفة.
أحجام المحركات المتدرجة
تأتي محركات السائر بأحجام مختلفة، والتي تشير إلى الأبعاد المادية للمحرك، وفي المقام الأول حجم الإطار وطول الجسم. وعادةً ما يتم تحديد حجم الإطار وفقًا لإرشادات NEMA (رابطة مصنعي الأجهزة الكهربائية الوطنية). تساعد هذه الأحجام القياسية في ضمان ملاءمة المحركات من مختلف الشركات المصنعة لمواصفات التركيب المحددة.
الأحجام الشائعة لإطارات المحركات المتدرجة
| حجم NEMA | أبعاد الإطار (بوصة) | نطاق العزم النموذجي (أوقية-إنش) | التطبيقات |
| NEMA 8 | 0.79 × 0.79 | 1–5 | الأجهزة المصغرة، الروبوتات الصغيرة |
| NEMA 11 | 1.1 × 1.1 | 5–15 | الطابعات ثلاثية الأبعاد، الآليات المدمجة |
| NEMA 14 | 1.4 × 1.4 | 10–20 | الأجهزة الطبية، الأتمتة الخفيفة |
| NEMA 17 | 1.7 × 1.7 | 20–60 | آلات CNC، الطابعات ثلاثية الأبعاد، الأتمتة العامة |
| NEMA 23 | 2.3 × 2.3 | 100–200 | الآلات الصناعية، الروبوتات |
| NEMA 34 | 3.4 × 3.4 | 300–1000 | آلات CNC الثقيلة، الأتمتة الصناعية |
| NEMA 42 | 4.2 × 4.2 | 1000+ | الآلات الكبيرة، أنظمة النقل |
فهم تصنيفات NEMA
يحدد حجم NEMA أبعاد اللوحة الأمامية للمحرك بالبوصة. على سبيل المثال، يبلغ حجم اللوحة الأمامية لمحرك NEMA 17 1.7 بوصة على كل جانب. وبينما يوفر حجم الإطار فكرة عامة عن مساحة المحرك، فإن طول الجسم، الذي يختلف داخل كل حجم إطار، يحدد عزم دوران المحرك وقوته.
كيف يؤثر حجم المحرك الخطوي على الأداء؟
يؤثر حجم المحرك المتدرج على عزم الدوران والسرعة وقدرات تبديد الحرارة. فيما يلي كيفية تأثير الأحجام المختلفة على الأداء:
عزم الدوران
تنتج المحركات ذات السائر الأكبر حجمًا عزم دوران أعلى عادةً. وذلك لأنها تحتوي على أجزاء ثابتة ودوارة أكبر، مما يسمح بقوة مغناطيسية أكبر وعدد أكبر من اللفات. يؤثر طول الجسم أيضًا على عزم الدوران، حيث يمكن للمحرك الأطول ضمن نفس حجم الإطار أن يستوعب المزيد من اللفات وينتج تدفقًا مغناطيسيًا أكبر.
سرعة
يؤثر حجم المحرك أيضًا على قدرات السرعة. المحركات ذات السائر الأصغر حجمًا، مثل NEMA 8 أو NEMA 11، مناسبة تمامًا للتطبيقات التي تتطلب حركات سريعة وقصيرة. ومع ذلك، قد لا تحافظ على عزم الدوران عند السرعات العالية. يمكن للمحركات الأكبر حجمًا، مثل NEMA 23 أو NEMA 34، الحفاظ على عزم دوران أعلى عند السرعات المنخفضة، وهو أمر مثالي للتطبيقات التي تتطلب حركات عالية الطاقة وخاضعة للتحكم.
تبديد الحرارة
نظرًا لمساحة سطحها الأكبر، قد تعمل المحركات الأكبر حجمًا على تشتيت الحرارة بكفاءة أكبر. وهذا يسمح لها بالعمل بمستويات تيار أعلى دون ارتفاع درجة حرارتها، مقارنة بالمحركات الأصغر حجمًا التي قد تتطلب آليات تبريد إضافية عند تشغيلها بقوة عالية.
الأحجام الشائعة للمحركات الخطوية وتطبيقاتها
NEMA 8 وNEMA 11
تُستخدم هذه المحركات الصغيرة غالبًا في الأجهزة التي تكون المساحة فيها محدودة. غالبًا ما توجد محركات السائر NEMA 8 في الأجهزة المصغرة والأجهزة الدقيقة، بينما تعد محركات NEMA 11 شائعة في الأنظمة المدمجة مثل الطابعات ثلاثية الأبعاد الصغيرة والأذرع الروبوتية خفيفة الوزن.
NEMA 14
توفر محركات NEMA 14 مزيجًا جيدًا من عزم الدوران المناسب والحجم الصغير. تُستخدم عادةً في مهام الأتمتة الخفيفة، وآلات CNC الصغيرة، والأجهزة الطبية.
جدول مقارنة عزم الدوران والحجم:
| حجم NEMA | حجم الإطار (بوصة) | العزم (أوقية-إنش) | التطبيق |
| 8 | 0.79 × 0.79 | 1–5 | الروبوتات الدقيقة |
| 11 | 1.1 × 1.1 | 5–15 | الطابعات ثلاثية الأبعاد، الروبوتات المدمجة |
| 14 | 1.4 × 1.4 | 10–20 | الأجهزة الطبية |
NEMA 17
تُعد محركات NEMA 17 من بين المحركات المتدرجة الأكثر استخدامًا، حيث إنها تحقق توازنًا ممتازًا بين الحجم والقوة. تُستخدم عادةً في الطابعات ثلاثية الأبعاد والروبوتات العامة وآلات CNC الأصغر حجمًا. مع عزم دوران يتراوح عادةً من 20 إلى 60 أونصة بوصة، توفر محركات NEMA 17 طاقة كافية لمجموعة متنوعة من المهام الدقيقة.
NEMA 23
بالنسبة للتطبيقات الصناعية وشبه المهنية، توفر محركات NEMA 23 عزم الدوران والموثوقية اللازمين. غالبًا ما توجد هذه المحركات في الطابعات الصناعية ثلاثية الأبعاد، وآلات CNC الأكبر حجمًا، وأنظمة التشغيل الآلي. يتراوح نطاق عزم الدوران بين 100 إلى 200 أونصة، مما يجعلها مناسبة للمهام التي تتطلب المزيد من القوة والاستقرار.
جدول مقارنة الأداء لـ NEMA 17 مقابل NEMA 23:
| الجانب | NEMA 17 | NEMA 23 |
| أبعاد الإطار | 1.7 × 1.7 بوصة | 2.3 × 2.3 بوصة |
| العزم | 20–60 أوقية-إنش | 100–200 أوقية-إنش |
| التطبيقات النموذجية | الطابعات ثلاثية الأبعاد، ماكينات CNC الخفيفة | ماكينات CNC الصناعية، الروبوتات |
NEMA 34 وNEMA 42
بالنسبة للتطبيقات الصناعية الشاقة، هناك حاجة إلى محركات أكبر مثل NEMA 34 وNEMA 42. توفر هذه المحركات عزم دوران مرتفع، غالبًا ما يتجاوز 1000 أونصة بوصة. وهي مناسبة للتطبيقات مثل ماكينات الطحن CNC واسعة النطاق وأنظمة النقل ومهام الأتمتة الصناعية الأخرى.
منتجات جيان المميزة
اختيار حجم المحرك الخطوي المناسب
متطلبات التقديم
يكمن مفتاح اختيار حجم المحرك المتدرج المناسب في فهم المتطلبات المحددة للتطبيق. وفيما يلي بعض العوامل التي يجب مراعاتها:
- عزم الحمل: احسب مقدار عزم الدوران المطلوب لنقل الحمل بكفاءة. سيساعدك هذا في اختيار حجم الإطار وطول الجسم الصحيحين.
- متطلبات السرعة: تأكد من أن المحرك قادر على توفير عزم دوران كافٍ بسرعة التشغيل المطلوبة للتطبيق.
- قيود المساحة: إذا كانت المساحة محدودة، فاختر محركًا صغيرًا مثل NEMA 8 أو NEMA 11.
- الإدارة الحرارية: ضع في اعتبارك قدرة المحرك على تبديد الحرارة، وخاصة للتطبيقات المستمرة أو عالية الطاقة.
أمثلة على سيناريوهات التطبيق
| التطبيق | حجم المحرك الموصى به | السبب |
| بثق الطابعة ثلاثية الأبعاد | NEMA 17 | توازن بين العزم والحجم المدمج |
| آلة CNC مكتبية | NEMA 23 | عزم أعلى لتحقيق دقة في القطع |
| نظام الحزام الناقل | NEMA 34 أو NEMA 42 | عزم مرتفع للعمل الصناعي الثقيل |
| المعدات الطبية | NEMA 14 | حجم مدمج مع عزم كافٍ |
خاتمة
يعد اختيار حجم المحرك الخطوي المناسب أمرًا بالغ الأهمية لتحسين أداء وكفاءة وموثوقية نظام التحكم في الحركة. يساعد فهم التنازلات بين الأحجام المختلفة المهندسين على اتخاذ قرارات مستنيرة تتوافق مع المتطلبات المحددة لتطبيقاتهم. يضمن حجم المحرك المناسب أن يتمكن النظام من توفير عزم الدوران والسرعة المطلوبين مع الحفاظ على كفاءة الطاقة وتجنب ارتفاع درجة الحرارة. من NEMA 8 الصغير المستخدم في الروبوتات الدقيقة إلى NEMA 42 القوي المناسب للآلات الصناعية واسعة النطاق، توفر أحجام المحرك الخطوي حلولاً لمجموعة واسعة من الاحتياجات.
علاوة على ذلك، فإن الشراكة مع شركة تصنيع محركات متدرجة ذات سمعة طيبة يمكن أن تبسط عملية الاختيار بشكل أكبر. يمكن للشركة المصنعة الموثوقة أن تقدم إرشادات حول اختيار أفضل حجم للمحرك لتطبيقك، مما يضمن أن المحرك لا يلبي المواصفات الميكانيكية والكهربائية فحسب، بل يتوافق أيضًا مع المتطلبات التشغيلية. يرجى الاتصال بـ Gian Transmission، وسنقدم لك حلاً مخصصًا.