РАБОТАЕМ БОЛЕЕ 12 ЛЕТ

Принцип действия шаговых двигателей Комментировать

Шаговым электродвигателем принято называть синхронное силовое устройство, включающее в себя статор, ротор и обмотки на статоре.

Принцип действия шаговых двигателей заключается в подаче электрического тока на обмотку статора, далее происходит фиксация ротора, в случае последовательной подачи тока — шаговое движение ротора силовой установки.

Более дорогие силовые установки с ротором, выполненным из магнитотвердых материалов, позволяют осуществлять фиксацию позиционирования ротора без подачи тока на обмотки, а также генерируют повышенные значения крутящего момента (по сравнению с аналогичными машинами без магнитов).

Какие бывают шаговые двигатели?

В зависимости от типа исполнения роторной части шагового двигателя можно разделить ШД на следующие типы:

Реактивные шаговые двигатели

Шаговые двигатели с постоянными магнитами

Гибридные шаговые двигатели

Биполярные и униполярные шаговые двигатели

Если первые два типа силовых установок отличаются типом исполнения ротора (магнитотвердый или магнитомягкий материал), то гибридные силовые установки являются обладателями и тех и других характеристик, благодаря чему имеют улучшения тактико-технические характеристики, а также пониженные значения потерь. Условное разделение роторной части гибридной установки на две половины производится посредствам специального магнита. Благодаря зубцам, имеющим пониженные значения сопротивления в точечных положениях, системы обладают улучшенными значениями момента.

Биполярный шаговый двигатель

Силовые установки биполярного типа обладают двумя обмотками (одна — на одну фазу) и четырьмя выводами. Чтобы управлять направлением магнитного поля, используется специальный драйвер, обеспечивающий управление направлением движения электрического тока. Биполярная силовая установка обладают повышенными показателями удельной мощности и момента в сравнении с униполярными.

Униполярный шаговый двигатель

В конструкции униполярной установки используется одна обмотка на фазу, из каждой фазы исходит отвод. Таким образом управление магнитным полем значительно упрощено, в прочем, как и сам драйвер. Предусмотрено объединение средних выводов во внутренней части силовой системы. Общее количество обмоток может достигать восьми. Используя различные типы соединения обмоток униполярный двигатель может работать в режиме биполярного. Какой бы режим работы фиговой системы не был выбран, важно соблюдать предельную мощность.

Конструкция униполярной системы подразумевает использование 50% всей обмотки в любой момент работы. Оставшаяся часть обмотки в сердечнике не используется, таким образом толщина провода должна быть сужена, как минимум, на 50%. Достичь повышенных значений магнитного поля можно путем наращивания значения тока и физического увеличения количества витков в обмотке. Однако любое подобное «раскачивание» установки должно учитывать возникающие потери на обмотке, которые в униполярных моделях из-за тонкости обмотки являются распространенным явлением.

Преимущества

В первую очередь, популярность всех шаговых силовых машин следует обуславливать точностью исполнения поставленной задачи. При повороте на заданный угол соблюдается абсолютная точность работы. Динамичный и недорогой шаговый двигатель — это идеальное решение для организации автоматизации процессов выделенных систем и ее субчастей, для которых не принципиальна динамичность исполнения.

Недостатки

Зачастую, во время исполнения рабочего цикла существует вероятность возникновения широко известной проблемы, когда проскальзывает ротор. Как правило, это явление обусловлено некорректно выполненными настройками программного обеспечения, а также достижения пограничной с резонансной скорости вращения.