Как работает шаговый электродвигатель. Шаговые электродвигатели: принцип работы, устройство и применение

Как работает шаговый электродвигатель. Какие бывают типы шаговых двигателей. Для чего применяются шаговые электродвигатели. Каковы преимущества и недостатки шаговых двигателей.

Принцип работы шагового электродвигателя

Шаговый электродвигатель — это особый тип электродвигателя, который преобразует электрические импульсы в дискретные механические перемещения. Основной принцип работы шагового двигателя заключается в следующем:

• Статор двигателя содержит несколько электромагнитных катушек
• Ротор выполнен в виде постоянного магнита или зубчатого ферромагнитного сердечника
• При подаче тока на катушки статора создается магнитное поле, взаимодействующее с ротором
• Последовательное переключение токов в катушках вызывает пошаговое вращение ротора
• Один электрический импульс соответствует повороту ротора на фиксированный угол (шаг)

Таким образом, управляя последовательностью и частотой подачи импульсов, можно точно контролировать угол поворота, скорость и направление вращения вала двигателя.

Основные типы шаговых электродвигателей

По конструкции различают следующие основные типы шаговых электродвигателей:

1. Двигатели с постоянными магнитами

В этом типе ротор выполнен в виде цилиндрического постоянного магнита. Простая конструкция, но ограниченный угол шага.

2. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением

Ротор имеет зубчатую структуру из магнитомягкого материала. Обеспечивают малый угол шага, но меньший крутящий момент.

3. Гибридные двигатели

Сочетают особенности первых двух типов. Ротор содержит постоянный магнит и имеет зубчатую структуру. Обладают высокой точностью и крутящим моментом.

Режимы работы шаговых двигателей

Существует несколько основных режимов управления шаговыми двигателями:

• Полношаговый режим — активация обмоток по одной
• Полушаговый режим — чередование активации одной и двух обмоток
• Микрошаговый режим — плавное изменение тока в обмотках

Выбор режима зависит от требований к точности позиционирования и плавности хода двигателя.

Преимущества шаговых электродвигателей

Основные достоинства шаговых двигателей:

• Высокая точность позиционирования без обратной связи
• Отсутствие накапливающейся ошибки положения
• Высокий крутящий момент на низких скоростях
• Возможность быстрого старта/остановки/реверса
• Высокая надежность из-за отсутствия щеток
• Однозначная зависимость положения от входных импульсов

Недостатки шаговых двигателей

К ограничениям шаговых электродвигателей можно отнести:

• Возможность пропуска шагов при перегрузках
• Явление резонанса на определенных скоростях
• Меньшая удельная мощность по сравнению с другими двигателями
• Сложная схема управления для высоких скоростей

Области применения шаговых электродвигателей

Благодаря своим особенностям шаговые двигатели нашли широкое применение в различных областях:

• Станки с ЧПУ и промышленные роботы
• 3D-принтеры и другие устройства точного позиционирования
• Офисная техника (принтеры, сканеры, факсы)
• Жесткие диски и оптические приводы компьютеров
• Автомобильная электроника (регуляторы холостого хода и др.)
• Системы автоматизации и управления

Таким образом, шаговые электродвигатели являются важным компонентом во многих современных электромеханических системах, требующих точного позиционирования и управления движением.

Драйверы для шаговых двигателей

Для управления шаговыми двигателями используются специальные электронные устройства — драйверы. Основные функции драйвера шагового двигателя:

• Формирование необходимых последовательностей импульсов тока в обмотках
• Обеспечение заданного режима работы (полный шаг, полушаг, микрошаг)
• Ограничение тока в обмотках для защиты двигателя
• Обеспечение плавного разгона и торможения
• Подавление резонансных явлений

Современные драйверы позволяют реализовать сложные алгоритмы управления шаговыми двигателями и повысить эффективность их работы.

Выбор шагового электродвигателя

При выборе шагового двигателя для конкретного применения необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Требуемый крутящий момент
• Необходимая точность позиционирования (угол шага)
• Диапазон рабочих скоростей
• Напряжение питания и потребляемый ток
• Габаритные размеры и масса
• Условия эксплуатации (температура, влажность и др.)

Правильный выбор шагового двигателя и драйвера позволяет создать эффективную систему управления движением для широкого спектра задач.

Как работает шаговый двигатель

Добавлено 22 июля 2019 в 16:12

Узнайте все преимущества шаговых двигателей, а также достоинства и недостатки выбора этого типа двигателей для вашего проекта.

Если вы работаете над проектом, в котором есть движущаяся часть, вы, вероятно, будете искать двигатель, чтобы сделать это движение возможным. В этой серии статей мы рассматриваем наиболее популярные типы двигателей, которые используют разработчики. Пока мы рассмотрели:

• коллекторные двигатели постоянного тока;
• бесколлекторные двигатели;
• серводвигатели.

Чтобы узнать, для каких проектов лучше всего подходят шаговые двигатели, ознакомьтесь с обзором:

• Какой тип электродвигателя лучше всего подходит для моего проекта?

Обзор шаговых двигателей

В мире разработчиков шаговые двигатели широко распространены в технологии 3D печати. Все потребительские 3D принтеры оснащены ими. Шаговые двигатели также широко используются и в робототехнике.

Шаговые двигатели широко используются в робототехнике и 3D принтерах

Шаговые двигатели часто сравнивают с серводвигателями, поскольку эти оба типа двигателей используются в системах, требующих высокого уровня точности позиционирования.

Однако способы, которыми каждый тип двигателя отслеживает свое положение, сильно отличаются. Как обсуждалось в предыдущей статье, серводвигатель содержит в себе потенциометр, который измеряет абсолютное положение двигателя. Поэтому в любой момент времени сервопривод точно знает, как расположен вал двигателя. Шаговый двигатель не измеряет угол своего вала.

Как работает шаговый двигатель?

Конструкция шагового двигателя похожа на более сложную версию бесколлекторного двигателя. Вы заметите, что многие детали, по сути, одинаковы, но в шаговом двигателе их конструкция значительно сложнее.

Основные компоненты шагового двигателя

В шаговом двигателе обмотки расположены вокруг внешней части кожуха. Постоянные магниты установлены на валу двигателя. Поскольку эти постоянные магниты достаточно тяжелые, шариковый подшипник с обеих сторон вала двигателя помогает стабилизировать двигатель.

Шаговые двигатели в теории работают аналогично бесколлекторным двигателям. Для создания магнитного поля обмотки возбуждаются и, воздействуя на постоянные магниты, заставляют вал двигателя двигаться.

Ребра на постоянных магнитах соответствуют похожим ребрам на обмотках на корпусе двигателя. Вместо непрерывного вращения шаговые двигатели перемещаются между этими ребрами дискретными шагами.

Различие с бесколлекторным двигателем заключается в том, что вместо того, чтобы каждый раз, когда обмотки переключают полярность, поворачиваться примерно на 30% от окружности, шаговый двигатель поворачивается очень немного, обычно всего на 1,8 градуса. Каждый из этих крошечных поворотов называется шагом. Контроллеры могут также управлять мощностью, подаваемой на обмотки, так, что шаговый двигатель может поворачиваться всего на 0,05625 градуса за шаг. Этот вид чрезвычайно точного управления движением позволяет шаговым двигателям достичь очень высокой точности позиционирования.

Достоинства шаговых двигателей

Высокая точность позиционирования

Основная причина существования шаговых двигателей заключается в том, что система управления движением обеспечивает высокую точность отслеживания положения.

Высокий крутящий момент на низких скоростях

Шаговые двигатели обеспечивают значительный крутящий момент на низких скоростях.

Оценка характеристик шаговых двигателей

Недостатки шаговых двигателей

Низкая максимальная скорость

Поскольку шаговые двигатели перемещаются определенными шагами, у них низкая максимальная скорость вращения.

Низкий крутящий момент на высоких скоростях

На более высоких скоростях шаговые двигатели теряют значительный крутящий момент, обеспечивая лишь около 20% от своего крутящего момента на более низких скоростях.

Оригинал статьи:

• Scott Hatfield. How a Stepper Motor Works

Теги

3D принтерДвигательРобототехникаШаговый двигательЭлектродвигатель

Шаговый Двигатель — Принцип Работы для Чайников

Содержание

• 1 Как работает шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением
• 2 Как работает гибридный шаговый двигатель

Каким образом роботизированный манипулятор на предприятии повторяет одни и те же движения снова и снова? Как автоматический фрезерный станок может двигаться с такой точностью? Это возможно благодаря шаговому двигателю. Особенность шагового двигателя заключается в том, что он может контролировать угловое положение ротора без замкнутого контура обратной связи, это простая и точная разомкнутая система.

Как работает шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением

Для начала давайте разберемся, как работает шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением, который является самым простым. Позднее мы рассмотрим устройство высокоточного и широко используемого типа двигателя. У этого двигателя 6 зубьев на статоре, которые могут быть запитаны от трех отдельных источников постоянного тока. 

Ротор состоит из ряда стальных пластин. У него отличное от статора количество зубьев в данном случае их 4 это сделано намеренно, для того чтобы только одна пара зубьев ротора могла одновременно находиться напротив зубьев статора. 

Вы и сами можете объяснить, как работает этот шаговый двигатель. Если обесточить обмотку A и запитать обмотку B станет ясно, что ротор будет двигаться, как показано на модели. 

Из уроков геометрии понятно, что один шаг соответствует 30 градусам. Чтобы перейти к следующему шагу обесточим обмотку B и запитаем обмотку C. 

После этого вновь запитаем обмотку A. То есть ротор занимает позицию с наименьшим сопротивлением. 

Размер шага двигателя составляет 30 градусов, точность может быть доведена до 15 градусов при помощи одного простого приема, когда запитана обмотка A,  ротор находится в таком положении мы знаем, что если запитать обмотку B он повернется на 30 градусов. Но что произойдет если обмотки A и B будут запитаны одновременно? Ротор займет положение между двумя этими обмотками, то есть повернется на 15 градусов. 

После этого обесточим А. Когда ротор установится напротив обмотки B, запитаем обмотку С, такой тип работы называется режимом дробления шага. 

Как работает гибридный шаговый двигатель

Двигатель который мы рассматривали, называется двигателем с переменным магнитным сопротивлением. Наиболее универсальными и широко распространенными являются гибридные шаговые двигатели. Рассмотрим работу стандартного гибридного двигателя с величиной шага в 1.8 градуса. 

Гибридный двигатель имеет намагниченный по оси ротор со стальными зубчатыми наконечниками. Таким образом, одна сторона ротора является северным магнитным полюсом, а другая южным. 

Точность данного двигателя заключается в продуманном расположении зубьев ротора и статора. Разберемся, как это работает. Ротор имеет 50 зубьев, чтобы понять, как расположены зубья статора для начала, предположим, что у статора тоже 50 зубьев. Однако на самом деле их на 2 меньше, чем у ротора. Таким образом у статор остается 48 зубьев. 

Давайте разделим их на 4 группы попарно, как показано на модели (подробнее смотри на видео). 

Теперь давайте выровняем эти группы, зеленая группа сдвигается так что она оказывается наполовину выровнены с зубьями ротора. Зубья желтой группы полностью смещены относительно зубьев ротора. Синяя группа наполовину выровнена относительно зубьев ротора. Красная группа остается на своем месте, то есть красная группа зубьев полностью выровнена с ротором, а желтая группа смещена. Две другие группы смещены лишь наполовину. 

Следует помнить, что сторона ротора направленная к нам является южным магнитным полюсом. Обмотки статора соединяются следующим образом, они представляют собой две независимые группы обмоток. При подаче питания на обмотку A, статор образует следующую картину намагниченности. Одна пара полюсов статора действует как северный полюс, а другая как южный. Так как противоположные полюса притягиваются, они будут совмещены, полюса с одинаковой полярностью будут смещены. 

Смотрите, что произойдет с ротором при подаче питания на обмотку B, он совершит вращение на небольшой угол чтобы вы равняться с новым северным полюсом. Очевидно, что этот угол составляет одну четвертую часть углового шага. Другими словами, ротор поворачивается на 1,8 градуса, затем задействуется обмотка A с противоположной полярностью и вновь ротор поворачивается на одну целую восемь десятых градуса.

Данный процесс повторяется и двигатель совершает высокоточные движения. Разрешение угла шага может быть улучшено при помощи дробления шага. Интересно отметить, что северные зубчатые наконечники находятся между южными зубчатыми наконечниками, таким образом гарантируется выравнивание полюсов с противоположными полярностями.   

Вот так работает гибридный шаговый двигатель, такие двигатели идеально подходят для применения в областях, где необходимы четкие движения и простое управление.

Поделиться с друзьями:

Твитнуть

Поделиться

Поделиться

Отправить

Класснуть

Все, что вам нужно знать о шаговых двигателях

Это руководство является частью нашего центра промышленной автоматизации , где вы можете узнать больше об искусственном интеллекте, автоматизации и управлении.

В этом руководстве мы дадим краткий обзор того, как именно работает шаговый двигатель, прежде чем перейти к рассмотрению некоторых из наиболее распространенных примеров, доступных на рынке, и многочисленных видов повседневных ролей, которые они выполняют. лучше всего подходит для.

Что такое шаговый двигатель?

Шаговый двигатель представляет собой тип бесщеточного синхронного двигателя постоянного тока, который, в отличие от многих других стандартных типов электродвигателей , не просто непрерывно вращается в течение произвольного числа оборотов до тех пор, пока подача постоянного напряжения на него не будет отключена. .

Вместо этого шаговые двигатели представляют собой тип цифрового устройства ввода-вывода для точного пуска и останова. Они сконструированы таким образом, что ток, проходящий через них, попадает на серию катушек, расположенных по фазам, которые можно включать и выключать в быстрой последовательности. Это позволяет двигателю совершать часть оборота за раз, и эти отдельные заранее определенные фазы мы называем «шагами».

Шаговый двигатель предназначен для разбиения одного полного оборота на несколько гораздо меньших (и практически равных) частичных оборотов. В практических целях их можно использовать для указания шаговому двигателю двигаться на заданные градусы или углы поворота. Конечным результатом является то, что шаговый двигатель можно использовать для передачи мельчайших точных движений механическим частям, требующим высокой степени точности.

Шаговые двигатели обычно имеют цифровое управление и являются ключевыми компонентами системы позиционирования с управлением движением без обратной связи. Они чаще всего используются в приложениях удержания или позиционирования, где их способность устанавливать гораздо более четко определенные положения вращения, скорости и крутящие моменты делают их идеально подходящими для задач, требующих чрезвычайно строгого контроля движения.

Как работают шаговые двигатели?

В обычном щеточном двигателе постоянного тока напряжение подается на клеммы, что, в свою очередь, заставляет проволочную катушку вращаться со скоростью внутри корпуса с фиксированным магнитом («статор»).

В этой установке катушка с вращающейся проволокой («ротор») фактически становится электромагнитом и быстро вращается в центре двигателя на основе знакомого принципа магнитного притяжения и отталкивания. Комбинация щеток (электрических контактов) и поворотного электрического переключателя, известного как коммутатор, позволяет быстро менять направление тока, идущего к проволочной катушке. Это создает непрерывное однонаправленное вращение катушки ротора до тех пор, пока на сборку подается достаточное напряжение.

Потенциальным недостатком этого типа двигателя является то, что он вращается непрерывно и делает произвольное количество оборотов, пока не отключится питание. Из-за этого очень сложно контролировать точную точку остановки двигателя, что делает его непригодным для приложений, требующих более точного управления. Ручное управление включением/выключением подачи мощности на двигатель не может обеспечить требуемую точность старт-стоп для выполнения движений с точностью до минуты.

В шаговом двигателе установка совсем другая. Вместо ротора с проволочной катушкой, вращающегося внутри неподвижного корпуса магнитов, шаговые двигатели построены с фиксированным корпусом из проволоки (в данном случае статором), расположенным вокруг ряда «зубчатых» электромагнитов, вращающихся в центре. Шаговый двигатель преобразует пульсирующий электрический ток, управляемый Драйвер шагового двигателя , в точные одношаговые движения этого зубчатого компонента, похожего на шестерню, вокруг центрального вала.

Каждый из этих импульсов шагового двигателя перемещает ротор на один точный и фиксированный шаг полного оборота. Поскольку ток переключается между проволочными катушками, расположенными последовательно вокруг двигателя, вращающаяся часть может совершать полные или частичные обороты по мере необходимости, или ее можно заставить очень резко останавливаться на любом из шагов вокруг ее вращения.

В конечном счете, реальная сила шагового двигателя по сравнению с обычными коллекторными двигателями постоянного тока заключается в том, что они могут быстро найти известное и повторяемое положение или интервал, а затем удерживать это положение столько времени, сколько потребуется. Это делает их чрезвычайно полезными в высокоточных приложениях, таких как робототехника и печать. Компания Learn Engineering создала приведенное ниже видео, демонстрирующее работу шагового двигателя:

Магазин шаговых двигателей

Типы шаговых двигателей

Продается множество типов шаговых двигателей, и знание того, что делает каждый из различных вариантов, поможет вам решить, какой тип лучше всего подходит для вашего применения.

Биполярный шаговый двигатель

Биполярный шаговый двигатель имеет встроенный драйвер, который использует мостовую схему H для реверсирования тока, протекающего по фазам. При подаче питания на фазы при смене полярности все катушки можно заставить работать, вращая двигатель.

С практической точки зрения это означает, что обмотки катушки лучше используются в биполярном, чем в стандартном униполярном шаговом двигателе (который использует только 50 % проволочных катушек в любой момент времени), что делает биполярные шаговые двигатели более мощными и эффективными в работе. . Хотя биполярные шаговые двигатели технически более сложны в управлении, они, как правило, имеют встроенный чип драйвера, который обрабатывает большую часть необходимых инструкций и действий.

Недостатком является то, что изначально они обычно дороже, чем стандартные монополярные версии, потому что 9Униполярные шаговые двигатели 0017 не требуют реверсирования тока для выполнения шаговых функций — это делает их внутреннюю электронику намного проще и дешевле в производстве.

Магазин биполярных шаговых двигателей

Гибридный шаговый двигатель

Гибридные шаговые двигатели обеспечивают еще большую точность благодаря таким методам, как полушаг и микрошаг. Микрошаг — это способ увеличения фиксированного количества шагов в двигателе путем программирования драйвера для отправки на катушки переменного синусоидального/косинусоидального сигнала. Это часто означает, что шаговые двигатели можно настроить так, чтобы они работали более плавно и точно, чем при стандартной настройке.

Гибридные шаговые двигатели обычно имеют полюса или зубья, смещенные на двух разных чашках снаружи магнитного ротора. Это также означает более точное управление шагами и вращением, а также более тихую работу, более высокое отношение крутящего момента к размеру и более высокие выходные скорости, чем стандартные шаговые двигатели.

Магазин гибридных шаговых двигателей

Для чего используется шаговый двигатель?

Шаговые двигатели имеют широкий спектр применений во многих отраслях и областях, при этом некоторые из наиболее распространенных применений:

• Компьютеры
• Робототехника
• Камеры
• Печать и сканирование, в том числе на 3D-принтерах
• Автоматизация процессов и упаковочное оборудование
• Позиционирование пилотных ступеней клапана для систем управления жидкостью
• Оборудование для точного позиционирования

В этом разделе мы более подробно рассмотрим некоторые из этих повседневных приложений.

Шаговые двигатели для 3D-принтеров

Общие списки деталей для 3D-принтеров почти всегда включают шаговый двигатель с тем или иным описанием. Это связано с тем, что использование шагового двигателя в 3D-принтере является высокоточным и экономичным способом выполнения очень точных действий и вращений, когда принтер пытается преобразовать информацию с цифровых сканов в физические 3D-объекты.

Шаговые двигатели и драйверы в 3D-принтерах обеспечивают строго контролируемое движение по осям X, Y и Z как по отдельности, так и одновременно, а это означает, что исключительная точность движения и позиционирования достижима без использования энкодеров и другого дополнительного программного обеспечения или датчиков. .

Большинство 3D-принтеров включают в себя несколько шаговых двигателей — они обычно находятся как на самих платформах для сборки, так и в экструдерах нити, где они используются для протягивания нити и контроля постоянной и равномерной подачи материала в машину на протяжении всего процесса. полная продолжительность тиража.

Шаговые двигатели для ЧПУ

Шаговые двигатели являются альтернативой серводвигателям для питания большинства типов станков с ЧПУ. Приложения ЧПУ включают в себя очень широкий спектр производственных процессов, в которых предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение управляет работой и физическим перемещением станков в заводских и производственных условиях.

Хотя шаговые двигатели в приложениях с ЧПУ часто рассматриваются как более «бюджетная» альтернатива серводвигателям , это упрощение, основанное на знании старых технологий, которые сегодня не всегда точны. Шаговые двигатели действительно обычно дешевле серводвигателей той же мощности, но современные версии, как правило, столь же универсальны. В результате шаговые двигатели стали гораздо более доступными и используются в гораздо более широком спектре машин и систем, от станков до настольных компьютеров и автомобилей.

Шаговые двигатели с ЧПУ также имеют одно ключевое преимущество перед серводвигателями, заключающееся в том, что для них не требуется энкодер. Серводвигатели по своей природе более сложны для понимания и эксплуатации, чем версии с шаговыми двигателями, и часть этой сложности заключается в том, что они включают в себя энкодер, который более подвержен отказам, чем большинство компонентов надежного в остальном серводвигателя. Шаговым двигателям не нужен энкодер, что теоретически делает их более надежными, чем сервоприводы.

Кроме того, тот факт, что шаговые двигатели также являются бесщеточными (в отличие от серводвигателей), означает, что они не требуют регулярной плановой замены при условии, что их подшипники остаются в хорошем рабочем состоянии.

Шаговые двигатели для Raspberry Pi

Шаговые двигатели — чрезвычайно распространенное периферийное устройство для добавления к одноплатным вычислительным модулям Raspberry Pi для домашних энтузиастов, изучающих основы базовых навыков компьютерного программирования.

Стартовые комплекты Raspberry Pi обычно продаются в очень простой конфигурации, при этом идея состоит в том, что отдельный пользователь будет добавлять в свою систему любые дополнительные компоненты в том порядке, в котором он хочет узнать о них, добавляя к своему набору навыков, изучая для управления новыми компонентами с помощью языков программирования, таких как Python.

В сообществе пользователей Raspberry Pi обучение манипулированию и управлению небольшими недорогими шаговыми двигателями очень часто рассматривается как логичный следующий шаг после обучения управлению циклами включения/выключения светодиодов и другими простыми типами переключателей или зуммеров. По сути, последовательно соединив пару таких шаговых двигателей, домашние любители могут приступить к созданию простого и программируемого робота.

На рынке Великобритании доступно множество подходящих типов шаговых двигателей для такого типа приложений, начиная с очень недорогих версий на 5 В, которые легко соединяются с разъемами на материнской плате Raspberry Pi.

Шаговые двигатели для камер

Шаговые двигатели широко используются в различных приложениях в высокотехнологичных камерах. Они используются как для управления высокоточными внутренними компонентами, такими как настройки автофокуса и диафрагмы в объективе, так и в корпусах и внешней механике камер безопасности и систем удаленного мониторинга.

В частности, шаговые двигатели и моторизованные ползунки камеры обеспечивают очень плавную работу устройств позиционирования камеры, а это означает, что кадры, снятые с устройств безопасности, могут быть надежно защищены от потенциально проблематичного искажения изображения, вызванного физическим движением камеры вокруг ее поля зрения. Посмотреть.

Шаговые двигатели обладают рядом других привлекательных особенностей для использования в системах позиционирования камер и систем видеонаблюдения, включая полный крутящий момент в состоянии покоя, чрезвычайно точное и мгновенное время отклика на все входные данные движения, постоянную повторяемость заранее определенных движений и простое управление без обратной связи, определяемое фиксированные размеры шага.

Резюме

Шаговые двигатели — это невероятно универсальный, надежный, экономичный и точный способ управления точными движениями двигателей, позволяющий пользователям повысить ловкость и эффективность запрограммированных движений в огромном разнообразии приложений и отраслей. Таким образом, они образуют важное и широко используемое подмножество в гораздо более широкой категории автоматика и аппаратура управления .

Поскольку в Великобритании и по всему миру продается так много марок шаговых двигателей, размеров, значений крутящего момента, стилей конструкции и предполагаемых областей применения, при планировании покупки крайне важно точно определить, какая конфигурация лучше всего подходит для конкретных пользовательских сред.

Популярные марки шаговых двигателей

Нажмите на ссылки ниже, чтобы просмотреть коронки некоторых из наших самых популярных марок.

РС ПРО

Sanyo Denki

Portescap

Куда дальше?

Если вы хотите узнать больше о различных типах двигателей или хотите посетить наш центр промышленной автоматизации, просто перейдите по ссылкам ниже.

DC Motors Guide

Руководство по двигателям переменного тока

Промышленная автоматизация

Связаться с нами

03457 201201

Следуйте США

1.

0175

• BOMs
• Calibration
• Delivery option
• Order History
• Quotes
• Returns
• Schedule orders

Legal

• Cookie Policy
• Email Security
• Privacy Policy
• Website Terms
• Terms and Условия продажи

О RS

• О нас
• Карьера
• Корпоративная группа
• Центр мероприятий
• ESG
• Наши сертификаты
• Пресс-центр
• Весь мир

© RS Components Ltd. Birchington Road, Corby, Northants, NN17 9RS, UK

Как работает шаговый двигатель шаговый двигатель работает. Мы рассмотрим основные принципы работы шаговых двигателей, режимы их работы и типы шаговых двигателей по конструкции. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать написанную статью.

Принцип работы

Шаговый двигатель — это бесщеточный двигатель постоянного тока, который вращается ступенчато. Это очень полезно, потому что его можно точно позиционировать без какого-либо датчика обратной связи, который представляет собой контроллер с разомкнутым контуром. Шаговый двигатель состоит из ротора, который обычно представляет собой постоянный магнит и окружен обмотками статора. По мере того, как мы активируем обмотки шаг за шагом в определенном порядке и пропускаем через них ток, они будут намагничивать статор и создавать электромагнитные полюса, соответственно, которые будут вызывать движение двигателя. Таков основной принцип работы шаговых двигателей.

 

Режимы движения

Существует несколько различных способов управления шаговым двигателем. Первый — это волновой привод или возбуждение с одной катушкой. В этом режиме мы активируем только одну катушку за раз, что означает, что для этого примера двигателя с 4 катушками ротор будет совершать полный цикл за 4 шага.

Далее следует режим полного шага, который обеспечивает гораздо более высокий выходной крутящий момент, поскольку у нас всегда есть 2 активные катушки в данный момент времени. Однако это не улучшает разрешение шагового двигателя, и снова ротор будет совершать полный цикл за 4 шага.

Для увеличения разрешения степпера мы используем режим Half Step Drive. Этот режим фактически является комбинацией двух предыдущих режимов.

Здесь у нас есть одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки, затем снова одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки и так далее. Таким образом, в этом режиме мы получаем двойное разрешение при той же конструкции. Теперь ротор совершит полный цикл в 8 тактов.

Однако в настоящее время наиболее распространенным методом управления шаговыми двигателями является микрошаговый. В этом режиме мы подаем переменный регулируемый ток на катушки в виде синусоидальной волны. Это обеспечит плавность хода ротора, уменьшит напряжение деталей и повысит точность шагового двигателя.

Еще один способ повысить разрешающую способность шагового двигателя — увеличить количество полюсов ротора и количество полюсов статора.

Типы шаговых двигателей по конструкции

По конструкции существует 3 различных типа шаговых двигателей: шаговый двигатель с постоянными магнитами, шаговый двигатель с переменным сопротивлением и гибридный синхронный шаговый двигатель.

Шаговый двигатель с постоянными магнитами имеет ротор с постоянными магнитами, который приводится в движение обмотками статора. Они создают полюса противоположной полярности по сравнению с полюсами ротора, который приводит в движение ротор.

Шаговый двигатель следующего типа с переменным сопротивлением использует ненамагничивающийся ротор из мягкого железа. Ротор имеет зубья, которые смещены относительно статора, и когда мы активируем обмотки в определенном порядке, ротор перемещается соответственно, так что он имеет минимальный зазор между статором и зубьями ротора

Гибридный синхронный двигатель представляет собой комбинацию предыдущие два степпера.