Шаговые двигатели представляют собой бесщеточные двигатели постоянного тока, которые вращаются пошагово, электронно задаваемым
контроллером или
приводом,
который обеспечивает необходимый ток через электромагниты, расположенные по кольцу как
часть узла статора (неподвижная часть двигателя).
Шаговые двигатели идеально подходят для приложений,
требующих управления скоростью и положением, особенно на низких скоростях, таких как автоматизация, системы движения и 3D-принтеры. Благодаря своей внутренней конструкции, которая сводит к минимуму механические и электрические «задержки», возникающие в
других двигателях, шаговые
двигатели обладают замечательной точностью останова и чувствительностью. Часто это
делает шаговые двигатели идеальным выбором для синхронных и высокоточных операций, а купить такой двигатель вы можете на
https://nastanok.ru/nema-23.
Как работают шаговые двигатели?
В основе шагового двигателя находится постоянный магнит и вал, расположенный по центру двух или более зубчатых роторов. Эти роторы имеют разную полярность из-за закрытого магнита и смещены друг относительно друга, чтобы лучше притягиваться к электромагнитным зубьям, покрывающим внутреннюю поверхность статора. У статора меньше зубьев, чем у каждого ротора, чтобы обеспечить полное выравнивание только в секциях (пластинах статора) вдоль пар катушек. Включение и выключение витых пар катушек заставляет вал вращаться на полный шаг за счет притяжения и отталкивания намагниченных зубьев.
Как рассчитать шаги шагового двигателя
Угол шага — это угол поворота, пройденный за один шаг. Это можно рассчитать одним из двух способов: либо путем деления полных 360 градусов двигателя на количество шагов, которые двигатель делает для совершения одного оборота, либо путем деления полных 360 градусов двигателя на удвоенное число зубьев ротора, умноженное на число зубьев ротора. фазы статора.
Микрошаг
Одновременное управление токами через несколько пар катушек уменьшает общий ход/вращение за счет притяжения зубьев в двух направлениях вместо одного, создавая новые переходы набора половин, четвертей, восьмых или одной шестнадцатой ступени, известные как микрошаги. Микрошаг обеспечивает лучшее разрешение и снижает резонанс/вибрации, но также снижает крутящий момент и может отрицательно сказаться на точности.
Приводы и управление шаговыми двигателями
Подача питания на катушки шагового двигателя в правильной последовательности для достижения одного шага — сложная задача. Таким образом, фактическое управление обмотками двигателя обычно осуществляется с помощью драйвера. Существует два типа приводов шаговых двигателей — с постоянным напряжением (привод L/R) и постоянным током (привод с прерывателем). Приводы L/R в основном ограничены низкоскоростными приложениями, поэтому мы сосредоточимся на приводах с прерывателями.
Драйверы упрощают работу шагового двигателя, интерпретируя цифровой сигнал шага и направления от контроллера и соответствующим образом запитывая катушки двигателя. Вся электроника управляется законом Ома и зависимостью между нарастанием тока и индуктивностью (рис. 3). В шаговых двигателях конструкция двигателя (в отношении его катушек) предотвращает быстрое увеличение тока во время импульсов (командных сигналов), что означает, что ток никогда не может достичь своего пикового значения без очень высокого напряжения. Это проблема, потому что без достаточного тока крутящий момент будет низким, особенно на высоких скоростях двигателя. Чтобы бороться с этим, приводы прерывателей выполняют так называемую широтно-импульсную модуляцию (ШИМ).
