Шаговый двигатель представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока, в котором каждый оборот делится на определенное количество шагов, которое зависит от конструкции двигателя. Как правило, полный поворот оси на 360° делится на 200 шагов, то есть один шаг составляет 1,8°. Также есть моторы, у которых ступень 2; 2,5; Они выполняются через каждые 5, 15 или 30°.
Источник: 3d-diy.ru
Описанный функционал возможен благодаря особой конструкции шагового двигателя , о которой речь пойдет ниже. В связи с тем, что общая скорость вращения вала разбивается на определенное количество отдельных ступеней, шаговый двигатель вращается не плавно, а делает шаги, пропуская промежуточные состояния, поэтому работа шагового двигателя сопровождается характерный звук и вибрация.
Сегодня драйверы шаговых двигателей строятся на основе цифровых схем, которые управляют драйверами, увеличивая нагрузочную способность на выходе. Драйверы обычно включают в себя микроконтроллеры, хотя это не является обязательным требованием, так как такой драйвер можно построить на основе вентилей и триггеров. Способ управления двигателем зависит от его типа, количества фаз и использования обратной связи. В некоторых контроллерах ток через катушки можно задать с помощью сигнала ШИМ, в то время как направление вращения и шаги управляются с помощью сигналов прямоугольной формы. Однако при использовании конкретной модели двигателя и привода необходимо свериться с их техническими данными, чтобы определить правильный метод регулирования.
Обмотка, нагруженная на выходы регулятора, состоит из обмоток определенной индуктивности и емкости. Их реактивность увеличивается с частотой, что ограничивает протекание тока и максимальную частоту коммутации. При выборе двигателя для конкретного приложения всегда необходимо учитывать компромиссы, такие как максимальная угловая скорость и требуемый крутящий момент в зависимости от разрешения. В этой статье обобщена основная информация о принципе работы биполярных и униполярных шаговых двигателей, а также наиболее важные аспекты, которые необходимо принимать во внимание при выборе двигателя для данного приложения.
КАК РАБОТАЕТ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Шаговый двигатель состоит из ротора и статора . Статор, является неподвижной частью машины, тогда как ротор, который установлен на валу с подшипниками, вращается за счет вращающегося магнитного поля, создаваемого вокруг статора. Статор, выполненный из металла, представляет собой каркас электромагнитов, которые установлены вокруг ротора. При протекании тока по обмоткам статора вокруг них возникает магнитное поле. Направление и интенсивность каждого магнитного потока зависят от силы и направления тока, протекающего через обмотку электромагнита.
При подаче напряжения на катушку воздействующий электромагнит притягивается к магниту (зубцу), установленному на роторе, который перемещается с некоторым смещением относительно него. Затем ротор и вал вращаются под углом, при котором равнодействующая магнитного потока или множественных потоков имеет наименьшее отталкивание. После перемещения на одно смещение активируется другой электромагнит (катушка или катушки) на статоре, и ротор подтягивается к новому положению. Переключая следующие катушки, ротор может делать дополнительные шаги вперед или назад, либо совершать полный или частичный оборот вокруг оси.
Как описано выше, шаговый двигатель можно рассматривать как серию электромагнитов, которые притягивают магнит ротора. Однако это намного сложнее, так как магнит притягивается к полю, окружающему узел электромагнита. Таким образом, не только полношаговый режим, но и так называемый также возможна полушаговая операция (один шаг, разделенный на два) или даже меньшая операция, называемая микрошаговой операцией.
Применение шаговых двигателей
В настоящее время шаговые двигатели используется в самых разных устройствах, требующих высокоточного управления движением и точного определения положения. Поэтому они в основном используются там, где требуется очень точное управление перемещением и позиционированием, поскольку соответствующее устройство и программное обеспечение можно легко изготовить с помощью компьютера и контроллера. Шаговые двигатели также используются в биомедицинских устройствах, дисководах компьютеров, принтерах, сканерах, контроллерах камер, интеллектуальных системах освещения, элементах управления двигателем, робототехнике, 3D-принтерах и сканерах, плоттерах XY, станках с ЧПУ и других устройствах.
Шаговые двигатели для станков с ЧПУ можно найти https://nastanok.ru/shagovye-dvigateli .