Общие принципы шаговых двигателей

Шаговый двигатель – механическое устройство, преобразующее электрические импульсы в механическое, причём, в отличие от других двигателей, «управляемое» движение, т.е. угол поворота ротора зависит от количества поступивших на двигатель импульсов. Шаг такого двигателя – величина угла поворота ротора за один поданный импульс. Внешне шаговый двигатель не отличается от двигателей других типов. Обычно это – цилиндрический корпус, вал, несколько выводов. (рис.1.1)

Шаговые двигатели обладают некоторыми уникальными свойствами, что делает порой их исключительно удобными для применения или даже незаменимыми, а именно:

Рис.1.1 Внешний вид ШД семейства ДШИ-200.

-угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые поданы на двигатель

-двигатель обеспечивает полный момент в режиме остановки (если обмотки запитаны)

- Хорошие шаговые двигатели имеют точность 3-5% от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу

-возможность быстрого старта/остановки/реверсирования

-высокая надежность, связанная с отсутствием щеток, срок службы шагового двигателя фактически определяется сроком службы подшипников

-однозначная зависимость положения от входных импульсов обеспечивает позиционирование без обратной связи(т.е. без дополнительных затрат на устройства реализующие ОС – датчики положения ротора, согласование их с устройством управления и т.д.)

-возможность получения очень низких скоростей вращения для нагрузки, присоединенной непосредственно к валу двигателя без промежуточного редуктора

-может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей, скорость пропорциональна частоте входных импульсов

Также существуют некоторые недостатки:

- Шаговым двигателям свойственен нежелательный эффект, называемый резонансом. Эффект проявляется в виде внезапного падения момента на некоторых скоростях. Это может привести к пропуску шагов и потере синхронности. Эффект проявляется в том случае, если частота шагов совпадает с собственной резонансной частотой ротора двигателя

-возможна потеря контроля положения ввиду работы без обратной связи

-потребление энергии не уменьшается даже без нагрузки

-затруднена работа на высоких скоростях

-невысокая удельная мощность

-относительно сложная схема управления