Типы шаговых двигателей и их преимущества

Шаговые двигатели

Существует огромное количество систем управления процессом движения, которые основаны на коллекторных двигателях постоянного тока, шаговых двигателях и так далее. Шаговой двигатель давно бы признан одним из самых эффективных, поэтому давайте рассмотрим его подробнее.

В теории он очень прост — это синхронный двигатель, где магнитное поле статора вращается с помощью электроники, а в роторе находятся постоянные магниты. Шаговый двигатель превращает управляющие импульсы в механическое вращение ротора. Есть три типа шаговых двигателей: двигатели с переменным магнитным сопротивлением (обладающие так называемым стопорным моментом, который не обеспечивает конструкции высокий крутящий момент), двигатели с постоянными магнитами (с величиной шага 7,5° и низкой скоростью вращения), гибридные двигатели (с многополюсными страторами и роторами с постоянными магнитами, обеспечивающими малую величину шага — около 1,8°).

Шаговые двигатели можно поделить еще по способу питания: монополярные и биполярные.

Что касается преимуществ шаговых двигателей, к ним можно отнести их удивительно низкую стоимость (если вы проведете маркетинговое исследование, то увидите, что обычно шаговые двигатели в 1,5-2 раза дешевле других двигателей), высокий крутящий момент на низких скоростях, высокую надежность в использовании. Кроме того, шаговые двигатели и приводы отличаются точностью. При подаче потенциалов на обмотки шаговый двигатель повернется строго на определенный угол, который будет вам заранее известен. Кроме того, шаговый привод как недорогая альтернатива другим двигателям лучше всего подходит для автоматизации отдельных систем, где высокая динамика требоваться не будет.

К потенциальным минусам такого двигателя отнесем возможное «проскальзывание» ротора, которое часто имеет место при ускорении и резком замедлении. Для контроля перемещения устанавливаются датчики обратной связи, которые позволяют обнаружить любые проблемы на начальном этапе. Для идеальной работы двигателя нужна дополнительная производственная программа. Для названной проблемы часто помогает увеличение мощности двигателя.

Итак, выражаясь простыми словами, главный минус в использовании шаговых двигателей — эффект резонанса, который проявляется в частности на невысоких скоростях, а также падение крутящего момента наоборот на высоких скоростях.

Для более детального изучения шагового двигателя и его особенностей лучше обратить к физике и математическим изданиям.