Шаговый двигатель — это особый тип электродвигателя, который приводится в действие импульсным электрическим током. Такой тип питания способствует тому, что ротор вращается не непрерывно, а каждый раз совершает вращательное движение на строго определенный угол. В зависимости от конструкции различают три основных типа шаговых двигателей:
- гибридный двигатель,
- двигатель с постоянными магнитами,
- двигатель с переменным сопротивлением.
Для чего следует купить шаговый двигатель Нема 23 и чем они отличаются?
Шаговый двигатель — характеристики
Угол поворота ротора такого двигателя строго зависит от числа подаваемых на него импульсов тока, а его угловая скорость равна частоте импульсов, умноженной на величину угла поворота ротора за один цикл двигателя. Интересно, что угол поворота ротора под действием одного импульса может иметь разное значение, что зависит от конструкции данного двигателя. Обычно это значение в диапазоне от нескольких до нескольких десятков градусов. Шаговые двигатели в зависимости от назначения позволяют совершать от долей оборота до нескольких сотен таких оборотов в минуту.
Угол поворота такого двигателя пропорционален количеству входных импульсов. Он работает с полным крутящим моментом в состоянии покоя, пока обмотки находятся под напряжением. Это обеспечивает точное позиционирование и повторяемость его движения. Качественные двигатели этого типа дают максимальную погрешность в пределах 3-5 процентов шага и в последующих циклах она не накапливается. Они также позволяют:
- очень быстро ускоряться,
- менять направление,
- тормозить.
Они также надежны из-за отсутствия щеток. Поэтому срок службы зависит исключительно от прочности подшипников. Скорость двигателя зависит от дискретных импульсов, что позволяет управлять в разомкнутом контуре, что делает его простым и дешевым в эксплуатации. Это также позволяет достичь очень низких скоростей синхронного вращения при установке нагрузки непосредственно на вал двигателя.
Шаговый двигатель — условия эксплуатации
Одним из самых больших преимуществ этого типа двигателя является его точное управление без обратной связи. Это устраняет необходимость в дорогостоящих устройствах обратной связи, таких как специализированные оптоэлектронные энкодеры. Положение двигателя определяется по количеству входных импульсов. К сожалению, может иметь место явление пропуска шагов, особенно при перегрузке двигателя или неправильном управлении его управлением. Так что нельзя сказать, что это гарантированное свойство для любых условий работы и для каждого шагового двигателя. Для этих двигателей также характерно появление механических резонансов при неправильном управлении, им также трудно работать на очень высоких скоростях, что является прямым результатом их шаговых характеристик. На практике их обороты невелики, потому что диапазон до нескольких сотен оборотов в минуту сузит круг их применения. Помимо явления пропуска шагов, они потребляют большое количество электроэнергии и отличаются высокой теплоотдачей.
По этим причинам они в основном используются там, где важнее всего точно контролировать движение машины. Это измерительные устройства, такие как электронные часы, которые используют их для перемещения стрелок. Они также используются в автоматизации для создания механических регулирующих устройств, а также в робототехнике для управления движением манипуляторов или даже колес в автоматических транспортных средствах. В традиционной моторизации они используются для управления холостым ходом автомобиля. Они также используются в ИТ-индустрии. В оптических приводах они отвечают за управление движением считывающей головки, перемещающей лазер. В струйных и матричных принтерах и плоттерах они отвечают за управление движением печатающей головки.