В этой обучающей статье вы узнаете, как работает шаговый двигатель. Мы рассмотрим основные принципы работы шаговых двигателей, режимы их работы и типы шаговых двигателей по конструкции. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать написанную статью.
Принцип работы
Шаговый двигатель, купленный на сайте https://grizlicnc.com.ua/nema23, представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока, который вращается ступенчато. Это очень полезно, потому что его можно точно позиционировать без какого-либо датчика обратной связи, который представляет собой контроллер с разомкнутым контуром. Шаговый двигатель состоит из ротора, который обычно представляет собой постоянный магнит и окружен обмотками статора. По мере того, как мы активируем обмотки шаг за шагом в определенном порядке и пропускаем через них ток, они будут намагничивать статор и создавать электромагнитные полюса, соответственно, которые будут вызывать движение двигателя. Таков основной принцип работы шаговых двигателей.
Режимы вождения
Существует несколько различных способов управления шаговым двигателем. Первый — это волновой привод или возбуждение с одной катушкой. В этом режиме мы активируем только одну катушку за раз, что означает, что для этого примера двигателя с 4 катушками ротор будет совершать полный цикл за 4 шага.
Далее идет режим полного шага, который обеспечивает гораздо более высокий выходной крутящий момент, потому что у нас всегда есть 2 активные катушки в данный момент времени. Однако это не улучшает разрешение шагового двигателя, и снова ротор будет совершать полный цикл за 4 шага.
Для увеличения разрешения степпера мы используем режим Half Step Drive. Этот режим фактически является комбинацией двух предыдущих режимов.
Здесь у нас есть одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки, затем снова одна активная катушка, за которой следуют 2 активные катушки и так далее. Таким образом, в этом режиме мы получаем двойное разрешение при той же конструкции. Теперь ротор совершит полный цикл в 8 тактов.
Однако наиболее распространенным методом управления шаговыми двигателями в настоящее время является микрошаговый. В этом режиме мы подаем переменный регулируемый ток на катушки в виде синусоидальной волны. Это обеспечит плавное движение ротора, уменьшит напряжение деталей и повысит точность шагового двигателя.
Другой способ увеличить разрешающую способность шагового двигателя — увеличить количество полюсов ротора и количество полюсов статора.