Как работает шаговый двигатель: особенности и преимущества для автоматизации
Шаговый двигатель - это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. В отличие от сервоприводов, шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения. Шаговые двигатели широко применяются в станках ЧПУ, системах автоматизации и управляются специальными устройствами - драйверами шагового двигателя.
Преимущества шагового двигателя
- угол поворота ротора определяется числом поданных импульсов. Шаговый двигатель крутится не плавно, а шагами, шаг имеет определенную величину. Поэтому чтобы повернуть вал в нужное положение мы просто подаем известное нам количество импульсов.
- зависимость положения от входных импульсов обеспечивает позиционирование без обратной связи. Один шаг – один импульс. Какое количество импульсов подали, в то положение двигатель и шагнул.
- двигатель обеспечивает полный момент в режиме остановки. Это хорошо тем, что для фиксации положения вала запитанному двигателю не нужен тормоз, можно тормозить его при помощи драйвера.
- прецизионное позиционирование и повторяемость. Хорошие шаговые двигатели имеют точность от 3 до 5% от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу, так как на один оборот двигателя приходится неизменное количество шагов, совершив которые мы всегда получим поворот на 360 градусов.
- высокая надежность. Высокая надежность двигателя связанна с отсутствием щеток. Срок службы фактически определяется сроком службы подшипников
- возможность получения низких скоростей вращения. Для получения низкой скорости вращения двигателя достаточно замедлить скорость подачи импульсов, тогда двигатель будет медленнее шагать и скорость его вращения будет небольшой.
- большой крутящий момент на низких скоростях. Большой крутящий момент на низких оборотах позволяет отказаться от применения редуктора, что упрощает конструкцию оборудования
- может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей. Скорость вращения двигателя пропорциональна частоте входных импульсов, подавая их быстрее или медленнее мы так же влияем и на скорость вращения.
KIPPRIBOR
Шаговые двигатели KIPPRIBOR предназначены для построения приводов, требующих прецизионного позиционирования исполнительного механизма и обеспечивающих высокие динамические характеристики как в непрерывном режиме, так и в режиме старт-стоп. Конструктивные особенности шаговых двигателей позволяют достичь высокой точности перемещения без использования датчиков обратной связи. Двигатели устанавливаются в системы линейного перемещения порталов станков, конструкции роботов-манипуляторов; роботизированные установки для обеспечения высокоточного перемещения в пространстве рабочих органов, выполняющих всевозможные технологические операции.
Драйверы шаговых двигателей
Драйверы шаговых двигателей управляют их движением, переводя команды контроллера в последовательность сигналов, питающих обмотки двигателя. Это преобразование позволяет двигателю выполнять точные шаги, согласованные с параметрами, заданными драйвером, что обеспечивает стабильность и точность позиционирования без необходимости дополнительных настроек или обратной связи.
