Мы уже знаем как работают обычные электродвигатели (см. Электродвигатели, настало время познакомиться с шаговыми двигателями.
Как и все двигатели, шаговые двигатели состоит из статора, ротора. Ротор
представляет собой набор постоянных магнитов, а статор имеет катушки.
В качестве примера рассмотрим простейшую модель шагового двигателя, с четырьмя
катушками расположенными под углом 90° между собой. 1 шаг такого двигателя
будет равен 90 градусов, а ток на катушки подается в циклическом порядке, один
за другим. Направление вращения вала определяется в какой последовательности
запитываются катушки. Следующая анимация показывает шаговый двигатель в работе.
Это Волновой Привод или Single-Coil, т.е. только одна катушка находится под напряжением.
Условное графическое изображение такого шагового двигателя может быть таким:
Но дело в том, что редко когда выводят выводы всех четырех обмоток, обычно обмотки соединены внутри. Например так:
Такой двигатель называется униполярным, а вот так такой двигатель обозначается на принципиальных схемах:
Отличить такой двигатель от других легко, у него всего пять выводов. А униполярным такой двигатель называется потому, что ток от источника питания в катушке двигателя идет только в одном направлении.
Достоинством униполярного двигателя является простота подключения, а недостатком - меньший крутящий момент, так как работает только одна катушка (точнее одна половина обмотки).
Кроме рассмотренного выше волнового режима работы, униполярные двигатели могут также работать в режиме полушага. Согласно этому методу, две соседние катушки могут находиться под напряжением одновременно, заставляет ротор занимать промежуточное положение:
Ничего не меняя в двигателе, только изменив управление обмоток, можно удвоить точность позиционирования, в таком режиме этот двигатель будет иметь 8 шагов в цикле, а не 4 как в полном шаге.
Но есть еще более интересный режим работы шагового двигателя - микрошаговый. Сегодня это наиболее распространенный метод управления шаговыми двигателями. Идея микрошагового режима, заключается в том что напряжение подается не импульсами, а сигналом похожим на ступенчатую синусоиду. Таким образом, позиционирование от одного шага к другому более плавное, что дает возможность использования двигателей для приложений с очень высокой точностью. Кроме того, шаговый двигатель в таком режиме работает более плавно:
Иногда, средний вывод выводится отдельно от каждой обмотки.
На принципиальных схемах он обозначается так:
Такой двигатель имеет 6 выводов, и его также можно использовать как обычный униполярный двигатель.
Но можно использовать этот двигатель и иначе, например, если не использовать средние выводы обмоток, а менять полярность подключения обмоток:
Ток в обмотках такого двигателя течет то в одну, то в другую сторону, поэтому такой двигатель называется биполярным, и на принципиальных схемах обозначается так:
Биполярный двигатель использует макимально использует катушки, создавая максимальный крутящий момент, имеет всего 4 вывода для подкючения, но недостатком такого двигателя является более сложная схема урпавления, требующая инвертирование напряжения питающего обмотки.
Биполярный двигатель также может работать в режиме полушага и микрошага.
Copyright © R9AL 2021 Все права защищены
