Шаговые двигатели. Принцип работы и управление
Принцип действия всех существующих ШД основан на дискретном изменении состоянии электромагнитного поля в рабочем зазоре электрической машины. Это достигается импульсным возбуждением или переключением ее обмоток. Этим требованиям отвечает широкий класс устройств: электромагниты с возвратной пружиной и храповым, анкерным или фрикционным механизмом, синхронные электрические машины, асинхронные электрические машины с неполной клеткой на роторе, сельсины. Принцип действия и основные особенности физических процессов этих двигателей рассмотрим на примере электрической машины рис. Для упрощения примем идеализирующие допущения и будем считать статор гладким в магнитном отношении, а магнитную индукцию ротора в рабочем зазоре — распределенной по закону косинуса относительно продольной оси d ротора.
Что такое шаговый двигатель? Шаговый двигатель представляет собой бесщеточное электромеханическое устройство, которое преобразует последовательность электрических импульсов, приложенных к его обмоткам возбуждения, в точно определенное пошаговое механическое вращение. На каждый импульс вал двигателя вращается на фиксированный угол, при получении нескольких импульсов, он поворачивается на определенный угол. Этот угол, на который вал шагового двигателя поворачивается для каждого импульса, называется угловым шагом, который обычно выражается в градусах. Количество входных импульсов, подаваемых на двигатель, определяет угловой шаг, и, следовательно, положение вала двигателя контролируется путем отправки пакета импульсов. Эта уникальная особенность делает шаговый двигатель хорошо подходящим для системы управления без обратной связи, в которой точное положение вала поддерживается с точным количеством импульсов без использования датчика обратной связи.
Рассмотрим «сердце» фрезеровочных, шлифовальных, универсальных и многих других станков. Под прицелом внимания — шаговый двигатель: устройство и принцип работы, схема и сферы применения, типы конструкции и варианты программирования. Расскажем все эти и другие важные моменты, чтобы вы понимали, что он из себя представляет и какую его модель выбрать в соответствии со спецификой решаемых задач. Сразу отметим, что предмет нашего интереса сегодня используется не только в сложном оборудовании, решающем ответственные задачи, но и в сравнительно простых производственных механизмах и даже в бытовых приборах. Он востребован во всех тех случаях, когда необходимо поддерживать достаточно скоростное вращение вала, одновременно сочетая его с точным позиционированием, и поэтому будет оставаться актуальным еще долгие годы. Согласно наиболее популярному определению, это машина, которая преобразует электрическую энергию ее она получает из сети в механическую осуществляя дискретные внимание, не непрерывные, это важно перемещения ротора.
