Эл двигатель шаговый это

Шаговый электродвигатель с интегрированным микроконтроллером

Шаговый двигатель - электрический двигатель, в котором импульсное питания электрическим током приводит к тому, что его ротор не вращается непрерывно, а выполняет каждый раз вращательное движение на заданный угол. Благодаря этому, угол поворота ротора зависит от числа поданных импульсов тока, а угловая скорость ротора точно равна частоте импульсов умноженной на угол поворота ротора за один цикл работы двигателя.

Угол поворота двигателя под влиянием одного импульса может иметь разные значения, зависящие от конструкции двигателя, - как правило это значение в диапазоне от нескольких градусов до нескольких десятков градусов. Шаговые двигатели, в зависимости от назначения приспособлены к выполнению от доли оборота в секунду до нескольких тысяч оборотов в секунду.


1. Принцип работы

Принцип работы 4-полюсного шагового электродвигателя

Конструктивно шаговые электродвигатели состоят из статора, на котором расположены обмотки возбуждения, и ротора, выполненного из магнито-мягкого (ферромагнитного) материала или магнито-твердого (магнитного) материала. Шаговые двигатели с магнитным ротором позволяют получать больший крутящий момент и обеспечивают фиксацию ротора при обесточенных обмотках.

Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами.

Статор гибридного двигателя также имеет зубцы, обеспечивая большое количество эквивалентных полюсов, в отличие от основных полюсов, на которых расположены обмотки. Обычно используются 4 основных полюса для 3,6 градусных двигателей и 8 основных полюсов для 1,8-0,9 градусных двигателей. Зубцы ротора обеспечивают меньшее сопротивление магнитной цепи в определенных положениях ротора, что улучшает статический и динамический момент. Это обеспечивается соответствующим расположением зубцов, когда часть зубцов ротора находится строго напротив зубцов статора, а часть между ними.

Ротор гибридного двигателя имеет зубцы, расположенные в осевом направлении. Ротор разделен на две части, между которыми расположен цилиндрический постоянный магнит. Таким образом, зубцы верхней половинки ротора являются северными полюсами, а зубцы нижней половинки - южными. Кроме того, верхняя и нижняя половинки ротора повернуты друг относительно друга на половину угла шага зубцов. Число пар полюсов ротора равно количеству зубцов на одной из его половинок. Зубчатые полюсные наконечники ротора, как и статор, набраны из отдельных пластин для уменьшения потерь на вихревые токи.

Цикл работы электродвигателя можно разбить на 4 кадра (див.рисунок).

Кадр 1: верхний электромагнит (1) включен, происходит притяжение ближайшего зуба ротора шестеренной формы. Зубы выравниваются по электромагнита (1), они будут несколько смещены относительно электромагнита (2). Кадр 2: верхний электромагнит (1) отключен, а правый электромагнит (2) находится под напряжением, потянув ближайшие зубы прокрутив ротор вправо. В результате произойдет поворот на 3,6 ? для этого примера. Кадр 3: нижний электромагнит (3) находится под напряжением, вызвав следующий поворот ротора на 3,6 ?. Кадр 4: левый электромагнит (4) включен, вновь провернет ротор на 3,6 ?. Когда верхний снова включится, ротор в конечном итоге за 4 шага вернется на один зуб, а поскольку у ротора есть 25 зубов, то полный оборот займет 100 шагов для данного примера.

2. Преимущества и недостатки шагового двигателя

2.1. Преимущества:

  • Угол поворота двигателя пропорционален количеству входных импульсов.
  • Двигатель работает с полным моментом в состоянии покоя (если обмотки подключены к питанию).
  • Прецезийне позиционирования и повторяемость шага - хорошие шаговые двигатели имеют точность около 3 - 5% шага и эти ошибки не накапливается от шага к шагу.
  • Возможность быстрого разгона, торможения и изменения направления движения.
  • Безотказность - в связи с отсутствием щеток. Долговечность двигателя зависит только от долговечности подшипников.
  • Зависимость оборотов двигателя от дискретных импульсов позволяет управлять двигателем без обратной связи, благодаря чему шаговый двигатель проще и дешевле в управлении.
  • Возможность достижения очень низких скоростей вращения с нагрузкой закрепленным непосредственно на оси двигателя.
  • Широкий диапазон скоростей вращения получаемый благодаря тому, что скорость пропорциональна частоте входных импульсов.

2.2. Недостатки:

  • Механический резонанс появляется при неправильном управлении.
  • Сложности при работе с очень высокими скоростями.
  • Возможна потеря контроля положения из-за работы без обратной связи.
  • Потребление электроэнергии не уменьшается даже без нагрузки.
  • Невысокая удельная мощность.
  • Относительно сложная схема управления.

См.. также


Источник: http://nado.znate.ru/%D0%A8%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Шаговый двигатель: принцип работы, схема, описание, характеристики Вяжем носочки тапочки детям

Эл двигатель шаговый это Эл двигатель шаговый это Эл двигатель шаговый это Эл двигатель шаговый это Эл двигатель шаговый это Эл двигатель шаговый это Эл двигатель шаговый это

ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ