Устройство шагового двигателя

Компонентами системы шагового двигателя являются: контроллер, драйвер и сам двигатель.

С помощью котроллера, шаговые двигатели преобразуют электрическую энергию в механическое движение.



Шаговый двигатель делает определенное приращение расстояния на каждом шаге. Количество шагов, контролирует степень вращения вала двигателя. Именно эта характеристика делает шаговые двигатели удобным устройством позиционирования. Скорость выполнения шага определяет скорость вращения двигателя. В 1.8° мотор шага выполнения шагов со скоростью 200 шагов в секунду будет вращаться ровно 1 оборот в секунду.

Контроллер шагового двигателя очень точно определяет, как далеко и как быстро шаговый двигатель будет вращаться. Количество шагов, которые выполняет двигатель равно числу импульсных команд, которые отдает контроллер. Двигатель будет вращаться на именно столько и с такой скоростью, которая прямо пропорциональна количеству и частоте импульсных команд.

На приведенной выше схеме показана типичная система шагового двигателя. Контроллер шагового двигателя,  драйвер шагового двигателя и непосредственно сам двигатель -  все эти элементы должны присутствовать в той или иной форме. Производительность каждого компонента влияет на другие компоненты.

Первый элемент – это генератор импульсов, также известен как контроллер шагового двигателя или индексатор. Генератор импульса отдает командные импульсы, которым будет следовать двигатель. Изменяя частоту импульсов, генератор импульсов может ускорить, замедлить или остановить двигатель Генератор импульсов должен присутствовать, иначе двигатель не будет двигаться.

Следующий компонент – это драйвер двигателя. Функцией драйвера шагового двигателя является контроль величины и направления тока в обмотках двигателя. Драйвер принимает импульсы от генератора импульсов и определяет, как и когда обмотки должны быть под напряжением. Обмотки должны быть под напряжением в определенной последовательности для создания движения.
И наконец, сам шаговый двигатель.

Существуют различные типы контроллеров шагового двигателя. Контроллер шагового электродвигателя может быть с разомкнутым или замкнутым контуром. Разница между двумя вариантами заключается в том, что система с открытым контуром направляет согласованный уровень мощности двигателя, при условии, что вращающееся поле ротора следует последовательно. Система замкнутой обратной связи используется для регулировки мощности в зависимости от типа нагрузки на двигатель подшипников. Другими словами, в замкнутой системе, информация зацикливается обратно в контроллер, который затем вносит необходимые корректировки. В системе с открытым контуром обратная связь не осуществляется.

Большинство двигателей работают с системой с открытым контуром, потому что это проще и менее затратно. Для большинства задач требуется высокая стабильность двигателя  без обратной связи, так что это просто невыгодно выбирать систему с замкнутым контуром. Однако, если поведение двигателя требуется изменять для достижения максимальной эффективности, потребуется система с замкнутым контуром.

Шаговые двигатели серии FL (гибридные двигатели стандарта NEMA)

Драйверы и контроллеры шаговых двигателей