Шаговый двигатель - Stepper motor

Анимация упрощенного шагового двигателя (униполярный).
Кадр 1: включается верхний электромагнит (1), притягивая ближайшие зубья зубчатого железного ротора. Если зубцы выровнены по отношению к электромагниту 1, они будут немного смещены относительно правого электромагнита (2).
Рама 2: верхний электромагнит (1) выключен, а правый электромагнит (2) находится под напряжением, подтягивая зубья к совмещению с ним. В этом примере это приводит к повороту на 3,6 °.
Рамка 3: нижний электромагнит (3) находится под напряжением; происходит еще одно вращение на 3,6 °.
Кадр 4:На левый электромагнит (4) подается напряжение, и он снова поворачивается на 3,6 °. При повторном включении верхнего электромагнита (1) ротор повернется на одно положение зуба; поскольку имеется 25 зубцов, в этом примере для полного вращения потребуется 100 шагов.

Шаговый двигатель , также известный как шаговый двигатель или шагового двигатель , является бесщеточным электродвигателем постоянного тока , который делит полный оборот на несколько равных шаги. Положение двигателя можно задать для перемещения и удержания на одном из этих этапов без какого-либо датчика положения для обратной связи ( контроллер с разомкнутым контуром ), пока двигатель правильно настроен для применения в отношении крутящего момента и скорости.

Импульсные реактивные двигатели - это очень большие шаговые двигатели с уменьшенным числом полюсов и, как правило, с коммутацией по замкнутому контуру .

Механизм

Шаговый двигатель
Биполярный гибридный шаговый двигатель

Щеточные двигатели постоянного тока непрерывно вращаются, когда на их клеммы подается постоянное напряжение . Шаговый двигатель известен своим свойством преобразовывать последовательность входных импульсов (обычно прямоугольных волн) в точно определенное приращение вращательного положения вала. Каждый импульс вращает вал на фиксированный угол.

Шаговые двигатели, по сути, имеют несколько «зубчатых» электромагнитов, расположенных в виде статора вокруг центрального ротора, металлической детали в форме шестеренки. Электромагниты возбуждаются внешней схемой драйвера или микроконтроллером . Чтобы вал двигателя вращался, сначала на один электромагнит подается мощность, которая магнитно притягивает зубья шестерни. Когда зубья шестерни выровнены относительно первого электромагнита, они немного смещены относительно следующего электромагнита. Это означает, что когда следующий электромагнит включен, а первый выключен, шестерня слегка поворачивается, чтобы выровняться со следующей. Оттуда процесс повторяется. Каждое из этих вращений называется «шагом», когда целое число шагов совершает полный оборот. Таким образом, двигатель можно повернуть на точный угол.

Круговое расположение электромагнитов разделено на группы, каждая группа называется фазой, и в каждой группе имеется равное количество электромагнитов. Количество групп выбирается конструктором шагового двигателя. Электромагниты каждой группы чередуются с электромагнитами других групп, чтобы сформировать единообразную схему расположения. Например, если у шагового двигателя есть две группы, обозначенные как A или B, и всего десять электромагнитов, то шаблон группировки будет ABABABABAB.

Электромагниты в одной группе запитаны вместе. Из-за этого шаговые двигатели с большим количеством фаз обычно имеют больше проводов (или выводов) для управления двигателем.


Типы

Есть три основных типа шаговых двигателей:

  1. Шаговый двигатель с постоянным магнитом
  2. Шаговый двигатель с переменным сопротивлением
  3. Гибридный синхронный шаговый двигатель

Двигатели с постоянными магнитами используют постоянный магнит (PM) в роторе и работают за счет притяжения или отталкивания между PM ротора и электромагнитами статора .

Импульсы перемещают ротор дискретными шагами, по часовой или против часовой стрелки. Если оставить питание на последнем этапе, в этом месте вала останется прочный фиксатор . Этот фиксатор имеет предсказуемую жесткость пружины и заданный предел крутящего момента; проскальзывание происходит при превышении лимита. Если ток отключен, остается меньшая фиксация , поэтому положение вала удерживается против пружины или других влияний крутящего момента. После этого шаг может быть возобновлен при надежной синхронизации с управляющей электроникой.

Двигатели с переменным сопротивлением (VR) имеют ротор из простого железа и работают по принципу, согласно которому минимальное сопротивление достигается при минимальном зазоре, следовательно, точки ротора притягиваются к полюсам магнита статора . В то время как гибридные синхронные представляют собой комбинацию типов постоянного магнита и переменного магнитного сопротивления, чтобы максимизировать мощность при небольшом размере.

Двигатели VR имеют фиксаторы включения, но не имеют фиксаторов отключения питания.

Двухфазные шаговые двигатели

В двухфазном шаговом двигателе существует два основных устройства намотки электромагнитных катушек : биполярное и униполярное.

Униполярные двигатели

Катушки униполярного шагового двигателя

У униполярного шагового двигателя одна обмотка с центральным выводом на фазу. Каждая секция обмоток включается для каждого направления магнитного поля. Так как в этом устройстве магнитный полюс можно поменять местами без переключения полярности общего провода, схема коммутации может быть просто одним переключающим транзистором для каждой половинной обмотки. Обычно для данной фазы центральный ответвитель каждой обмотки делается общим: это дает три вывода на фазу и шесть выводов для типичного двухфазного двигателя. Часто эти две общие фазы соединены внутри, поэтому у двигателя всего пять выводов.

Для активации управляющих транзисторов в правильном порядке можно использовать микроконтроллер или контроллер шагового двигателя , и эта простота в эксплуатации делает униполярные двигатели популярными среди любителей; они, вероятно, являются самым дешевым способом получения точных угловых перемещений. Для экспериментатора обмотки могут быть идентифицированы путем соприкосновения клеммных проводов в двигателях с постоянными магнитами. Если выводы катушки соединены, вал поворачивать становится труднее. Один из способов отличить центральный отвод (общий провод) от провода на конце катушки - это измерить сопротивление. Сопротивление между общим проводом и проводом на конце катушки всегда составляет половину сопротивления между проводами на конце катушки. Это связано с тем, что длина катушки в два раза больше между концами и только половина от центра (общий провод) до конца. Быстрый способ определить, работает ли шаговый двигатель, - это закоротить каждые две пары и попытаться провернуть вал. Всякий раз, когда сопротивление превышает нормальное, это указывает на то, что цепь конкретной обмотки замкнута и фаза исправна.

Подобные шаговые двигатели часто сопровождаются редуктором для увеличения выходного крутящего момента. Показанный здесь использовался в планшетном сканере .
28BYJ-48 с драйвером ULN2003 - один из самых популярных шаговых двигателей среди любителей.


Биполярные двигатели

Биполярный шаговый двигатель, используемый в приводах DVD для перемещения лазерной сборки.

Биполярные двигатели имеют по одной обмотке на фазу. Ток в обмотке необходимо реверсировать, чтобы перевернуть магнитный полюс, поэтому схема управления должна быть более сложной, обычно с Н-мостовой схемой (однако есть несколько готовых микросхем драйверов, чтобы сделать это простое дело). На каждую фазу приходится два вывода, ни один из них не является общим.

Типичная схема управления для двухкатушечного биполярного шагового двигателя будет: A + B + A− B−. Т.е. катушка A возбуждения с положительным током, затем снять ток с катушки A; затем запустить катушку B с положительным током, затем снять ток с катушки B; затем запустить катушку A с отрицательным током (переключение полярности путем переключения проводов, например, с помощью моста H), затем снять ток с катушки A; затем подайте катушку B отрицательным током (снова меняя полярность, как в катушке A); цикл завершается и начинается заново.

Эффекты статического трения при использовании H-образного моста наблюдались с некоторыми топологиями привода.

Смешение шагового сигнала на более высокой частоте, на которую двигатель не может реагировать, уменьшит этот эффект «статического трения».

Биполярный шаговый двигатель с зубчатым редуктором, используемый в планшетном сканере .

Поскольку обмотки используются лучше, они более мощные, чем униполярный двигатель того же веса. Это связано с физическим пространством, занимаемым обмотками. У униполярного двигателя вдвое больше проводов в том же пространстве, но в любой момент времени используется только половина, следовательно, его КПД составляет 50% (или примерно 70% доступного крутящего момента). Хотя биполярный шаговый двигатель сложнее управлять, обилие микросхем драйверов означает, что этого гораздо проще достичь.

8-выводный шаговый двигатель похож на униполярный шаговый двигатель, но выводы не имеют общего внутреннего соединения с двигателем. Этот тип двигателя может быть подключен в нескольких конфигурациях:

  • Униполярный.
  • Биполярный с последовательными обмотками. Это дает более высокую индуктивность, но меньший ток на обмотку.
  • Биполярный с параллельными обмотками. Это требует более высокого тока, но может работать лучше, поскольку индуктивность обмотки уменьшается.
  • Биполярный с одной обмоткой на фазу. Этот метод будет запускать двигатель только на половине имеющихся обмоток, что снизит доступный крутящий момент на низкой скорости, но потребует меньшего тока.

Шаговые двигатели с большим числом фаз

Многофазные шаговые двигатели с большим количеством фаз, как правило, имеют гораздо более низкий уровень вибрации. Хотя они более дорогие, они имеют более высокую удельную мощность и с соответствующей приводной электроникой часто лучше подходят для применения.

Схемы драйверов

Шаговый двигатель со схемой привода Adafruit Motor Shield для использования с Arduino

Производительность шагового двигателя сильно зависит от схемы драйвера . Кривые крутящего момента могут быть расширены до более высоких скоростей, если полюса статора можно реверсировать быстрее, при этом ограничивающим фактором является комбинация индуктивности обмотки. Чтобы преодолеть индуктивность и быстро переключить обмотки, необходимо увеличить напряжение привода. Это приводит к необходимости ограничения тока, который в противном случае может вызвать такое высокое напряжение.

Дополнительным ограничением, часто сравнимым с влиянием индуктивности, является обратная ЭДС двигателя. Когда ротор двигателя вращается, генерируется синусоидальное напряжение, пропорциональное скорости (скорости шага). Это переменное напряжение вычитается из имеющейся формы волны напряжения, чтобы вызвать изменение тока.

Схемы драйвера L / R

Цепи драйвера L / R также называются приводами постоянного напряжения, потому что постоянное положительное или отрицательное напряжение прикладывается к каждой обмотке для установки положений шага. Однако именно ток обмотки, а не напряжение, передает крутящий момент на вал шагового двигателя. Ток I в каждой обмотке связан с приложенным напряжением V индуктивностью L и сопротивлением обмотки R. Сопротивление R определяет максимальный ток в соответствии с законом Ома I = V / R. Индуктивность L определяет максимальную скорость изменения тока в обмотке согласно формуле для катушки индуктивности dI / dt = V / L. Результирующий ток для импульса напряжения представляет собой быстро возрастающий ток в зависимости от индуктивности. Это достигает значения V / R и сохраняется до конца импульса. Таким образом, при управлении от привода постоянного напряжения максимальная скорость шагового двигателя ограничена его индуктивностью, поскольку на некоторой скорости напряжение U будет изменяться быстрее, чем ток I. Проще говоря, скорость изменения тока равна L / R (например, для индуктивности 10 мГн с сопротивлением 2 Ом потребуется 5 мс для достижения примерно 2/3 максимального крутящего момента или примерно 24 мс для достижения 99% максимального крутящего момента). Для получения высокого крутящего момента на высоких скоростях требуется большое напряжение привода с низким сопротивлением и низкой индуктивностью.

С приводом L / R можно управлять резистивным двигателем низкого напряжения с приводом более высокого напряжения, просто добавляя внешний резистор последовательно с каждой обмоткой. Это приведет к потере мощности резисторов и выделению тепла. Поэтому он считается малоэффективным, хотя и простым и дешевым.

Современные драйверы, работающие в режиме напряжения, преодолевают некоторые из этих ограничений, приближая синусоидальную форму волны напряжения к фазам двигателя. Амплитуда формы волны напряжения настроена так, чтобы увеличиваться со скоростью шага. При правильной настройке это компенсирует влияние индуктивности и обратной ЭДС , обеспечивая приличную производительность по сравнению с драйверами токового режима, но за счет конструктивных усилий (процедур настройки), которые проще для драйверов токового режима.

Цепи привода прерывателя

Цепи привода прерывателя называются приводами с регулируемым током, потому что они генерируют управляемый ток в каждой обмотке, а не прикладывают постоянное напряжение. Цепи привода прерывателя чаще всего используются с двухобмоточными биполярными двигателями, при этом две обмотки приводятся в движение независимо для обеспечения определенного крутящего момента двигателя по часовой или против часовой стрелки. На каждую обмотку подается напряжение «питания» в виде прямоугольной волны; пример 8 кГц .. Индуктивность обмотки сглаживает ток, который достигает уровня, соответствующего скважности прямоугольной волны . Чаще всего на контроллер подаются биполярные (+ и -) напряжения питания относительно возврата обмотки. Таким образом, 50% -ный рабочий цикл приводит к нулевому току. 0% приводит к полному U / R току в одном направлении. 100% приводит к полному току в обратном направлении. Этот уровень тока контролируется контроллером путем измерения напряжения на небольшом измерительном резисторе, включенном последовательно с обмоткой. Это требует дополнительной электроники для измерения токов обмоток и управления переключением, но это позволяет шаговым двигателям работать с более высоким крутящим моментом на более высоких скоростях, чем приводы L / R. Это также позволяет контроллеру выводить заранее определенные уровни тока, а не фиксированные. Интегрированная электроника для этой цели широко доступна.

Осциллограммы фазного тока

Различные режимы привода, показывающие ток катушки на 4-фазном униполярном шаговом двигателе.

Шаговый двигатель - это многофазный синхронный двигатель переменного тока (см. Теорию ниже), который в идеале приводится в действие синусоидальным током. Форма волны полного шага является грубым приближением к синусоиде и является причиной того, что двигатель так сильно вибрирует. Для лучшего приближения синусоидальной формы волны возбуждения были разработаны различные методы возбуждения: это полушаговый и микрошаговый.

Волновой привод (одна фаза включена)

В этом методе привода одновременно активируется только одна фаза. У него такое же количество ступеней, что и у полношагового привода, но двигатель будет иметь значительно меньший крутящий момент, чем номинальный. Используется редко. На анимированном рисунке, показанном выше, изображен волновой приводной двигатель. На анимации у ротора 25 зубцов, и требуется 4 шага, чтобы повернуться на одно положение зуба. Таким образом, на полный оборот будет 25 × 4 = 100 шагов, и каждый шаг будет составлять 360/100 = 3,6 градуса.

Полноступенчатый привод (включены две фазы)

Это обычный метод для полного шага двигателя. Две фазы всегда включены, поэтому двигатель обеспечивает максимальный номинальный крутящий момент. Как только одна фаза отключается, включается другая. Волновой привод и однофазный полный шаг - это одно и то же, с одинаковым количеством шагов, но с разницей в крутящем моменте.

Полушаг

В полушаговом режиме привод попеременно включается между двумя фазами и одной фазой. Это увеличивает угловое разрешение. Двигатель также имеет меньший крутящий момент (примерно 70%) в положении полного шага (когда включена только одна фаза). Это можно уменьшить, увеличив ток в активной обмотке для компенсации. Преимущество полушагового режима состоит в том, что электроника привода не требует изменений, чтобы поддерживать его. На анимированном рисунке, показанном выше, если мы изменим его на полушаг, тогда потребуется 8 шагов, чтобы повернуть на 1 позицию зубца. Таким образом, будет 25 × 8 = 200 шагов на полный оборот, и каждый шаг будет 360/200 = 1,8 °. Его угол на шаг составляет половину полного шага.

Микрошаг

То, что обычно называют микрошагом, часто является синусо-косинусным микрошагом, при котором ток обмотки приближается к синусоидальной форме волны переменного тока. Обычный способ получения синусо-косинусного тока - это схемы с чоппером. Синусо-косинусный микрошаг является наиболее распространенной формой, но могут использоваться и другие формы сигналов. Независимо от используемой формы волны, когда микрошаги становятся меньше, работа двигателя становится более плавной, что значительно снижает резонанс в любых частях, к которым двигатель может быть подключен, а также в самом двигателе. Разрешение будет ограничено механическим заеданием , люфтом и другими источниками ошибок между двигателем и конечным устройством. Редукторы можно использовать для увеличения разрешения позиционирования.

Уменьшение размера шага - важная особенность шаговых двигателей и основная причина их использования при позиционировании.

Пример: многие современные гибридные шаговые двигатели рассчитаны таким образом, что ход каждого полного шага (например, 1,8 градуса за полный шаг или 200 полных шагов за оборот) будет в пределах 3% или 5% хода каждого второго полного шага, пока поскольку двигатель работает в заданных рабочих диапазонах. Некоторые производители показывают, что их двигатели могут легко поддерживать 3% или 5% равенство размера шага, поскольку размер шага уменьшается с полного шага до 1/10 шага. Затем, когда число делителя микрошага увеличивается, повторяемость размера шага ухудшается. При большом уменьшении размера шага можно подать множество команд микрошага до того, как вообще произойдет какое-либо движение, и тогда движение может быть "прыжком" в новую позицию. Некоторые ИС шагового контроллера используют увеличенный ток, чтобы минимизировать такие пропущенные шаги, особенно когда импульсы пикового тока в одной фазе в противном случае были бы очень короткими.

Теория

Шаговый двигатель можно рассматривать как синхронный двигатель переменного тока с увеличенным числом полюсов (как на роторе, так и на статоре), при этом следует учитывать, что у них нет общего знаменателя. Кроме того, магнитомягкий материал с множеством зубцов на роторе и статоре позволяет дешево умножать количество полюсов (реактивный двигатель). Современные степперы имеют гибридную конструкцию, имеют как постоянные магниты, так и сердечники из мягкого железа .

Для достижения полного номинального крутящего момента катушки в шаговом двигателе должны достигать своего полного номинального тока на каждом шаге. Индуктивность обмотки и противо-ЭДС, генерируемые движущимся ротором, имеют тенденцию сопротивляться изменениям тока возбуждения, так что по мере увеличения скорости двигателя все меньше и меньше времени тратится на полный ток, что снижает крутящий момент двигателя. При дальнейшем увеличении скорости ток не достигнет номинального значения, и в конечном итоге двигатель перестанет создавать крутящий момент.

Момент втягивания

Это мера крутящего момента, создаваемого шаговым двигателем, когда он работает без состояния ускорения. На низких скоростях шаговый двигатель может синхронизироваться с приложенной частотой шага, и этот момент втягивания должен преодолевать трение и инерцию. Важно убедиться, что нагрузка на двигатель фрикционная, а не инерционная, поскольку трение снижает любые нежелательные колебания.

Кривая втягивания определяет область, называемую областью пуска / остановки. В этой области двигатель может быть запущен / остановлен мгновенно с приложенной нагрузкой и без потери синхронизма.

Вытягивающий момент

Вытяжной момент шагового двигателя измеряется путем разгона двигателя до желаемой скорости и последующего увеличения крутящего момента до тех пор, пока двигатель не остановится или не пропустит шаги. Это измерение проводится в широком диапазоне скоростей, и результаты используются для построения кривой динамических характеристик шагового двигателя . Как отмечено ниже, на эту кривую влияют напряжение возбуждения, ток возбуждения и методы переключения тока. Разработчик может включить коэффициент безопасности между номинальным крутящим моментом и расчетным крутящим моментом при полной нагрузке, необходимым для данного приложения.

Момент фиксации

Синхронные электродвигатели, использующие постоянные магниты, имеют резонансный крутящий момент удержания положения (называемый крутящим моментом фиксации или зубчатым зацеплением и иногда включаемый в технические характеристики), когда они не приводятся в действие электрическим током. Магнитные сердечники из мягкого железа не проявляют такого поведения.

Звон и резонанс

Когда двигатель перемещается на один шаг, он выходит за пределы конечной точки покоя и колеблется вокруг этой точки, когда он приходит в состояние покоя. Этот нежелательный звон возникает как вибрация ротора двигателя и более выражен у ненагруженных двигателей. Незагруженный или недогруженный двигатель может и часто будет останавливаться, если испытываемая вибрация достаточна для потери синхронизации.

Шаговые двигатели работают с собственной частотой . Когда частота возбуждения соответствует этому резонансу, звон становится более выраженным, шаги могут быть пропущены, а остановка более вероятна. Резонансную частоту двигателя можно рассчитать по формуле:

М ч
Удерживающий момент Н · м
п
Количество пар полюсов
J r
Инерция ротора кг · м²

Величина нежелательного звона зависит от обратной ЭДС, возникающей в результате скорости ротора. Результирующий ток способствует демпфированию, поэтому важны характеристики схемы возбуждения. Звон ротора можно описать с помощью коэффициента демпфирования .

Рейтинги и характеристики

На паспортных табличках шаговых двигателей обычно указывается только ток обмотки, а иногда и напряжение и сопротивление обмотки. Номинальное напряжение будет обеспечивать номинальный ток обмотки при постоянном токе: но это в большинстве случаев бессмысленное значение, поскольку все современные драйверы ограничивают ток, а напряжения привода значительно превышают номинальное напряжение двигателя.

В даташитах от производителя часто указывается индуктивность. Обратная ЭДС также важна, но редко указывается (ее легко измерить с помощью осциллографа). Эти цифры могут быть полезны для более детального проектирования электроники, при отклонении от стандартных напряжений питания, адаптации электроники драйвера сторонних производителей или при выборе между моделями двигателей с аналогичными характеристиками по размеру, напряжению и крутящему моменту.

Крутящий момент на низкой скорости шагового двигателя будет напрямую зависеть от тока. Скорость падения крутящего момента на более высоких скоростях зависит от индуктивности обмотки и схемы возбуждения, к которой она подключена, особенно от управляющего напряжения.

Шаговые двигатели должны иметь размер в соответствии с опубликованной кривой крутящего момента , которая указана производителем при определенных напряжениях привода или с использованием собственной схемы привода. Провалы на кривой крутящего момента указывают на возможные резонансы, влияние которых на область применения следует понимать разработчикам.

Шаговые двигатели, адаптированные к суровым условиям окружающей среды, часто называют классом IP65 .

Шаговые двигатели NEMA

Национальная ассоциация производителей электрооборудования США (NEMA) стандартизирует различные размеры, маркировку и другие аспекты шаговых двигателей в соответствии со стандартом NEMA (NEMA ICS 16-2001). Шаговые двигатели NEMA маркируются размером лицевой панели, NEMA 17 представляет собой шаговый двигатель с лицевой панелью 1,7 на 1,7 дюйма (43 мм × 43 мм) и размерами, указанными в дюймах. В стандарте также указаны двигатели с размерами лицевой панели, указанными в метрических единицах. Эти двигатели обычно обозначаются NEMA DD, где DD - это диаметр лицевой панели в дюймах, умноженный на 10 (например, NEMA 17 имеет диаметр 1,7 дюйма). Существуют дополнительные спецификации для описания шаговых двигателей, и такие подробности можно найти в стандарте ICS 16-2001.

Приложения

Шаговые двигатели с компьютерным управлением - это тип системы позиционирования с контролем движения . Как правило, они управляются цифровым способом как часть разомкнутой системы для использования в приложениях для удержания или позиционирования.

В области лазеров и оптики они часто используются в оборудовании для точного позиционирования, таком как линейные приводы , линейные ступени , поворотные ступени , гониометры и крепления для зеркал . Другие применения - в упаковочном оборудовании и позиционировании пилотных ступеней клапана для систем управления текучей средой .

В коммерческих целях шаговые двигатели используются в дисководах для гибких дисков , планшетных сканерах , компьютерных принтерах , плоттерах , игровых автоматах , сканерах изображений , приводах компакт- дисков, интеллектуальном освещении , объективах фотоаппаратов , станках с ЧПУ и 3D-принтерах .

Система шагового двигателя

Система шагового двигателя состоит из трех основных элементов, часто в сочетании с каким-либо типом пользовательского интерфейса (главный компьютер, ПЛК или немой терминал):

Индексаторы
Индексатор (или контроллер) - это микропроцессор, способный генерировать пошаговые импульсы и сигналы направления для драйвера. Кроме того, индексатор обычно требуется для выполнения многих других сложных командных функций.
Драйверы
Драйвер (или усилитель) преобразует командные сигналы индексатора в мощность, необходимую для питания обмоток двигателя. Существует множество типов драйверов с разным номинальным напряжением и током, а также конструкцией. Не все драйверы подходят для работы со всеми двигателями, поэтому при разработке системы управления движением процесс выбора драйвера имеет решающее значение.
Шаговые двигатели
Шаговый двигатель - это электромагнитное устройство, преобразующее цифровые импульсы в механическое вращение вала. Преимуществами шаговых двигателей являются низкая стоимость, высокая надежность, высокий крутящий момент на низких скоростях и простая прочная конструкция, которая работает практически в любых условиях. Основными недостатками использования шагового двигателя являются резонансный эффект, который часто проявляется на низких скоростях, и уменьшение крутящего момента с увеличением скорости.

Преимущества

  • Достигнута низкая стоимость контроля
  • Высокий крутящий момент при запуске и низких скоростях
  • Прочность
  • Простота конструкции
  • Может работать в системе управления без обратной связи
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Меньше шансов заглохнуть или поскользнуться
  • Работает в любых условиях
  • Может широко использоваться в робототехнике.
  • Высокая надежность
  • Угол поворота двигателя пропорционален входному импульсу.
  • Двигатель имеет полный крутящий момент в состоянии покоя (если обмотки находятся под напряжением).
  • Точное позиционирование и повторяемость движения, поскольку хорошие шаговые двигатели имеют точность 3–5% шага, и эта ошибка не накапливается от одного шага к другому.
  • Отличная реакция на пуск / остановку / движение задним ходом.
  • Очень надежен, так как в моторе нет контактных щеток. Следовательно, срок службы двигателя просто зависит от срока службы подшипника.
  • Реакция двигателей на цифровые входные импульсы обеспечивает управление без обратной связи, что упрощает управление двигателем и снижает его стоимость.
  • Можно достичь очень низкоскоростного синхронного вращения с нагрузкой, непосредственно связанной с валом.
  • Может быть реализован широкий диапазон скоростей вращения, поскольку скорость пропорциональна частоте входных импульсов.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки