Silniki krokowe

Silniki krokowe to rodzaj bezszczotkowych silników, posiadających dużą liczbę biegunów - 100 biegunów lub 50 par biegunów. Ten typ silników uważany jest za ekonomiczny i prosty w budowie, w którym silnik 100 biegunowy pozwala na obrót wirnika w 200 unikalnych pozycjach (krokach) podczas jednego obrotu wału silnika. Silniki krokowe znajdują zastosowanie w wielu aplikacjach sterowania ruchem. Tradycyjne układy działają w trybie “otwartej pętli”, w którym zakłada się wystąpienie obrotu wału silnika, biorąc pod uwagę liczbę kroków wykonanych przez napęd silnika. Powoduje to „przekroczenie” wyjściowego momentu obrotowego (zasadniczo wielkości silnika), który zabezpiecza przed zatrzymaniem się silnika.

Integracja silnika krokowego z enkoderem (absolutnym lub inkrementalnym) pozwala monitorować obroty silnika. Zastosowanie enkodera z silnikiem krokowym w systemach sterowania określane jest jako rusz i sprawdź (ang. move and verify). W tego typu przypadkach nie ma potrzeby dobierania silnika o większej mocy w celu zapewnienia obrotu o żądaną liczbę kroków. Enkoder dostarcza informację do systemu, czy silnik wykonał żądaną ilość kroków, czyniąc tym samym cały układ efektywniejszym, również pod względem zużycia prądu.

Zaprojektowany do utrzymywania momentu obrotowego i prędkości

Silniki krokowe stosowane są ostatnio jako silniki bezszczotkowe DC, BLDC lub silniki o dużej ilości biegunów (100 biegunów). Praca silnika krokowego w trybie Serwo-krokowym umożliwia obniżenie kosztów systemu sterującego ze względu na niższy koszt silników krokowych w porównaniu do Serwo-silników. Tego typu rozwiązania są jednak mniej wydajne niż tradycyjne serwo-silniki BLDC. Silniki krokowe są zaprojektowane tak, aby najpierw zapewnić i utrzymać zadany moment obrotowy, prędkość jest kwestią drugorzędną.

W celu osiągnięcia wysokiego momentu obrotowego silniki krokowe posiadają wiele uzwojeń, które wytwarzają silne pole magnetyczne. Jednak wraz ze wzrostem liczby uzwojeń, zwiększa się również wartość siły elektromotorycznej, która zmniejsza prędkość wału silnika przypadającą na jednostkę napięcia. Serwo-silniki krokowe wymagają sprzężenia zwrotnego z enkodera. Sygnał z enkodera pozwala na przełączenie prądów fazowych silnika w odpowiednim czasie, zapewniając ciągłość i kontrolę ruchu silnika. Zaletą zastosowania silnika krokowego jako serwo-silnika jest fakt, że przy sterowaniu w zamkniętej pętli ilość prądu pobieranego przez silnik jest proporcjonalna do obciążenia silnika. Brak obciążenia to bardzo niski prąd, podobnie wysokie obciążenie to duży prąd silnika. W przypadku silnika krokowego pracującego w trybie otwartej pętli silnik pracuje z maksymalnym prądem, niezależnie od obciążenia.

Bezbateryjne, Wieloobrotowe Kit Enkodery to bardzo ekonomiczna i kompaktowa propozycja dedykowana silnikom krokowym. W celu pozyskiwania energii wykorzystują Technologię Wieganda . Pokrywają dużą liczbę obrotów, dzięki czemu jest to atrakcyjne rozwiązanie dla aplikacji z napędem liniowym.