Шаговые двигатели

Шаговые двигатели представляют собой бесщеточные двигатели с очень большим числом полюсов, 100 полюсов или 50 пар полюсов. Шаговые двигатели считаются недорогой простой системой управления движением, в которой 100-полюсный двигатель может вращать ротор в 200 уникальных положениях (шагах) за один оборот вала двигателя. В сочетании с контроллером с простым пошаговым вводом и вводом направления шаговые двигатели являются очень простыми компонентами управления движением, которые часто используются в недорогих системах управления движением. Традиционные системы шаговых двигателей работают в режиме «разомкнутого контура», где предполагается, что вращение вала двигателя происходит, учитывая количество шагов, предоставляемых приводу двигателя. Это приводит к «чрезмерной настройке» выходного крутящего момента (по существу, размера двигателя), чтобы гарантировать, что двигатель не заблокирован или не вращает полное количество входных шагов.

С добавлением энкодера (абсолютного или инкрементного) к хвостовому валу шагового двигателя можно проверить вращение вала двигателя. Использование датчика с шаговым двигателем приводит к созданию системы управления движением, которая называется «двигайся и проверяй». В этом случае шаговый двигатель больше не нужно увеличивать в размерах, чтобы двигатель вращался на нужное количество шагов. На основании информации о положении датчика обратной связи система может распознать, выполнил ли двигатель требуемое количество шагов или нет. Это приводит к более эффективной системе управления движением с точки зрения энергопотребления и физических размеров.

Предназначен для удержания крутящего момента и скорости

В последнее время шаговые двигатели применяются как бесщеточные двигатели постоянного тока, BLDC, двигатели с большим числом полюсов (100 полюсов). Работа шагового двигателя в этом режиме (шаговый сервопривод) обеспечивает более низкую стоимость сервомоторной системы благодаря более низкой стоимости шагового двигателя по сравнению с серводвигателем, но с более низкой производительностью, чем традиционные сервосистемы BLDC. Шаговые двигатели предназначены для удержания крутящего момента в первую очередь, а частота вращения, об / мин, является вторичной.

Для достижения высокого удерживающего момента шаговые двигатели имеют множество обмоток, которые создают сильные магнитные поля. Но с увеличением числа обмоток увеличивается ЭДС, которая снижает скорость вращения вала двигателя на единицу напряжения. Для шаговых серводвигателей всегда требуется обратная связь с энкодером, чтобы электроника привода могла переключать фазные токи двигателя в нужное время, чтобы вал двигателя вращался контролируемым образом. Преимущество использования шагового двигателя в качестве серводвигателя заключается в том, что при управлении по замкнутому контуру величина тока, поступающего на двигатель, пропорциональна нагрузке на двигатель. Слабый ток требуется без нагрузки, в то время как высокая нагрузка требует большого тока двигателя. Это в отличие от шагового двигателя, работающего в режиме разомкнутого контура, в котором двигатель всегда работает с максимальным током независимо от нагрузки на двигатель.

Многооборотные энкодеры POSITAL являются очень экономичным и компактным вариантом для модернизации шаговых двигателей до усовершенствованных шаговых сервосистем. Они используют технологию Wiegand в качестве системы сбора энергии и охватывают большое количество оборотов, как это требуется, например, в приложениях с линейным приводом.