Электродвигатели. Шаговые двигатели
Особенности шаговых двигателей
Шаговые двигатели (ШД) применяются в качестве исполнительных элементов в системах с дискретным приводом. Частота вращения и суммарный угол поворота вала ШД пропорциональны соответственно частоте и числу поданных импульсов управления. При отсутствии управляющих импульсов ШД находится в режиме фиксированной стоянки и сохраняет конечные результаты предыдущих перемещений. Привод с ШД сочетает возможности глубокого регулирования часто- ты вращения с возможностью числового задания и надежной фиксации конечных координат. По конструкции и принципу работы ШД подразделяются на двигатели механического и электромашинного типов. Преимущественное распространение имеют ШД электромашинного типа с активным и пассивным роторами, в последнее время появились также ШД с гибким ротором (волновые ШД), разрабатываются ШД гибридного типа. Двигатели с активным ротором (с постоянными магнитами на роторе) обладают относительно большим моментом, высокой скоростью приемистости (до 5000 об/мин). Распространение получили четырехфазные и трехфазные ШД с активным ротором. Эти двигатели могут выполняться с фиксирующим моментом при обесточенных обмотках. Особенностью этих ШД являются относительно большие значения шага (15° и более) и сравнительно невысокая приемистость (до 500 шагов/с). Двигатели с пассивным ротором (индукторные и реактивные) позволяют получать повышенную приемистость (до 1000 шагов/с и более) и малые значения шага (до 1°). Фиксация пассивного ротора при обесточенных обмотках требует отдельного фиксирующего устройства и, как правило, не применяется. Волновые ШД (с гибким ротором) представляют собой конструктивное единство синхронного реактивного двигателя и волновой зубчатой передачи, причем гибкий элемент передачи одновременно является ротором ШД. Функциональными особенностями волновых ШД являются возможность получения малых шагов (менее 1°); повышенная приемистость (до 2000 шагов/с и более); значительные моменты на валу; возможность работы на большие инерционные нагрузки, малые объем и масса на единицу момента. Для питания ШД применяются специальные блоки управления, которые обеспечивают преобразование унитарной последовательности импульсов в m-фазную систему напряжений, питающих обмотки ШД через усилители мощности. Параметры блока управления определяются числом обмоток, потребляемым током и порядком коммутации обмоток ШД. Технический уровень блока управления определяется в основном примененной в них элементной базой.
