Кроковий двигун: принцип роботи

Крокові двигуни – являють собою електромеханічні пристрої, які здатні перетворювати сигнали зовнішнього управління в кутовий (або ж лінійне) рух ротора електродвигуна з повною його фіксацією в певному місці знаходження без використання пристроїв працюють за принципом зворотного зв’язку.

Нинішні крокові двигуни (електродвигуни) по суті своїй є звичайними синхронними електричними двигунами без стартовою обмотки, що зазвичай розташовується на роторі движка. Це обумовлюється асинхронним, а частотним запуском крокової двигуна. Самі ж ротори електродвигуна можуть бути непорушення (пасивними) і збудженими (активними).

Основний принцип роботи крокового двигуна полягає в наступному – двополюсний ротор електродвигуна, зроблений зі спеціальної магнітомягкого стали розташовується в чотириполюсним статорі. Перша полюсна пара зроблена з магнітів (постійних), на другій парі – є обмотка управління кроковим електродвигуном. У той час, коли струм в обмотках управління відсутня, ротор двигуна розташовується уздовж магнітів і стабільно утримується з деяким зусиллям (залежне від сили магнітного потоку).

Як тільки здійснюється подача напруги (постійного) на обмотку управління кроковим електродвигуном з’являється магнітний потік, що більший магнітного потоку наявних постійних магнітів. Під впливом зусилля (електромагнітного) ротор починає змінювати кут, намагаючись увійти в становище співвісний з полюсами обмотки управління. Наступний імпульс управління повністю відключає електричну напругу з обмотки управління. Внаслідок цього ротор движка рухається під впливом магнітного потоку магнітів.

Перевагою звичайних однофазних крокових двигунів (які мають постійний магніт) є простота схеми управління двигуном і його конструкція. Для утримування ротора при відсутності струму керування в обмотці немає потреби у витраті електроенергії. Крокові двигуни даного різновиду відпрацьовують подаються імпульси з частотою до 200-300 Герц. На противагу у цих движків досить малий ККД, а також відсутня можливість реверсу. Для можливості роботи реверсу зубці ротора і статора двигуна обов’язково повинні бути симетричними (на відміну від одностороннього руху).

Управління кроковим двигуном, в залежності від різновиду електронного комутатора, може бути:

1) однополярним або різнополярним
2) симетричним або несиметричним
3) імпульсним або потенційним.

У разі різнополярного харчування напруга для кожної фази змінюється в межах – від -U до + U, а для однополярного управління – від 0 до + U. Симетричним називається управління, якщо при кожному такті комутації управління діє однакове число робочих обмоток двигуна, ну, і несиметричним – якщо різне число обмоток. У разі потенційного управління постійна напруга на обмотках крокового двигуна змінюється тільки під час подачі імпульсів управління, при відсутності сигналу керування група обмоток або одна обмотка знаходяться під постійною напругою, а безпосереднє розташування ротора двигуна чітко фіксується магнітним полем обмоток. Імпульсне керування характеризується подачею напруги на обмотки тільки на момент здійснення кроку, після чого воно відключається.

Посилання на основну публікацію