1.1 Общие принципы шаговых двигателей

Шаговый двигатель - механическое устройство, преобразующее электрические импульсы в механическое, причём, в отличие от других двигателей, "управляемое" движение, т.е. угол поворота ротора зависит от количества поступивших на двигатель импульсов. Шаг такого двигателя - величина угла поворота ротора за один поданный импульс. Внешне шаговый двигатель не отличается от двигателей других типов. Обычно это - цилиндрический корпус, вал, несколько выводов. (рис.1.1)

Шаговые двигатели обладают некоторыми уникальными свойствами, что делает порой их исключительно удобными для применения или даже незаменимыми, а именно:

Рис. 1.1 Внешний вид ШД семейства ДШИ-200.

угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые поданы на двигатель

двигатель обеспечивает полный момент в режиме остановки (если обмотки запитаны)

Хорошие шаговые двигатели имеют точность 3-5% от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу.

возможность быстрого старта/остановки/реверсирования

высокая надежность, связанная с отсутствием щеток, срок службы шагового двигателя фактически определяется сроком службы подшипников

однозначная зависимость положения от входных импульсов обеспечивает позиционирование без обратной связи (т.е. без дополнительных затрат на устройства реализующие ОС - датчики положения ротора, согласование их с устройством управления и т.д.)

возможность получения очень низких скоростей вращения для нагрузки, присоединенной непосредственно к валу двигателя без промежуточного редуктора

может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей, скорость пропорциональна частоте входных импульсов

Также существуют некоторые недостатки:

Шаговым двигателям свойственен нежелательный эффект, называемый резонансом. Эффект проявляется в виде внезапного падения момента на некоторых скоростях. Это может привести к пропуску шагов и потере синхронности. Эффект проявляется в том случае, если частота шагов совпадает с собственной резонансной частотой ротора двигателя

возможна потеря контроля положения ввиду работы без обратной связи

потребление энергии не уменьшается даже без нагрузки

затруднена работа на высоких скоростях

невысокая удельная мощность

относительно сложная схема управления