Стъпков двигател, предимства, недостатъци, приложения, работа

Стъпков двигател

Това е електромеханично цифрово устройство, в което входът е електрически сигнал, а изходът, който получаваме, е механичен. Освен това е цифрово устройство, защото изисква импулси. Стъпковият двигател е специален тип синхронен двигател, който се използва за завъртане на ротора за определен брой градуси за всеки електрически импулс, получен от неговия контролен блок или 15 градуса на импулс.

Това е двигател, който може да се върти в двете посоки, т.е. по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка, да се движи на точни ъглови стъпки в градуси, да поддържа задържащ въртящ момент при нулева скорост и може да се управлява с цифрови сигнали. Той се движи в ъглови позиции или ъглови увеличения, наречени стъпки, които реагират на цифров импулс към веригата на електрическото задвижване.

Стъпковият двигател работи на принципа, че роторът се подравнява в определена позиция със зъбите на възбуждащия полюс в магнитна верига. Минималният път на съпротивление съществува с полюса на възбуждане. Възбуждането зависи от броя на входните импулси. Той задейства поредица от стъпкови движения в отговор на поредица от входни импулси.

Изходът на стъпковия двигател се определя изцяло от броя на входните импулси, дадени на системата. Движението на стъпките може да бъде ъглово или линейно и може да бъде по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка. Всеки импулсен вход задейства едно стъпково движение и всеки оборот на стъпковия двигател се състои от определен брой отделни стъпкови движения.

Размерът на стъпката обикновено е между 1,5 и 30 градуса. Обикновено тези двигатели се произвеждат със стъпки на оборот. Тези стъпкови двигатели са или биполярни, които изискват два източника на захранване, или еднополюсни, които изискват само един източник на захранване.

Стъпковите двигатели се класифицират въз основа на структура и производителност:

1. Стъпков двигател с променливо съпротивление

2. Стъпков двигател с постоянен магнит

3. Хибриден стъпков двигател с постоянен магнит

Състои се от ротор, който е направен от постоянен магнит, а статорът е направен от електромагнити. Когато захранването се подаде към намотката, статорът развива магнитно поле в статора. С помощта на това въртящо се магнитно поле роторът в двигателя започва да се движи.

Предимства на стъпковия двигател

1. Проста конструкция и работи във всяка ситуация.

2. Съвместими цифрови системи.

3. Не са необходими сензори за отчитане на позицията и скоростта, тъй като те се получават директно чрез броене на входни импулси и периодично броене на входни импулси, ако е необходима информация за скоростта.

4. Гъвкавост и осигурява постоянен задържащ въртящ момент без необходимост от захранване на двигателя.

5. Стъпковите двигатели са по-безопасни.

6. Стъпковите двигатели са много надеждни и имат ниска точност.

7. Отлична реакция при стартиране и спиране.

8. Различни видове скорости на въртене, чрез които можем да осъзнаем, че скоростта е пропорционална на честотата на входните импулси.

Недостатъци на стъпковия двигател

1. Ефективността на стъпковия двигател е ниска.

2. Резонансът е основният проблем, който възниква при двигателите с променливо съпротивление.

3. Веригата за обратна връзка не се използва.

4. Тези двигатели произвеждат изключително висок шум.

5. Не е лесно да се работи изключително при високи скорости.

6. Стъпковите двигатели не могат да работят или да се въртят при високи скорости, но имат висок задържащ момент.

Приложения на стъпков двигател

1. Стъпковите двигатели се използват като двигатели за подаване на хартия в пишещи машини и принтери.

2. Тези двигатели се използват за позициониране на печатащи глави, писалки в XY плотери.

3. Стъпковите двигатели се използват в машинните инструменти.

4. Стъпковите двигатели се използват във фотоапаратите за автоматично управление на функциите за фокусиране и увеличение.

5. Тези двигатели се използват за целите на сигурността.

6. Стъпковият двигател се използва за прецизно позициониране с мотор, като роботика, антени, твърди дискове, телескопи и някои играчки.

7. Принтери

8. CNC машини

9. 3D принтери

10. Лазер и оптика

11. Индустриални машини