Какие типы шаговых двигателей

A шаговый двигательпредставляет собой привод, который управляется электрическими импульсами и преобразует электрические импульсы (цифровые сигналы) в угловые перемещения. В последние годы быстрое развитие технологий микроэлектроники и приводной техники способствовало дальнейшему развитию шаговых двигателей. В этой статье представлено подробное представление о типах шаговых двигателей и всесторонне классифицированы их по количеству фаз, структуре ротора и режиму привода.

 

1. Классификация по количеству фаз статора

Количество фаз относится к количеству обмоток внутри шагового двигателя. Шаговые двигатели, которые люди обычно используют сегодня, представляют собой двухфазные, трехфазные и пятифазные шаговые двигатели. В соответствии с разными фазами они имеют разные углы шага. Как правило, угол шага двухфазного шагового двигателя составляет 0,9 градуса/1,8 градуса, трехфазного шагового двигателя - 1,2 градуса, а пятифазного шагового двигателя - 0,72 градуса. .

 

1. 1Двухфазный шаговый двигатель

Двухфазный шаговый двигатель имеет две обмотки, и его конструкция относительно проста, что подходит для некоторых применений, которые имеют некоторые ограничения по стоимости, но требуют высокой точности. Кроме того, он обычно демонстрирует низкий уровень вибрации, поэтому он также подходит для вибрации. -чувствительные приложения.

1.2 Трехфазный гибридный шаговый двигатель

Трехфазный шаговый двигатель имеет три обмотки более сложной конструкции, подходящие для применений, требующих высокой плавности движения и стабильности управления, таких как высокотехнологичные станки с ЧПУ и прецизионные инструменты.

1.3 Пятифазный гибридный шаговый двигатель

5-фазовый шаговый двигатель имеет пять обмоток. По сравнению с двухфазными и трехфазными двигателями они могут обеспечить более высокое разрешение угла шага, что помогает реализовать более точное управление движением, подходящее для приложений, требующих очень высокой точности управления, таких как станки лазерной резки, прецизионные системы позиционирования и т. д.

 

 

2. Классификация по конструкции ротора.

В зависимости от конструкции ротора шаговые двигатели можно разделить на шаговые двигатели с переменным сопротивлением, гибридные шаговые двигатели и шаговые двигатели с постоянными магнитами.

 

2.1 Шаговый двигатель с переменным сопротивлением.

Ротор двигателя изготовлен из магнитомягкого материала без магнитной стали, и на внешней поверхности полюса ротора и внутренней поверхности полюса статора имеется множество мелких зубцов одинакового размера и шага. Когда на обмотку статора подается напряжение, полюс статора намагничивается и притягивает зубцы ротора, создавая крутящий момент для перемещения на один шаг. По сравнению с двигателями с постоянными магнитами, которые создают крутящий момент магнитного притяжения и крутящий момент магнитного отталкивания, шаговый двигатель с переменным сопротивлением создает только крутящий момент притяжения. Его конструкция проста и имеет небольшой угол шага, до 1,2 градуса. По сравнению с другими типами шаговых двигателей он стоит дешевле. Но в то же время он имеет некоторые недостатки, такие как плохие динамические характеристики, низкий КПД, большое тепловыделение и т. д.

 

2.2 гибридный шаговый двигатель

Гибридный шаговый двигатель сочетает в себе преимущества реактивного двигателя и двигателя с постоянными магнитами, с многофазными обмотками на статоре, материалом постоянного магнита на роторе и множеством маленьких зубцов как на роторе, так и на статоре для повышения точности шага. Он характеризуется большим выходным крутящим моментом, хорошими динамическими характеристиками и небольшим углом шага, но конструкция сложна, а стоимость относительно высока.

 

2.3 Шаговый двигатель с постоянными магнитами

Ротор шагового двигателя с постоянными магнитами изготовлен из материала с постоянными магнитами, а количество полюсов ротора такое же, как и количество полюсов статора. Он характеризуется хорошими динамическими характеристиками и большим выходным крутящим моментом, но этот тип двигателя имеет низкую точность и большой угол шага (обычно 7,5 или 15 градусов).

 

3. Классификация по способу привода (биполярный привод/униполярный привод).

В зависимости от способа привода степные двигатели также подразделяют на униполярные и биполярные шаговые двигатели. Если катушка шагового двигателя может проводить электричество в обоих направлениях, то шаговый двигатель является биполярным, и наоборот, если катушке шагового двигателя разрешено проводить электричество только в одном направлении, то шаговый двигатель является униполярным.

 

Катушка на рисунке ниже способна проводить электричество в обоих направлениях, поэтому это биполярный шаговый двигатель.

 

Средний провод катушки на рисунке ниже всегда подключен к положительной клемме источника питания или всегда подключен к отрицательной клемме источника питания, и это униполярный шаговый двигатель.

 

Обычно биполярные приводы используются для низкоскоростных нагрузок с высоким крутящим моментом, а униполярные приводы используются для высокоскоростных приводов. Это связано с тем, что выходной крутящий момент биполярного типа примерно на 50% больше, чем у униполярного типа на низких скоростях. На высоких скоростях индуктивность биполярного типа становится большой из-за большого количества витков, что снижает ток и, следовательно, крутящий момент. Поэтому необходимо разумно выбирать применение униполярного или биполярного привода с учетом размера нагрузки, скорости использования, времени ускорения и т. д.