Принцип на работа на стъпковия двигател

Стъпковият двигател е задвижващ механизъм, който преобразува електрически импулсни сигнали в съответно ъглово или линейно изместване, известен също като импулсен двигател. Основният му принцип на действие се основава на електромагнитна индукция. Чрез контролиране на енергийната последователност на намотките на статора чрез драйвер се генерира въртящо се магнитно поле, което задвижва ротора да стъпва под фиксирани ъгли.

 

Основен работен механизъм
Електромагнитно преобразуване: Когато намотките на статора се задействат, се генерира магнитно поле, което привлича постоянните магнити на ротора или зъбните полюси, преобразувайки електрическата енергия в механична енергия. Промяната в магнитното съпротивление през въздушната междина генерира електромагнитен въртящ момент.

 

Стъпково движение: За всеки входен импулсен сигнал роторът се върти с фиксиран стъпков ъгъл, правейки изходното ъглово изместване пропорционално на броя на входните импулси.

 

Управление на посоката: Чрез промяна на фазовата последователност на захранването на намотката (напр. от A-B-C-D на D-C-B-A), посоката на въртене на двигателя може да бъде обърната.

 

Контролни характеристики и прецизност
Управление с отворен-контур: При условия без-претоварване, скоростта на двигателя и позицията на спиране зависят само от честотата и броя на импулсните сигнали, незасегнати от промените в натоварването.

 

Няма кумулативна грешка: Двигателят има само периодични грешки и няма кумулативна грешка. Грешката на ъгъла на стъпка обикновено е в рамките на 5%-15%, което го прави подходящ за прецизен контрол на позицията.

 

Режими на шофиране: Поддържа режими на пълна-стъпка, половин-стъпка и микро-стъпка. Контролът на подразделяне може да намали ъгъла на стъпката (напр. 1,8 градуса, разделени на 0,9 градуса), подобрявайки плавността и прецизността на работа.

 

Често срещани типове
Променливо съпротивление: Роторът няма постоянни магнити и се върти въз основа на промените в магнитното съпротивление.

Постоянен магнит: Роторът е постоянен магнит, осигуряващ по-висок въртящ момент.

Хибрид: Комбинира характеристиките и на двете, като предлага висока прецизност и голям въртящ момент и е най-широко използваният.