Что такое шаговый двигатель?
Микрошаговый двигатель - это двигатель, который преобразует электрический импульсный сигнал в соответствующее угловое или линейное смещение. При каждом вводе импульсного сигнала ротор поворачивает угол или делает шаг вперед. Выходное угловое или линейное смещение прямо пропорционально количеству входных импульсов, а скорость пропорциональна частоте импульсов. Поэтому шаговый двигатель также известен как импульсный двигатель.
Шаговый двигатель также известен как импульсный двигатель. Основываясь на фундаментальном принципе электромагнита, это электромагнит, который может свободно вращаться. Принцип действия состоит в том, чтобы полагаться на изменение магнитной проницаемости воздушного зазора для создания электромагнитного крутящего момента. Его первоначальная модель датируется 1830 - 1860 годами. Примерно в 1870 году он начал экспериментировать с целью управления механизмом подачи электродов для водородных дуговых ламп. Считается, что это оригинальный микро - редуктор шагового двигателя. В начале 20 - го века шаговые двигатели широко использовались в автоматических телефонных коммутаторах. Поскольку западные капиталистические державы борются за колонии, шаговые двигатели широко используются в независимых системах, таких как корабли и самолеты, которые не имеют питания переменного тока. В конце 1950 - х годов изобретение транзисторов постепенно применялось к шаговым двигателям, и цифровое управление стало более управляемым. С 1980 - х годов, когда дешевые микрокомпьютеры стали многофункциональными, методы управления шаговыми двигателями стали более гибкими и разнообразными.
Самое большое отличие шагового двигателя от других управляющих двигателей заключается в том, что он получает цифровой управляющий сигнал (электрический импульсный сигнал) и преобразует его в соответствующее угловое или линейное смещение. Он сам по себе является исполнителем для завершения преобразования цифрового режима. Кроме того, он может управлять положением открытого кольца и может получить заданный приращение положения, введя импульсный сигнал. По сравнению с традиционными системами управления постоянным током, так называемая инкрементная система управления местоположением значительно дешевле и практически не требует корректировки системы. Угловое смещение шагового двигателя пропорционально количеству входных импульсов и синхронизируется с импульсами во времени. Поэтому, контролируя количество и частоту импульсов и последовательность фаз обмотки двигателя, можно получить необходимый угол, скорость и направление вращения.
Шаговые двигатели в Китае начались в начале 1970 - х годов. С середины 1970 - х до середины 1980 - х годов это был этап развития готовой продукции. Новые сорта, высокопроизводительные двигатели продолжают развиваться. В настоящее время с развитием науки и техники, особенно материалов с постоянным магнитом, полупроводниковой технологии и компьютерной технологии. Шаговые двигатели широко используются во многих областях.
Технология шагового управления двигателем и ее развитие
Шаговый двигатель, как управляемый специализированный двигатель, не может быть напрямую подключен к источнику постоянного тока или переменного тока и должен использовать специальный приводной источник питания (шаговый привод двигателя). До развития микроэлектроники, особенно компьютерных технологий, контроллеры (генераторы импульсных сигналов) полностью реализовывались аппаратным обеспечением. Система управления использует отдельные компоненты или интегральные схемы для формирования контура управления. Мало того, что отладка и установка сложны и потребляют большое количество деталей, но и как только схема управления меняется, схема должна быть переработана. Это делает необходимым разработку различных приводов для различных шаговых двигателей постоянного тока. Сложность разработки и затраты на разработку промышленных шаговых двигателей постоянного тока высоки, сложность управления очень велика, что ограничивает их популяризацию и применение
Поскольку шаговый двигатель - это устройство, которое преобразует электрические импульсы в дискретное механическое движение и обладает хорошими характеристиками управления данными, компьютер стал идеальным источником привода для шагового двигателя. С развитием микроэлектроники и компьютерных технологий режим управления сочетанием аппаратного и программного обеспечения стал доминирующим, то есть аппаратные схемы управляются с помощью программ, генерирующих контрольные импульсы. Одна машина управляет шаговым двигателем с помощью программного обеспечения, чтобы лучше использовать потенциал двигателя. Поэтому использование автономного управления шаговым двигателем стало неизбежной тенденцией, которая также соответствует тенденции цифровой эпохи.
Основные категории шаговых двигателей
Существует много структурных форм и классификаций шаговых двигателей, которые обычно делятся на магнитные сопротивления, постоянные магниты и гибридные магнитные формы в соответствии с режимом возбуждения. В зависимости от фазового числа можно разделить на однофазные, двухфазные, трехфазные и многофазные формы.
В нашей стране используются шаговые двигатели, в основном реактивные шаговые двигатели. Функциональные характеристики шагового двигателя тесно связаны с режимом управления. С точки зрения режима управления, шаговые системы управления двигателем можно разделить на следующие три категории: системы управления с открытым контуром, системы управления с замкнутым контуром и системы управления с полузамкнутым контуром. В практическом применении полузамкнутые системы управления обычно делятся на открытые или замкнутые системы.
