Шаговый электродвигатель Сферы применения шаговых двигателей поражают своим разнообразием: различные станки ЧПУ, роботы, автоматические инструменты, офисная техника. Но есть один фактор, который их объединяет - в каждой области требуется высокая точность позиционирования, при сохранении конструктивной простоты устройства.
Шаговый электродвигатель - это синхронный бесщеточный двигатель, который преобразует электрическую энергию в механическую. В отличии от остальных двигателей, шаговый работает дискретно.
Как и все моторы, шаговые двигатели состоят из ротора, на котором установлены постоянные магниты, и статора, в состав которого входят катушки(обмотки).


В результате протекания импульсного потока через обмотку меняется ориентация магнитного поля между полюсами статора и создается механическое поворотное усилие. Необходимые угловые перемещения или шаги ротора производятся последовательной активацией обмоток статора. У шаговых двигателей отсутствует пусковая обмотка, т.к. используется частотный пуск, и для осуществления установки ротора в нужную позицию нет необходимости в датчике положения. Отсутствие коллектора повышает надежность и долговечность устройства.

В машиностроении наибольшее распространение получили шаговые электродвигатели с угловым перемещением 1,8°/шаг (200 шагов/об) или 0,9°/шаг (400 шаг/об).

 

Шаговый электродвигатель (вид сверху) Приборы такого типа применяются в промышленности в качестве исполнительных устройств. Шаговые двигатели устанавливаются в устройствах с дискретным управлением при необходимости точного позиционирования исполнительных механизмов, в том числе резцов и плазменных резаков с точность до десятых миллиметра. Их также используют в оборудовании с непрерывным перемещением и импульсным управлением, в котором характер движения задается программно, например, в станках с ЧПУ. Кроме промышленного и бытового секторов шаговые двигатели находят применение в творчестве радиолюбителей, изготовлении роботов, самодельных движущихся устройств, самодельных станков с ЧПУ и т.д.

К преимуществам шаговых двигателе можно отнести такие характеристики:

  • высокая точность угла поворота при подаче потенциалов на обмотки;
  • наибольшая рациональность при автоматизации отдельных узлов и систем, где не требуется высокая динамика, то есть такие устройства наиболее эффективны в низко динамических системах;
  • экономическая выгода в 1,5-2 раза в сравнении с серво приводными двигателями;
  • простота установки оборудования, подключения и управления;
  • высокая безопасность, надежность и долговечность;
  • не требует наличия редуктора, т.к. на низких оборотах угловой момент оказывается достаточным для любого применения;
  • при выходе из строя устройство просто останавливается;
  • для определения текущего углового положения ротора не используется усложняющая схему обратная связь.

Среди недостатков следует указать такие характеристики:

  • возможность «проскальзывания» ротора при превышении нагрузки на валу, которая устраняется посредством применения датчиков либо увеличения мощности двигателя;
  • невысокий коэффициент полезного действия и высокое удельное потребление энергии;
  • невысокая мощность по сравнению с электродвигателями других типов со сходными характеристиками;
  • возможность возбуждения механических резонансов и снижения крутящего момента, вызванных вибрациями вследствие дискретности шага;
  • повышенный нагрев и шум при работе;
  • высокая инерционность и низкая устойчивость к перегрузкам;
  • зависимость углового момента от частоты вращения ротора;
  • затруднительный контроль точности позиционирования из-за отсутствия контура обратной связи в отличии от сервоприводных двигателей.

Таким образом, понимая целесообразность использования шаговых приводов, вам будет легче определиться с выбором комплектации вашего станка с ЧПУ.

Детальную информацию о сервоприводах, которые используются в станках плазменной резки Quantec Advance, Вы можете прочитать в блоге