ХАРАКТЕРИСТИКИ ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

​CHARACTERISTICS OF STEPPER MOTORS

Riad Kumalatov

student, Department of Information Technology, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Широкое распространение шагового двигателя в течение последних двух десятилетий было обусловлено развитием цифровой электроники. Современная твердотельная электроника драйверов стала ключом к успеху. А микропроцессоры легко подключаются к схемам драйверов шаговых двигателей.

ABSTRACT

The widespread adoption of the stepper motor over the past two decades has been driven by the development of digital electronics. Modern solid-state driver electronics have become the key to success. And microprocessors are easily connected to stepper motor driver circuits.

Ключевые слова: Шаговый двигатель; Характеристики; Механика.

Keywords: Stepper motor; Characteristics; Mechanics.

Шаговые двигатели надежны и недороги, поскольку ротор не содержит контактных колец обмотки или коммутатора. Ротор представляет собой цилиндрическое твердое тело, которое может иметь либо полюса, либо мелкие зубцы. Чаще всего ротор представляет собой постоянный магнит. Определить, что ротор является постоянным магнитом, можно по несильному вращению рукой, показывающему крутящий момент фиксации, пульсации крутящего момента. Катушки шагового двигателя намотаны в многослойном статоре, за исключением конструкции "can stack". Может быть всего две фазы обмотки или пять. Эти фазы часто делятся на пары. Так, 4-полюсный шаговый двигатель может иметь две фазы, состоящие из последовательных пар полюсов, отстоящих друг от друга на 90°. Также может быть несколько пар полюсов на фазу. Например, 12-полюсный шаговый двигатель имеет 6 пар полюсов, по три пары на фазу. Поскольку шаговые двигатели не обязательно вращаются непрерывно, у них нет номинальной мощности. Если они вращаются непрерывно, они даже не приближаются к номинальной мощности в доли лошадиных сил. По сравнению с другими двигателями это действительно небольшие устройства с низким энергопотреблением. Они имеют номинальный крутящий момент до тысячи дюймов-унций (дюйм-унций) или десяти Н-м (ньютон-метров) для устройства весом 4 кг. Небольшой шаговый двигатель размером в десять центов имеет крутящий момент в сотую долю ньютон-метра или несколько дюйм-дюймов. Большинство шаговых двигателей диаметром в несколько дюймов имеют крутящий момент в доли н-м или несколько дюймов-унций. Доступный крутящий момент является функцией скорости двигателя, инерции нагрузки, момента нагрузки и электроники привода, как показано на кривой зависимости скорости от крутящего момента ниже. Шаговый двигатель, находящийся под напряжением, имеет относительно высокий номинальный крутящий момент. Для работающего двигателя доступен меньший крутящий момент, снижающийся до нуля при некоторой высокой скорости. Эта скорость часто недостижима из-за механического резонанса комбинации двигатель-нагрузка.

Рисунок 1. Характеристики шаговой скорости

Шаговые двигатели перемещаются на один шаг за раз, угол шага при изменении формы сигнала привода. Угол шага связан с конструктивными особенностями двигателя: количеством катушек, количеством полюсов, количеством зубцов. Он может составлять от 90° до 0,75°, что соответствует от 4 до 500 шагов за оборот. Электроника привода может уменьшить угол шага вдвое, перемещая ротор на полшага. Шаговые механизмы не могут мгновенно достичь скоростей на кривой "скорость-крутящий момент". Максимальная частота запуска - это максимальная скорость, с которой может быть запущен остановленный и ненагруженный шаговый двигатель. Любая нагрузка сделает этот параметр недостижимым.

Список литературы:

1. Ядровская М.В., Поркшеян М.В., Синельников А.А. Перспективы технологии интернета вещей. Advanced Engineering Research. 2021;21(2):207-217. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-2-207-217
2. Соловьев А.Н., Васильев П.В., Подколзина Л.А. Разработка и применение системы распределенных вычислений в решении обратных задач механики разрушений. Вестник Донского государственного технического университета . 2017;17(4):89-98. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2017-17-4-89-96
3. АЛЬ - ХУЛАЙДИ А., САДОВОЙ Н. Анализ существующих программных пакетов в кластерных системах. Вестник Доского государственного технического университета. 2010;10(3):303-310.