ГИБРИДНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

HYBRID STEPPER MOTOR

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; Гибридный двигатель; Механика.

Keywords: stepper motor; Hybrid stepper; Mechanics.

 Гибридный шаговый двигатель сочетает в себе особенности как шагового двигателя с переменным сопротивлением, так и шагового двигателя с постоянным магнитом для получения меньшего угла шага. Ротор представляет собой цилиндрический постоянный магнит, намагниченный вдоль оси радиальными зубцами из мягкого железа. Катушки статора намотаны на чередующиеся полюса с соответствующими зубцами. Обычно между парами полюсов распределены две фазы обмотки. Для униполярного привода эта обмотка может иметь центральный отвод. Центральное ответвление достигается с помощью бифилярной обмотки - пары проводов, намотанных физически параллельно, но соединенных последовательно. Полюса фазы север-юг меняют полярность, когда ток фазового привода меняется на противоположный. Для обмоток без отводов требуется биполярный привод.

Рисунок 1. Гибридный шаговый двигатель

Обратите внимание, что 48 зубьев на одной секции ротора смещены на половину шага относительно другой. Благодаря этому смещению ротор имеет 96 чередующихся полюсов противоположной полярности. Такое смещение позволяет осуществлять вращение с шагом в 1/96 долю оборота путем изменения полярности поля одной фазы. Обычно используются двухфазные обмотки, как показано выше и ниже. Хотя может быть и пять фаз. Зубья статора на 8 полюсах соответствуют 48 зубьям ротора, за исключением отсутствующих зубьев в пространстве между полюсами. Таким образом, один полюс ротора, скажем, южный, может совмещаться со статором в 48 различных положениях. Однако зубья южного полюса смещены относительно северных зубьев на половину зуба. Поэтому ротор может совмещаться со статором в 96 различных положениях. Это смещение на ползуба показано на детали полюса ротора выше или на рисунке ниже. Как будто это было недостаточно сложно, главные полюса статора разделены на две фазы (φ-1, φ-2). Эти фазы статора смещены друг относительно друга на четверть зуба. Эта деталь видна только на схематических диаграммах ниже. В результате ротор перемещается с шагом в четверть зуба, когда на фазы поочередно подается напряжение. Другими словами, ротор перемещается за 2×96=192 шага за оборот для вышеупомянутого шагового двигателя. Приведенный выше рисунок представляет собой реальный гибридный шаговый двигатель. Однако мы приводим упрощенное наглядное и схематическое изображение, чтобы проиллюстрировать детали, не очевидные выше. Обратите внимание на уменьшенное для простоты количество катушек и зубцов в роторе и статоре.

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.