Какви са видовете стъпкови двигатели

A стъпков моторе задвижващ механизъм, който се управлява с електрически импулси и преобразува електрическите импулси (цифрови сигнали) в ъглови премествания. През последните години бързото развитие на микроелектронната технология и задвижващата технология допълнително насърчи развитието на стъпкови двигатели. Този документ ще предостави задълбочено въведение в типовете стъпкови двигатели и ще ги категоризира изчерпателно според броя на фазите, структурата на ротора и режима на задвижване.

 

1. Класификация според броя на фазите на статора

Броят на фазите се отнася до броя намотки в стъпковия двигател. Стъпковите двигатели, които хората обикновено използват днес, са двуфазни, трифазни и петфазни стъпкови двигатели. Според различните фази те имат различни ъгли на стъпка. Обикновено ъгълът на стъпката на двуфазния стъпков двигател е 0.9 градуса / 1,8 градуса, трифазният стъпков двигател е 1,2 градуса, а петфазният стъпков двигател е 0.72 градуса .

 

1. 1 Двуфазен стъпков двигател

Двуфазният стъпков двигател има две намотки и структурата му е сравнително проста, което е подходящо за някои приложения, които имат някои ограничения в цената, но изискват висока точност. В допълнение, той обикновено показва ниски нива на вибрации, така че е подходящ и за вибрации - чувствителни приложения.

1.2 Трифазен хибриден стъпков двигател

Трифазният стъпков двигател има три намотки с по-сложна структура, подходящи за приложения, които изискват висока плавност на движение и стабилност на управлението, като CNC машини от висок клас и прецизни инструменти.

1.3 Петфазен хибриден стъпков двигател

5-фазовият стъпков двигател има пет намотки. В сравнение с двуфазните и трифазните двигатели, те могат да осигурят по-висока разделителна способност на ъгъла на стъпка, което помага да се реализира по-фин контрол на движението, подходящ за приложения, изискващи много висока точност на управление, като машини за лазерно рязане, системи за прецизно позициониране и т.н.

 

 

2. Класификация според структурата на ротора

Според структурата на ротора стъпковият двигател може да бъде класифициран като стъпкови двигатели с променливо съпротивление, хибридни стъпкови двигатели и стъпкови двигатели с постоянен магнит

 

2.1 Стъпков двигател с променливо съпротивление.

Роторът на двигателя е изработен от мек магнитен материал без магнитна стомана и има много малки зъби с еднакъв размер и стъпка на външната повърхност на полюса на ротора и вътрешната повърхност на полюса на статора. Когато бобината на статора е захранена, полюсът на статора се магнетизира и привлича зъбците на ротора, генерирайки въртящ момент за преместване на една стъпка. В сравнение с двигатели с постоянен магнит, които произвеждат въртящ момент на магнитно привличане и въртящ момент на магнитно отблъскване, стъпковият двигател с променливо съпротивление произвежда само въртящ момент на привличане. Структурата му е проста и има малък ъгъл на стъпка до 1,2 градуса. В сравнение с други видове стъпкови двигатели, струва по-малко. Но в същото време има някои недостатъци, като лоша динамична производителност, ниска ефективност, голямо генериране на топлина и т.н.

 

2.2 хибриден стъпков двигател

Хибридният стъпков двигател съчетава предимствата на реактивен и постоянен магнитен тип, с многофазни намотки на статора, постоянен магнитен материал на ротора и множество малки зъбци както на ротора, така и на статора, за да се подобри прецизността на стъпките. Характеризира се с голям изходен въртящ момент, добра динамична производителност и малък ъгъл на стъпка, но структурата е сложна и цената е сравнително висока.

 

2.3 Стъпков двигател с постоянен магнит

Роторът на стъпковия двигател с постоянен магнит е направен от материал с постоянен магнит и броят на полюсите на ротора е същият като броя на полюсите на статора. Характеризира се с добра динамична производителност и голям изходен въртящ момент, но този тип мотор има лоша точност и голям ъгъл на стъпка (обикновено 7,5 градуса или 15 градуса).

 

3. Класификация според метода на задвижване (биполярно задвижване/униполярно задвижване)

Степните двигатели също се категоризират на еднополярни стъпкови двигатели и биполярни стъпкови двигатели според метода на задвижване. Ако намотката на стъпковия двигател може да провежда електричество в двете посоки, тогава стъпковият двигател е биполярен, напротив, ако на бобината на стъпковия двигател е позволено да провежда електричество само в една посока, тогава стъпковият двигател е еднополярен.

 

Бобината на фигурата по-долу може да провежда електричество и в двете посоки, така че е биполярен стъпков двигател.

 

Средният проводник на бобината на фигурата по-долу винаги е свързан към положителния извод на захранването или винаги е свързан към отрицателния извод на захранването и това е еднополюсен стъпков двигател.

 

Обикновено биполярните задвижвания се използват за товари с ниска скорост и висок въртящ момент, докато еднополярните задвижвания се използват за високоскоростни задвижвания. Това е така, защото изходният въртящ момент на биполярния тип е около 50% по-голям от този на еднополюсния тип при ниски скорости. При високи скорости индуктивността на биполярния тип става голяма поради големия брой навивки, което намалява тока и по този начин въртящия момент. Следователно е необходимо разумно да се избере приложението за униполярно или биполярно задвижване за размера на товара, скоростта на използване, времето за ускорение и т.н.