Шаговые электродвигатели

Шаговым электродвигателем называется вращающийся электродвигатель с дискретными угловыми перемещениями ротора, осуществляемыми за счет импульсов сигнала управления. Шаговые, или импульсные, электродвигатели преобразуют электрические импульсы в фиксированные угловые перемещения - "шаги".
Шаговые двигатели находят применение в различных механизмах, рабочие органы которых должны перемещаться дискретно. К таким механизмам относятся киносъемочная и проекционная аппаратура, механизмы подачи различных станков, устройства перемещения валков прокатных станов и др.
Шаговые электродвигатели с активным ротором имеют ротор, выполненный из постоянных магнитов (рис. 13.5). Статор имеет выступающие полюсы с сосредоточенной обмоткой в виде катушек на каждом полюсе. Питание статорных катушек производится импульсами напряжения, поступающими с электронного коммутатора.

Рис. 13.5

Пусть в начальный момент времени подано напряжение на обмотки
полюсов 2 - 2. Образуется статорное магнитное поле с горизонтально расположенными полюсами N - S. В результате взаимодействия этого поля с постоянными магнитами ротора последний займет указанное на рис. 13.5а положение, при котором оси магнитных полей статора и ротора совпадают. Далее, с помощью коммутатора напряжение снято с обмоток 2 - 2 и подано на обмотки
полюсов 1 - 1. Образуется магнитное поле статора с вертикально расположенными полюсами.
Отключение катушек 2 - 2 и подключение катушек 1 - 1 вызовет скачкообразный поворот магнитного поля статора на 90^o. Ротор также повернется на 90^o вслед за магнитным полем статора. Ротор шагового двигателя занимает определенное фиксированное положение, соответствующее наибольшей магнитной проводимости относительно возбужденных статорных полюсов. Если отклонить ротор от этого равновесного положения на некоторый угол, то магнитная проводимость для потока уменьшится, силовые линии магнитного поля деформируются, и возникнет синхронизирующий момент, возвращающий ротор в прежнее положение.
На статоре шагового реактивного двигателя имеются явно выраженные полюсы с обмоткой возбуждения. Ротор его представляет собой зубчатое колесо без обмотки возбуждения. Катушки статора двигателя получают поочередно импульсы тока, образуя магнитное поле, бегущее определенными скачками по окружности статора. Явнополюсный ротор двигателя синхронно следует за этим полем статора соответствующими дискретными шагами, равными углу α_ш,
где α_ш - величина шага ротора двигателя.

где 2P - число явных полюсов ротора, равное числу роторных зубцов;
m - число обмоток управления на статоре.