Биполярный Шаговый Двигатель Управление

При конструировании механических узлов РЭС перед конструктором встает задача позиционирования различных узлов: перемещение считывающих головок, поворот антенн на определенный угол, перемещение узла экструдера 3D принтера в пространстве и так далее. Для выполнения этой задачи идеально подходят шаговые двигатели.

Шаговые двигатели имеют ряд преимуществ перед обычными двигателями постоянного тока:

- Угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые поданы на двигатель.

- Прецизионное позиционирование и повторяемость. Хорошие шаговые двигатели имеют точность 3–5 % от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу.

- Возможность быстрого старта/остановки/реверсирования.

- Высокая надежность, связанная с отсутствием щеток, срок службы шагового двигателя фактически определяется сроком службы подшипников.

- Возможность получения очень низких скоростей вращения для нагрузки, присоединенной непосредственно к валу двигателя без промежуточного редуктора.

- Может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей, скорость пропорциональна частоте входных импульсов.

Итак, перед нами стоит задача организовать одноканальное управление шаговым двигателем.

Выбор двигателя

Шаговые двигатели в зависимости от конфигурации обмоток подразделяются на биполярные, униполярные и четырехобмоточные. Биполярный двигатель имеет одну обмотку в каждой фазе, изменение магнитного поля в которых происходит за счет изменения направления тока. Это делает управляющую схему достаточно сложной. В униполярных двигателях так же по одной обмотке в каждой фазе, но от середины обмотки сделан отвод, что позволяет управлять двигателем при помощи последовательной коммутации полуобмоток. Четырехобмоточные шаговые двигатели имеют по две обмотки в каждой фазе и управляются последовательной коммутацией обмоток. Схема устройства шаговых двигателей показана на рисунке 1.

Рис. 1. Устройство шаговых двигателей: биполярный (А), униполярный (Б) и четырехобмоточные (В) шаговые двигатели