Шаговые двигатели в робототехнике

Шаговые двигателиДвигатель работает по принципу преобразования электрической энергии в механическую за счет использования электромагнетизма. Это двигатель с разомкнутым контуром управления, который преобразует импульсные электрические сигналы в угловые или линейные перемещения. Он широко используется впромышленность, аэрокосмическая отрасль, робототехникаВ таких областях, как точные измерения и другие, например, фотоэлектрические приборы для определения широты и долготы для наблюдения за спутниками, военные приборы, средства связи и радары и т. д., важно понимать принцип работы шаговых двигателей.

 

В случае отсутствия перегрузки скорость двигателя и положение подвески зависят только от частоты импульсного сигнала и количества импульсов и не изменяются при изменении нагрузки.

 

Когда драйвер шагового двигателя получает импульсный сигнал, он приводит шаговый двигатель в движение, заставляя его вращаться в заданном направлении, называемом «углом шага», и его вращение происходит пошагово с фиксированной точкой обзора.

 

Количество импульсов можно регулировать для управления величиной углового смещения, что позволяет достичь точного позиционирования; одновременно частоту импульсов можно регулировать для управления скоростью и ускорением вращения двигателя, что позволяет регулировать скорость.

 

Обычно ротор двигателя представляет собой постоянный магнит. Когда ток протекает через обмотку статора, обмотка статора генерирует векторное магнитное поле. Это магнитное поле приводит ротор во вращение на одну точку, так что направление пары магнитных полей ротора совпадает с направлением поля статора. Когда векторное поле статора вращается на одну точку, ротор также следует за этим полем на одну точку. С каждым поступающим электрическим импульсом двигатель поворачивается на одну линию. Угловое смещение на выходе пропорционально количеству поступающих импульсов, а скорость пропорциональна частоте импульсов. Изменяя порядок подачи питания на обмотки, двигатель будет вращаться. Таким образом, можно управлять количеством импульсов, частотой и порядком подачи питания на обмотки двигателя в каждой фазе, чтобы контролировать вращение шагового двигателя.