Motor stepper

Baru-baru ini, istilah ini motor stepper hanya diketahui oleh jurutera elektrik yang sempit. Sekarang, motor stepper telah menerima hak yang terhormat untuk dipanggil hanya dengan "inisial" mereka - bukti SD mengenai penggunaan mesin elektrik jenis ini secara meluas.

Imagination secara sukarela mendorong imej mesin elektrik lurus dengan kaki. Tidak, ini bukan robot, walaupun motor stepper dapat mengawal salah satu sendi. Kereta itu sendiri sangat mudah. Motor stepper boleh diwakili dalam bentuk beberapa elektromagnet dengan lilitan denyut pada bahagian tetap (stator) dan satu armature, yang, apabila menukar lilitan, berputar atau bergerak secara progresif. Untuk memahami bagaimana motor stepper berfungsi, ingat prinsip operasi mesin elektrik lain, seperti sinkron.

Terdapat dua atau tiga belitan di stator. Mereka disalurkan dengan lancar mengubah arus sinusoidal. Bersama dengan arus, medan elektromagnetik dikalahkan oleh setiap denyutan penggulungan. Arus dalam lilitan tidak naik dan turun serentak, tetapi dengan penangguhan masa yang ketat; lilitan sendiri berpindah relatif kepada satu sama lain dan menduduki bahagian-bahagian sekeliling permukaan silinder sama rata.

Disebabkan ini, dua atau tiga gelombang medan denyut (mengikut bilangan belitan) membentuk satu gelombang perjalanan. Bagi setiap kitaran perubahan lengkap semasa dalam lilitan, gelombang yang terhasil berjalan di sekitar seluruh permukaan silinder yang dibangkitkan oleh stator atau sebahagian daripadanya. Bidang ini berputar sama rata, membawa pemutar bersama-sama dengannya. Arus dalam lilitan berubah secara berterusan, jadi bidang dalam jurang kerja dan pemutar berputar secara berterusan. Pergerakan ini terdiri daripada banyak anjakan kecil yang tidak terhingga.

Dan jika pada suatu ketika anda menghentikan arus yang berubah, membekukan mereka pada tahap yang dicapai, bagaimanapun, yang, seperti di pawagam, menunjukkan kerangka yang sama untuk beberapa waktu? Bersama-sama dengan arus dalam belitan, gelombang medan perjalanan akan membekukan dalam beberapa posisi, dan dengan itu pemutar akan berhenti. Mari ubah kumpulan bingkai dan hentikan yang terakhir lagi, pemutar akan bertukar sudut tertentu dan akan membekukan lagi.

Ulangi ini sekali lagi. Kereta itu taat berjalan mengikut langkah. Ternyata sangat mudah untuk mengubah arus dalam lilitan dengan lompatan besar atau kecil, membekukan proses pada setiap bingkai. Ia cukup untuk menerapkan langkah-langkah denyutan empat segi dengan lilitan dan bukannya berubah voltan secara berterusan. Setiap gerak hati adalah satu langkah, dan ia boleh ditangguhkan, jika dikehendaki, hingga infiniti, iaitu menghentikan proses dan mengunci pemutar. Sedangkan pulsa bertukar perlahan-lahan, enjin bergerak dengan ketara.

Mata kita dapat membezakan beberapa puluhan langkah sesaat. Tetapi bingkai berlapis: seratus, dua ratus, seribu, beberapa puluhan ribu langkah sesaat. Bukan hanya mata kita, tetapi juga instrumen sensitif tidak lagi membezakan langkah, tetapi hanya melihat putaran.

Motor stepper berjalan, seperti sebelum ini, walaupun bergoyang sedikit, kerana ia mengambil setiap langkah seterusnya dengan ketat pada saat kedatangan perintah berikutnya, dan saat ini mungkin bukan yang paling mudah. Otomatisasi pergerakan dalaman dimusnahkan dan diganti oleh ketaatan buta kepada pasukan. Tetapi pada bila-bila masa, di mana-mana langkah, kita boleh memerintahkan: "Membekukan!". Pemutar akan swing dan membekukan betul-betul dalam kedudukan yang dinyatakan.

Cuba bergerak dengan paksa apabila tiada pasukan. Dia akan menentang dengan tegas, dan jika enjin itu membina yang baik, anda tidak akan mengambilnya dengan tangan kosong. Medan elektromagnet tidak mahu berpisah dengan pemutar, sama ada dalam gerakan atau berehat. Ia adalah yang memegang dia dalam pelukan tenacious dan membuat dia mengulang semua pergerakan langkahnya.

Secara kebetulan, "jahitan" langkah-langkah individu, dan jika anda suka, kitaran asas atau kitaran gerakan ke urutan tak terhingga, yang kita anggap sebagai putaran berterusan dengan sentuhan kelajuan yang ketara, berlaku dalam mesin semasa langsung dengan cara yang sama seperti dalam enjin pembakaran dalaman. Hanya di sana, peranan pengendali tak kenal lelah tidak berus, tetapi lilin elektrik.

Langkah-langkah lapangan, kerana kunci elektronik dibuka oleh perintah dari luar, maka mereka melarang akses arus ke lilitan. Motor stepper dikuasakan oleh otak elektronik, dan keupayaannya menjadi luar biasa, kadang-kadang sangat besar.

Rajah skematik motor fasa tunggal fasa dengan sistem magnet simetri untuk jam tangan, kaunter dan peranti automasi perindustrian.

Motor stepper CNC

Teknologi moden tidak dapat dibayangkan tanpa pengilangan, perubahan, EDM dan banyak lagi mesin kawalan digital. Kebanyakan mereka beroperasi berkat motor stepper.

Motor stepper menetap dalam mekanisme kawalan kilang-kilang rolling, menekan dan mesin metalurgi lain, menjadi salah satu elemen automasi yang paling biasa, bekerja di jam elektrik, pemasa dan kaunter, pada kapal, pesawat dan satelit Earth buatan - di mana cepat, tepat dan boleh dipercayai diperlukan pemenuhan kehendak manusia.

Dengan perkembangan profesion kerja motor stepper, satu arah maju maju muncul - pemacu elektrik diskret dengan motor stepper. Asal-usulnya adalah saintis dan jurutera makmal bermasalah MPEI elektromekanik.

Motor stepper memenangi kemenangan pertama pada tahun 1957, ketika mesin pengilangan digital yang dikawal oleh Soviet Soviet pertama di dunia dipamerkan di Pameran Dunia di Brussels, di mana pelbagai pameran yang menarik disajikan. Pameran ini dianugerahkan Pingat Emas Besar dan membuka halaman baru dalam alat mesin.

Boris Ivobotenko, Doktor Sains Teknikal