18.9 Электропривод с шаговым двигателем

Исполнительные механизмы некоторых технических машин и устройств должны совершать строго дозированные перемещения с фиксацией своего положения в конце движения. В электроприводе (ЭП) таких машин и механизмов успешно применяются шаговые двигатели (ШД) различных типов, образующие основу дискретного ЭП.

Широкое распространение дискретного ЭП объясняется естественным сочетанием этого привода с цифровой вычислительной техникой. Например, дискретный электропривод используется в металлообрабатывающих станках с числовым программным управлением (ЧПУ), роботах и манипуляторах, в гибком автоматизированном производстве, в электронной и часовой промышленности и т. п.

ЭП с ШД в настоящее время используются на мощности от долей ватта до нескольких киловатт. Расширение шкалы мощности дискретного ЭП можно достигнуть, используя серийные АД, которые за счёт соответствующего управления могут работать в шаговом режиме.

Шаговый двигатель по принципу своего действия аналогичен синхронному, но в отличие от последнего магнитное поле ШД вращается не непрерывно, а дискретно, шагами. Это достигается за счёт импульсного возбуждения обмоток ШД с помощью электронного коммутатора, который преобразует одноканальную последовательность управляющих импульсов в многофазную систему напряжений, прикладываемых к его обмоткам (фазам).

Дискретному характеру появления напряжения в фазах ШД соответствует дискретное вращение (перемещение) электромагнитного поля статора, вследствие чего движение ротора состоит из последовательных элементарных поворотов (шагов).