600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Момент фиксации и удерживающий момент шагового двигателя

Преобразователи частоты

Одной из особенностей шаговых двигателей, отличающей их от других типов двигателей, особенно серводвигателей, является то, что они обладают удерживающим моментом. Это означает, что когда на обмотки подается напряжение, но ротор неподвижен, двигатель может удерживать нагрузку на месте. Но шаговый двигатель также может удерживать нагрузку на месте, когда к обмоткам не подается ток (например, в состоянии отключения питания). Это обычно известно как момент фиксации или остаточный крутящий момент.

Другими словами, момент фиксации — это величина крутящего момента, создаваемого двигателем, когда на обмотки не подается напряжение. Эффект фиксирующего момента может ощущаться при перемещении вала двигателя вручную в виде пульсаций крутящего момента или заедания.

Из трех типов шаговых двигателей — двигатели с переменным сопротивлением, с постоянными магнитами и гибридные двигатели с переменным сопротивлением не имеют фиксирующего момента. Это связано с различием в конструкции двигателей с переменным сопротивлением по сравнению с двигателями с постоянными магнитами и гибридными конструкциями.

Как в двигателях с постоянными магнитами, так и в гибридных шаговых двигателях используется ротор с постоянными магнитами, который притягивается к полюсам статора даже при отсутствии питания на обмотках статора. Двигатели с переменным сопротивлением, с другой стороны, используют пассивный (немагнитный) ротор, изготовленный из мягкого железа; следовательно, между ротором и статором нет притяжения, когда на обмотки статора не подается напряжение.

Гибридные шаговые двигатели имеют зубья на поверхности ротора, поэтому они способны лучше управлять магнитным потоком между статором и ротором, что обеспечивает им более высокие значения удерживающего, динамического и фиксирующего момента, чем шаговые двигатели с постоянными магнитами.

Поскольку для приведения двигателя в движение необходимо преодолеть момент фиксации, это снижает идеальный крутящий момент, который двигатель может выдавать во время работы. Мощность, необходимая двигателю для преодоления момента фиксации, пропорциональна скорости двигателя. Таким образом, чем быстрее вращается двигатель, тем большее влияние момент фиксации окажет на фактический выходной крутящий момент двигателя.

С другой стороны, момент фиксации может быть полезен при остановке двигателя. Импульсу движущегося ротора противодействует момент фиксации, а также трение во вращающихся компонентах. Следовательно, более высокий момент фиксации поможет двигателю быстрее остановиться. Момент фиксации обычно составляет от 5 до 20 процентов от удерживающего момента двигателя.

Удерживающий момент шагового двигателя — это величина крутящего момента, необходимая для перемещения двигателя на один полный шаг, когда обмотки находятся под напряжением, но ротор неподвижен. Удерживающий момент является одним из основных преимуществ шаговых двигателей по сравнению с серводвигателями, что делает шаговые двигатели хорошим выбором для случаев, когда необходимо удерживать нагрузку на месте.

Удерживающий момент обычно выше рабочего момента и ограничен в первую очередь максимальным током, который может выдержать двигатель. С практической точки зрения удерживающий момент представляет собой сумму магнитной силы, прилагаемой катушками для удержания текущего положения двигателя, плюс момент фиксации. Когда двигатель приводится в движение, крутящий момент, доступный на низких скоростях, равен удерживающему моменту минус двукратный момент фиксации (поскольку двигатель должен работать с меньшим крутящим моментом).