Шаговый привод — это схема привода, которая управляет работой шагового двигателя. Шаговые приводы работают, посылая ток через различные фазы в виде импульсов к шаговому двигателю. Существует четыре типа: волновые приводы (также называемые однофазными приводами), двухфазные приводы, одно-двухфазные приводы и микрошаговые приводы.

Волновые приводы или приводы с однофазным включением работают только с одной включенной фазой одновременно. Рассмотрим иллюстрацию ниже. Когда привод подает питание на полюс A (южный полюс), показанный зеленым цветом, он притягивает северный полюс ротора. Затем, когда привод подает питание на B и выключает A, ротор поворачивается на 90°, и это продолжается до тех пор, пока привод подает питание на каждый полюс по очереди.

Инженеры редко используют волновой привод: он неэффективен и обеспечивает небольшой крутящий момент, поскольку одновременно включается только одна фаза двигателя.

Двухфазное включение получило свое название потому, что одновременно включены две фазы. Если привод запитывает оба полюса A и B как южные (показаны зеленым цветом), то северный полюс ротора притягивается к обоим одинаково и выравнивается посередине между ними. Поскольку последовательность подачи питания продолжается подобным образом, ротор непрерывно выравнивается между двумя полюсами.

Двухфазное включение обеспечивает не более высокое разрешение, чем однофазное, но при этом создается больший крутящий момент.

Привод с включением одной-двух фаз получил свое название из-за способа подачи питания на 1 или 2 фазы в любой конкретный момент времени. При этом способе привода, также известном как полушаговый, привод подает питание на полюс A (показан зеленым цветом), затем на полюса A и B, затем на полюс B и так далее.

Включение в одну-две фазы обеспечивает более точное разрешение движения. Когда включены две фазы, двигатель выдает больший крутящий момент. Здесь есть одно предостережение: пульсации крутящего момента вызывают беспокойство, поскольку они могут вызвать резонанс и вибрацию.

Микрошаговое управление связано с включением одной-двух фаз.

Микрошагирование обеспечивает очень высокое разрешение движения. Здесь привод использует регулирование тока для предотвращения колебаний крутящего момента. Благодаря этой технологии инженеры могут использовать шаговые двигатели в большем количестве применений.

В некотором роде, привод с микрошаговым управлением увеличивает и уменьшает ток по синусоиде, поэтому ни один полюс полностью не включен или выключен. Вот пример микрошагового синусоидального тока:

Обратите внимание на едва заметный неровный контур синусоидального тока. Хотя микрошагирование не обязательно повышает точность, оно обеспечивает более высокое разрешение по сравнению с другими режимами движения, что особенно полезно для применений, в которых двигатель работает в режиме холостого хода. Во время работы двигатели могут пропускать ступени. Однако микрошаговое переключение распределяет энергию, вместо того чтобы подавать ее к двигателю сразу, что может привести к звону и перегрузке.

Для всех этих форм привода двигатели могут иметь разные обмотки. Однополярные двигатели принимают только положительное напряжение. Для однополярного подключения требуется дополнительный провод в середине каждой катушки, чтобы пропускать ток от одного конца к другому. Биполярные шаговые двигатели используют как положительное, так и отрицательное напряжение. Биполярные шаговые двигатели обладают большим крутящим моментом, поскольку они создают более сильное магнитное поле, но для их конструкции также требуется больше проводов.

Для получения дополнительной информации:

Веб-сайт Oriental Motor, посвященный шаговым двигателям

Техасский университет в Остине: Архив STMicroelectronics PDF

Электронная книга онлайн: Все о схемах — Шаговые двигатели