ШАГОВЫЙ МЕХАНИЗМ С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ

STEPPER MECHANISM WITH PERMANENT MAGNET

Riad Kumalatov

student, Department of Information Technology, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Широкое распространение шагового двигателя в течение последних двух десятилетий было обусловлено развитием цифровой электроники. Современная твердотельная электроника драйверов стала ключом к успеху. А микропроцессоры легко подключаются к схемам драйверов шаговых двигателей.

ABSTRACT

The widespread adoption of the stepper motor over the past two decades has been driven by the development of digital electronics. Modern solid-state driver electronics have become the key to success. And microprocessors are easily connected to stepper motor driver circuits.

Ключевые слова: Шаговый двигатель; Постоянный магнит; Механика.

Keywords: Stepper motor; Permanent magnet; Mechanics.

Шаговый двигатель с постоянным магнитом имеет цилиндрический ротор с постоянным магнитом. Статор обычно имеет две обмотки. Обмотки могут иметь центральный отвод, что позволяет использовать однополярную схему привода, в которой полярность магнитного поля изменяется путем переключения напряжения с одного конца обмотки на другой.

Для питания обмоток без центрального ответвителя требуется биполярный привод переменной полярности. Чистый шаговый двигатель с постоянным магнитом обычно имеет большой угол шага. При вращении вала обесточенного двигателя возникает вращающий момент. Если угол фиксации большой, скажем, от 7,5° до 90°, то это, скорее всего, шаговый двигатель с постоянными магнитами, а не гибридный шаговый двигатель.

Шаговые двигатели с постоянными магнитами требуют фазированного переменного тока, подаваемого на две (или более) обмотки. На практике это почти всегда квадратные волны, генерируемые из постоянного тока твердотельной электроникой.

Биполярный привод представляет собой квадратные волны, чередующиеся между (+) и (-) полярностями, скажем, от +2,5 В до -2,5 В. Униполярный преобразователь подает на катушки переменный магнитный поток (+) и (-), создаваемый парой положительных квадратных волн, приложенных к противоположным концам катушки с центральным захватом. Время биполярной или униполярной волны - это волновой привод, полный шаг или половина шага.

Рисунок 1. Последовательность волновых дисков PM (a) φ1+ , (b) φ2+ , (c) φ1- , (d) φ2-

Концептуально самым простым приводом является волновой привод. Последовательность вращения слева направо: положительный φ-1 указывает северный полюс ротора вверх, (+) φ-2 указывает северный полюс ротора вправо, отрицательный φ-1 притягивает северный полюс ротора вниз, (-) φ-2 указывает ротор влево. Приведенные ниже осциллограммы волнового привода показывают, что одновременно под напряжением находится только одна катушка. Несмотря на свою простоту, это не дает такого большого крутящего момента, как другие методы привода.

Рисунок 2. Формы волн: привод биполярной волны

Формы сигналов (рисунок выше) являются биполярными, потому что обе полярности, (+) и (-), управляют шаговым механизмом. Магнитное поле катушки меняется на противоположное, потому что меняется полярность тока привода.

Рисунок 3. Формы волн: однополярный волновой преобразователь

Список литературы:

1. Ядровская М.В., Поркшеян М.В., Синельников А.А. Перспективы технологии интернета вещей. Advanced Engineering Research. 2021;21(2):207-217. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-2-207-217
2. Соловьев А.Н., Васильев П.В., Подколзина Л.А. Разработка и применение системы распределенных вычислений в решении обратных задач механики разрушений. Вестник Донского государственного технического университета . 2017;17(4):89-98. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2017-17-4-89-96
3. АЛЬ - ХУЛАЙДИ А., САДОВОЙ Н. Анализ существующих программных пакетов в кластерных системах. Вестник Доского государственного технического университета. 2010;10(3):303-310.