Mechaninėje konstrukcijoje dažnai naudojame žingsninį variklį, pavyzdžiui, su žingsniniu varikliu sinchroniniam diržo velenui valdyti, kad būtų pasiektas tiesinis judėjimas;
Pavyzdžiui, naudojant žingsninį variklį rutulinio sraigto velenui sukti, sukamąjį judesį taip pat galima paversti linijiniu. Kadangi nereikia jokios grįžtamojo ryšio sistemos, didžiausias žingsninių variklių pranašumas yra tai, kad jie gali pasiekti gerą tikslumą mažomis sąnaudomis. Tiesą sakant, be judėjimo platformos mašinoje, gyvenime taip pat galima rasti žingsninį variklį. Tokie kaip spausdintuvai, skaitytuvai, fotoaparatai, bankomatai, 3D spausdintuvai ir pan.
Taigi, koks yra žingsninio variklio principas?
Žodžiu, vienas ar keli ritių rinkiniai statoriuje paeiliui įjungiami. Srovė ritėse sukuria magnetinį lauką. Rotorius, norėdamas rasti naują pusiausvyros padėtį, automatiškai prisitaiko prie magnetinio lauko, taip pasiekdamas judėjimą.
1. Žingsninio variklio tipas:
Kaip ir kitų tipų varikliai, žingsniniai varikliai taip pat susideda iš statoriaus ir rotoriaus.
Žingsniniame variklyje statorius daugiausia atsakingas už magnetinio lauko generavimą, o rotorius – už magnetinio lauko sekimą.
Pagrindinės statoriaus charakteristikos apima fazės numerį, magnetinį žurnalą ir ritės konfigūraciją.
Fazių skaičius yra nepriklausomų ritių skaičius, o logaritmas rodo, kiek magnetinių laukų porų sukuriama vienoje fazėje.
2-faziniai žingsniniai varikliai yra dažniausiai naudojami, o 3-faziniai, 5-faziniai varikliai nėra dažnai naudojami.
Kadangi žingsninio variklio konstrukcija turės įtakos žingsnio atstumui, greičiui, sukimo momentui ir valdymo režimui.
Taigi, toliau kalbėsiu apie kelių rūšių asinchroninių variklių konstrukciją.
Jie daugiausia skiriasi tuo, kaip pagaminti rotoriai.
(1) nuolatinio magneto rotorius
Pirmasis, nuolatinio magneto rotorius, yra paprasčiausias ir pigiausias.
Viduryje esantis rotorius pagamintas iš nuolatinio magneto.
Kai statoriaus ritė įjungiama, kad būtų sukurtas magnetinis laukas, rotoriaus magnetas automatiškai susilygina su magnetiniu lauku ir seka sukimąsi.
Ritė maitinama, o vidurinis rotorius automatiškai keičia ritės generuojamą magnetinį lauką. Kadangi rotorius pagamintas iš magneto, magnetinis magnetinis srautas yra didelis, o sukimo momentas didelis, todėl užtikrina geresnį išėjimo ir stabdymo momentą.
Stabdymo momentas reiškia, kad variklis nustos suktis, nesvarbu, ar ritė yra įjungta, ar ne. Taip yra todėl, kad nuolatinio magneto ir statoriaus sąveika sukurs tam tikrą sukimo momentą, kurį turi įveikti išorinė jėga, kad variklis galėtų judėti.
Variklio gamintojo kataloge kai kurie taip pat įrašyti kaip sukimo momentas arba liekamasis sukimo momentas.
(2) kintamo pasipriešinimo žingsninis variklis
Šio tipo variklis, rotorius pagamintas iš minkštos magnetinės medžiagos, rotorius turi daug dantų, skiriasi dantų formos pasiskirstymas, gali sukurti skirtingą skiriamąją gebą, ritė yra įjungiama, kad pritrauktų rotorių, sukeldama sukimąsi.
Šios konstrukcijos privalumai yra tai, kad ji gali pasiekti didelį greitį ir didelę skiriamąją gebą, be to, nėra stabdymo momento, tačiau sukimo momentas yra mažesnis nei nuolatinio magneto tipo, kuris netinka mažiems varikliams.
Kadangi nėra nuolatinių magnetų, šis variklis gali būti naudojamas aplinkoje, kurioje yra stiprūs magnetiniai laukai.
(3) Mišrus tipas
Hibridas, kaip rodo pavadinimas, yra nuolatinio magneto ir kintamo pasipriešinimo mišinys.
Hibridinio žingsninio variklio judėjimo principas
Rotorius turi dvi karūnėles, kurios yra įmagnetintos ašine kryptimi, vieną Šiaurės ašigaliui ir vieną Pietų ašigaliui.
Naudojant šią konfigūraciją, hibridinis žingsninis variklis turi nuolatinio magneto ir kintamo pasipriešinimo pranašumus, ypač esant didelei skiriamajai gebai, dideliam greičiui ir dideliu sukimo momentu.
Hibridinis žingsninis variklis paprastai turi 200 žingsnių per apsisukimą, tai yra žingsnio atstumas yra 360/200=1,8 laipsnio, tokio tipo variklius riboja gamyba, minimalus šiuo metu gali būti tik φ19 mm.
Žinoma, geroms savybėms reikalingos sudėtingesnės struktūros ir valdikliai, todėl jie yra brangesni.
