Co to są silniki krokowe?

Silniki krokowe to silniki, które obracają się o określoną liczbę stopni w odpowiedzi na impuls elektroniczny. Ta metoda pozwala na drobną kontrolę prędkości i wielkości obrotu bez użycia systemu sprzężenia zwrotnego. Silniki krokowe są często stosowane w napędach dyskowych, obrabiarkach i robotyce. Są cenione za wysoki moment obrotowy przy niskich prędkościach oraz dlatego, że są wyjątkowo niezawodne we wszystkich środowiskach.

Silnik krokowy jest w zasadzie kołem elektromagnesów rozmieszczonych wokół jednego magnesu stałego, zwanego wirnikiem. Impuls energii elektrycznej jest wysyłany kolejno do każdego elektromagnesu, ładując go. To powoduje, że magnes obraca się w kierunku tego elektromagnesu. Ten elektromagnes jest rozładowywany, a następnie ładunek jest wysyłany do następnego. Ładowanie i rozładowywanie elektromagnesów powoduje, że wirnik obraca się o 360 stopni wokół własnej osi. Jeżeli impulsy elektroniczne są wystarczająco szybkie, powoduje to ciągły obrót wirnika.

Jeden ruch wirnika nazywa się krokiem. Każdy krok ma ten sam rozmiar, z odchyleniem nie większym niż 3 do 5 stopni. Ponieważ każdy impuls jest zdarzeniem dyskretnym, zmiany nie sumują się w czasie i powodują znaczną utratę dokładności. Oznacza to, że silniki krokowe nigdy nie mogą znajdować się w odległości większej niż 5 stopni od idealnej dokładności.

Prędkość obrotową silnika można zmienić, zmieniając częstotliwość impulsu. Jeśli impulsy zatrzymają się, tak jak wtedy, gdy do silnika nie jest wysyłana żadna moc, wirnik wyrówna się z najbliższym magnesem i tam się zatrzyma. Przyciąganie magnesu do metalu wystarcza, aby wał się nie obracał.

Silniki krokowe mają generalnie trzy tryby krokowe. Tryb pełnego kroku powoduje, że wirnik przesuwa się o jeden pełny krok dla każdego impulsu. Wiele standardowych silników krokowych ma 200 stopni, co oznacza, że ​​każdy impuls powoduje, że wirnik porusza się o 1/200 koła 360 stopni. Standardowy silnik krokowy ustawiony na tryb pełnego kroku będzie zatem obracał się o około 1,8 stopnia dla każdego impulsu.

Tryb półetapowy pozwala operatorowi podwoić liczbę kroków na pełny obrót. Standardowy silnik 200-stopniowy ustawiony na tryb półstopniowy będzie miał skutecznie 400 kroków, ponieważ wirnik porusza się o pół stopnia na każdy impuls. Tryb Microstep dzieli obrót na jeszcze mniejsze kroki. Każdy podział impulsu pozwala na większą precyzję, ale powoduje także, że silnik traci część swojego momentu obrotowego.