Крокові двигуни (КД) постійного струму поширені в різних сферах промислового виробництва, зокрема в управлінні і робототехніці. їх використовують у побутових приладах, транспортних засобах, фрезерних і шліфувальних верстатах і інших виробничих механізмах.

КД - це двигун постійного струму, один оборот якого розділений на кілька однакових кроків (забезпечується завдяки контролеру). За своїм типом це безколекторний синхронний електродвигун.

Він складається із статора та ротора. На роторі зазвичай розташовані секції, набрані з листів електротехнічної сталі, а ті, у свою чергу, розділені постійними магнітами. На статорі розташовані обмотки у вигляді окремих котушок.

Головна його відмінність від моторів інших типів - відсутність щіткового механізму.

КД оснащений блоком управління (панеллю), передавачами і сигналізаторами.

Основною відмінністю цього електромотора є принцип його роботи. Вал крокового електродвигуна не обертається тривалий час, а лише повертається на певний кут. Цим забезпечується точне позиціонування робочого елемента в просторі.

Електроживлення такого двигуна дискретне, тобто здійснюються імпульсами. Ці імпульси і повертають вал на певний кут. Кожен такий поворот називається кроком, звідси і пішла назва. Найчастіше ці електромотори працюють сумісно з редуктором. Ці елементи необхідні для передачі і перетворення кута обертання.

Конструкція крокового електродвигуна

На рис. 7.12 зображено спрощену конструкцію одного з варіантів крокового двигуна.

КД, як і будь-який інший електродвигун, складається з ротора і статора. Статор - нерухома частина, ротор - вузол, що обертається.

КД надійні і недорогі, оскільки ротор не має контактних кілець і колектора. Ротор має або явно виражені полюси, або тонкі зубці.

Статор крокового двигуна має осердя з явно вираженими полюсами, який зазвичай виготовляють із ламінованих штампованих листів електротехнічної сталі для зменшення вихрових струмів і зменшення нагрівання. Статор крокового двигуна зазвичай має від двох до п'яти фаз.

КД у порівнянні з іншими електродвигунами - малопотужний.

Одним із визначальних параметрів КД є крок ротора, тобто кут повороту ротора, що відповідає одному імпульсу. КД робить один крок в одиницю часу в момент зміни імпульсів керування. Величина кроку залежить від конструкції двигуна: кількості обмоток, полюсів і зубів. Залежно від конструкції двигуна величина кроку може змінюватися в діапазоні від 90 до 270°. За допомогою системи управління можна домогтися ще більшого зменшення кроку, використовуючи відповідний метод управління.

Заслуговують на увагу КД гібридного типу. Такі двигуни мають маленький крок (у межах від 0,9 до 5°), високий момент і утримувальну здатність. Найбільшою їхньою перевагою є висока точність роботи. Такі електромотори застосовуються в сучасному високоточному обладнанні. До мінусів можна віднести тільки їхню високу вартість.

Переваги і недоліки крокових електродвигунів

До переваг цього типу електричних машин можна віднести:

• високі швидкості запуску, зупинки, реверсу;

• вал обертається згідно з командою керуючого пристрою на заданий кут;

• чітка фіксація положення після зупинки;

• висока точність позиціонування без жорстких вимог до наявності зворотного зв'язку;

• висока надійність за рахунок відсутності колектора;

• підтримання максимального обертового моменту на низьких швидкостях.

Недоліками є:

• можливе порушення позиціонування за механічного навантаження на вал вище допустимого для конкретної моделі двигуна;

• імовірність резонансу;

• складна схема управління;

• невисока швидкість обертання, але це не можна віднести до вагомих недоліків, оскільки КД не використовують для простого обертання чого-небудь, а для позиціонування механізмів.

КД також називають «електродвигуном із кінцевим числом положень ротора». Це найбільш ємне і в той же час коротке визначення таких електромашин.

Це матеріал з підручника "Електротехніка та основи електроніки" Гуржій 2020