Ανάλυση της αρχής και του τρόπου λειτουργίας των βηματικών κινητήρων.

Ο βηματικός κινητήρας είναι ένας κοινός τύπος κινητήρα που παίζει σημαντικό ρόλο σε διάφορους τομείς εφαρμογής.Επιτυγχάνει ακριβή έλεγχο θέσης ελέγχοντας το παλμικό σήμα εισόδου, το οποίο έχει τα χαρακτηριστικά της ακρίβειας, της απόδοσης και της δυνατότητας ελέγχου.Παρακάτω, θα εμβαθύνουμε στις αρχές και τις μεθόδους εργασίας των βηματικών κινητήρων.

Η αρχή ενός βηματικού κινητήρα βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ μαγνητικού πεδίου και ρεύματος.Ένας τυπικός βηματικός κινητήρας αποτελείται από στάτορα, ρότορα και κωδικοποιητή.Ο στάτορας αποτελείται από πολλούς μαγνητικούς πόλους, καθένας από τους οποίους τυλίγεται με ένα πηνίο.Ο ρότορας αποτελείται από μόνιμους μαγνήτες, των οποίων ο μαγνητισμός του επιτρέπει να αλληλεπιδρά με τον στάτορα.Ο κωδικοποιητής είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της περιστροφικής θέσης ενός κινητήρα.

Ο τρόπος λειτουργίας των βηματικών κινητήρων μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: μονοφασικούς και πολυφασικούς.
Ένας μονοφασικός βηματικός κινητήρας μπορεί να περιστρέφεται εισάγοντας μόνο ένα παλμικό σήμα.Όταν εισάγεται ένα παλμικό σήμα, το μαγνητικό πεδίο θα προκαλέσει την περιστροφή του ρότορα, προκαλώντας ένα βήμα περιστροφής ανά παλμό, επιτυγχάνοντας έτσι μια αλλαγή στη θέση.Στους μονοφασικούς βηματικούς κινητήρες, ο απλούστερος τύπος είναι ένας βηματικός κινητήρας ρότορα αντιστρέψιμου μαγνητικού πεδίου, ο οποίος περιστρέφει τον ρότορα σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο μέγεθος βήματος αλλάζοντας τη σειρά ενεργοποίησης του πηνίου.

Οι πολυφασικοί βηματικοί κινητήρες απαιτούν παλμικά σήματα από πολλαπλές φάσεις για να οδηγήσουν.Παρόμοια με τους μονοφασικούς βηματικούς κινητήρες, κάθε παλμικό σήμα ενεργοποιεί ένα βήμα περιστροφής.Η διαφορά είναι ότι οι πολυφασικοί βηματικοί κινητήρες έχουν υψηλότερη ακρίβεια και ταχύτητα ελέγχου.Οι πολυφασικοί βηματικοί κινητήρες συνήθως αποτελούνται από δύο, τρεις ή τέσσερις φάσεις, με κάθε φάση να έχει ένα πηνίο και μια ορισμένη διαφορά φάσης μεταξύ των πηνίων.Με τη διαδοχική ενεργοποίηση διαφορετικών πηνίων, μπορεί να επιτευχθεί η περιστροφή του βηματικού κινητήρα.

Είτε πρόκειται για μονοφασικό είτε πολυφασικό βηματικό κινητήρα, μπορούν να επιτευχθούν ακριβείς αλλαγές θέσης ελέγχοντας τη συχνότητα και την κατεύθυνση του σήματος παλμού.Αυτό το χαρακτηριστικό κάνει τους βηματικούς κινητήρες να χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλούς εξοπλισμούς αυτοματισμού, όπως ρομπότ, εργαλειομηχανές CNC, εκτυπωτές κ.λπ.