По своим конструкционным особенностям шаговый двигатель – это синхронный бесщеточный мотор с несколькими обмотками. За счет последовательной подачи тока на обмотки достигается дискретное перемещение ротора, так называемый шаг, который и дал название оборудованию. Управление шаговым двигателем выполняется с помощью драйвера. 

Достоинства шаговых двигателей

Область применения шаговых моторов распространяется на принтеры, дисководы, автомобильные приборные панели, станки ЧПУ, все те устройства, к которым предъявляются высокие требования по точности позиционирования. Величина шага зависит от метода управления и механики двигателя. 

Преимущества:

• высокая точность позиционирования, которая связана с поворотом двигателя точно на заданный угол;
• способность работать в широком диапазоне нагрузок;
• при невысокой стоимости отлично подходят для процессов автоматизации систем и узлов, где нет требований по высокоскоростному движению;
• длительный срок эксплуатации и надежность;
• проста установка и эксплуатация;
• высокая степень безопасности, при поломке происходит автоматическое отключение двигателя;
• нечувствительность к перегрузкам, они не приводят к выходу оборудования из строя;
• повторяемость, двигатель точно возвращается в одно и то же положение;
• точность позиционирования практически не меняется с течением времени;
• простые в эксплуатации, без требований к периодическому техобслуживанию.

Один из больших недостатков шагового мотора – это возможность его проскальзывания, причиной которого могут стать ошибки в настройках или работа на высоких скоростях. Несмотря на то, что обнаружить проблему можно с помощью датчика, устранить ее без останова программы удается только в редких случаях. Устройство отличается невысоким КПД, низкой эффективностью. При работе на средних скоростях мотор издает сильные шумы. 

Шаговые двигатели и сервоприводы

Принцип работы шаговых двигателей и сервоприводов во многом похожий, некоторые контроллеры успешно работают с обоими видами устройств. Шаговые моторы работают в управляющих системах без обратной связи, серводвигатели находят все большее применение в высокоскоростных динамических устройствах.

Особенности шаговых моторов по сравнению с сервоприводами:

1. Дискретный режим работы.
2. Плавность вращения двигателя.
3. Нет необходимости в применении датчиков обратной связи, величина угла поворота определяется конструкцией двигателя.
4. Высокий уровень надежности, длительный срок эксплуатации.
5. При перегрузках шаговый двигатель продолжает работать, но пропуская шаги.
6. Стандартизованные размеры угла поворота. 
7. Более доступная цена.

Сервопривод отличается высокой мощностью и эффективностью, которая при небольших нагрузках достигает 90%. При работе оборудования практически не выделяется тепло, отсутствуют вибрации.

Отличие станков ЧПУ от классических с ручным управлением в раздельных приводах для механизма и рабочего органа. За счет отсутствия коробок передач и механических делительных головок все расчеты удалось возложить на компьютер. Таким образом повышаются требования к точности движения и позиционирования режущего инструмента, с поставленными задачами такого типа лучше всех справляются шаговые двигатели. 

Особенности шаговых двигателей ЧПУ

Шаговый двигатель – это синхронный двигатель без щеток с несколькими обмотками. В отличие от обычного мотора, ток подается на обмотки статора поочередно. Число  импульсов пропорционально количеству шагов, что позволяет через систему управления станком вычислить положение рабочего органа в определенный момент времени. 

Плюсы синхронных бесщеточных электродвигателей для станочного оборудования с ЧПУ:

1. Доступная стоимость, что позволяет применять шаговые двигатели не только на промышленном оборудовании, но и бытовой технике.
2. Высокий уровень надежности моторов связан с увеличенным рабочим ресурсом подшипников, отсутствием щеток. Даже во время перегрузок двигатель продолжает работать, но пропускает шаги.
3. Быстрый отклик на сигналы управления. 
4. Простота эксплуатации и монтажа.

К недостаткам шаговых двигателей относится низкий КПД, высокое энергопотребление. Работа двигателя сопровождается нагревом и высоким уровнем шума.

Электродвигатели представляют собою устройства для преобразования электрической энергии в механическую с последующим приведением в движение различных механизмов. Это основной элемент электропривода. На электродвигатели приходится около 45% всей потребленной электроэнергии. Современные высокотехнологичные устройства обеспечивают работу как промышленного, так и бытового оборудования, внедряются в системах автоматизации, используются в качестве привода для электротранспорта или инструмента.

Принцип работы электродвигателя, классификация

Работа любого электрического мотора заключается в использовании электромагнитной индукции в качестве источника энергии. Конструкция предусматривает неподвижную часть – статор или индуктор и подвижную, представленную ротором или якорем. Преобразование энергии происходит посредством обмоток статора и ротора.

В зависимости от тока электродвигатели делятся:

• постоянного тока, разделенные на коллекторные и бесколлекторные;
• переменного тока, которые, в свою очередь, подразделяются на синхронные и асинхронные;
• универсальные.

В настоящее время наиболее востребованы асинхронные двигатели. В зависимости от количества фаз, моторы переменного тока могут быть одно, двух и многофазные.

Преимущества электродвигателей

Представляя собою сложный механизм, электродвигатель нуждается в постоянном уходе. Он заключается в наблюдении за работой оборудования на предмет отсутствия шумов, особенно нехарактерных для нормальной работы. Необходимо обращать внимание на температуру подшипников, ухаживать за ними и контролировать наличие смазки. 

Достоинства электромоторов по сравнению с двигателями внутреннего сгорания:

1. Высокий КПД.
2. Отсутствие потерей на трение в трансмиссии.
3. Высокий крутящий момент с первой секунды движения, что исключает необходимость в коробке передач.
4. Невысокая стоимость эксплуатации и технического обслуживания. 
5. Экологически безопасный, так как работа не сопровождается выхлопами, нет необходимости в применении продуктов нефтепереработки, трансмиссионных и моторных масел.
6. Снижена взрыво и пожароопасность.
7. Простая и надежная конструкция.
8. При работе издает меньше шума, что связано с небольшим количеством подвижных частей и механических передач.

На основании этих преимуществ можно сделать важный вывод в отношении, какой двигатель более выгодный и экономичный при установке на транспортные средства. Автомобили с электрическим мотором в несколько раз более эффективны, по сравнению с машинами на двигателе внутреннего сгорания.