Перейти к содержанию

Угол шага шагового двигателя

Главная характеристика шагового двигателя для точности — угол шага: на сколько градусов вал поворачивается за один шаг. Из него получается число шагов на оборот, а полушаговый и микрошаговый режимы делят этот шаг ещё мельче.

Обновлено Редакция GAW

Угол шага — на сколько градусов поворачивается вал шагового двигателя за один полный шаг. Число шагов на оборот:

n=360∘θ,360∘1,8∘=200.n = \frac{360^\circ}{\theta}, \qquad \frac{360^\circ}{1{,}8^\circ} = 200.

Устройство шаговых двигателей и их подключение разобраны в статье «Шаговые двигатели».

Типичные значения

Угол шагаШагов на оборотТип двигателя по Microchip AN907
7,5°48с постоянными магнитами
3,6°100с постоянными магнитами и гибридные
1,8°200очень распространён
0,9°400гибридные с мелким шагом

Как получить шаг меньше

  • Полушаг — чередование включения одной и двух обмоток — вдвое уменьшает шаг.
  • Микрошаг — синусоидальное распределение тока по обмоткам — делит шаг ещё мельче.
  • Редуктор уменьшает шаг и увеличивает момент, но снижает наибольшую скорость (AN907).

Удержит ли двигатель вал на каждом шаге под нагрузкой, зависит от его момента удержания. Частоту шаговых импульсов для нужной скорости вращения настраивают таймером микроконтроллера — её поможет рассчитать калькулятор таймера МК.

Частые вопросы

Сколько шагов на оборот у двигателя 1,8°?

360° / 1,8° = 200 шагов на оборот. В полушаговом режиме — 400, а с микрошагом 1/16 — 3200 микрошагов на оборот.

Какой угол шага выбрать?

Его определяет нужное разрешение. Microchip AN907 приводит типичные варианты: 7,5° и 3,6° у двигателей с постоянными магнитами, от 3,6° до 0,9° у гибридных. Меньший шаг можно получить редуктором — он заодно увеличит момент, но снизит наибольшую скорость.

Как перевести шаги в линейное перемещение?

Через винтовую передачу: за оборот гайка смещается на шаг винта. Двигатель на 200 шагов с винтом шагом 2 мм даёт 2 / 200 = 0,01 мм на полный шаг — AN907 отмечает, что даже грубые шаги так превращаются в очень мелкие перемещения.

Источники

  1. Microchip. AN907: Stepping Motors Fundamentals (DS00907A, 2004) — размер шага определяется нужным разрешением; у двигателей с постоянными магнитами чаще всего 7,5° и 3,6° — 48 и 100 шагов на оборот; у гибридных от 3,6° (100 шагов) до 0,9° (400 шагов); шаг 1,8° очень распространён; редуктор уменьшает шаг и увеличивает момент, но снижает наибольшую скорость; винтовая передача превращает даже грубые шаги в очень мелкие линейные перемещения; полушаговый режим вдвое уменьшает шаг; пример высокомоментного двигателя: шаг 1,8°
  2. Allegro MicroSystems. A4988: DMOS Microstepping Driver with Translator and Overcurrent Protection (4988-DS, Rev. 8) — режимы полного шага, 1/2, 1/4, 1/8 и 1/16 шага; один импульс на входе STEP поворачивает двигатель на один микрошаг; до 35 В и ±2 А

Нашли ошибку?

Смотрите также