Сначала важно понимать, что такие параметры, как число полюсов, обычно актуальны для двигателей, таких как асинхронные двигатели переменного тока и бесколлекторные двигатели постоянного тока (BLDC), где количество пар полюсов напрямую определяет их синхронную скорость (Скорость = 120 × Частота / Число полюсов). Однако применимо ли понятие числа полюсов к шаговым двигателям в том же смысле?
Для шаговых двигателей ключевым параметром, интересующим пользователя, является угол шага — угол, на который поворачивается двигатель за каждый входной импульс. Этот угол определяется количеством фаз, числом зубьев ротора и режимом возбуждения. Таким образом, информация о «числе полюсов» шагового двигателя уже заложена в этом итоговом параметре — угле шага.
Возьмём в качестве примера наиболее распространённый двухфазный гибридный шаговый двигатель — его конструкция является типовой.
- Число полюсов статора: Стандартный двухфазный гибридный шаговый двигатель имеет 8 основных полюсов. Каждый основной полюс содержит несколько малых зубьев (например, 5 зубьев). Таким образом, суммарное магнитное действие полюсов статора можно рассматривать как количество этих малых зубьев.
- Число зубьев ротора: Ротор имеет определённое количество малых зубьев (например, 50 зубьев). Ротор состоит из постоянного магнита, намагниченного в осевом направлении, причём один набор зубьев действует как полюса N, а другой — как полюса S. Эффективное число полюсов ротора равно удвоенному количеству зубьев на одном торце.
Расчёт угла шага: Угол шага = 360° / (Число фаз × Число зубьев ротора × Шагов на электрический цикл)
Рассмотрим наиболее распространённый двухфазный шаговый двигатель с углом шага 1,8°: Число фаз = 2 Число зубьев ротора = 50 В полношаговом режиме (двухфазное возбуждение, 200 шагов на оборот): Угол шага = 360° / (2 × 50 × 2) = 1,8° В полушаговом режиме (поочерёдное однофазное и двухфазное возбуждение, 400 шагов на оборот) достигается угол шага 0,9°.
Таким образом, ротор с 50 зубьями соответствует 100 магнитным полюсам. Для распространённого двухфазного гибридного шагового двигателя с углом шага 1,8° можно считать, что его ротор имеет 100 магнитных полюсов (50 пар полюсов).
Та же логика применима и к трёхфазным шаговым двигателям. Следовательно, при выборе двухфазного или трёхфазного шагового двигателя следует ориентироваться на следующие параметры:
- Угол шага: Определяет разрешение двигателя (например, 1,8°, 0,9°).
- Число фаз: Определяет тип необходимого драйвера (например, двухфазный, трёхфазный).
- Удерживающий момент: Грузоподъёмность двигателя.
- Ток: Определяет настройку выходного тока драйвера.