РадиоЛоцман - Все об электронике

Достоинства и недостатки различных типов двигателей

Стюарт Болл Р.
Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров

Чтобы облегчить вам выбор оптимального устройства, рассмотрим достоинства и недостатки двигателей постоянного тока, бесколлекторных и шаговых:

  • При использовании шагового двигателя не требуется энкодер и система с обратной связью для определения позиции вала. Позиция вала определена контроллером, который подает импульсы на двигатель. Однако это может быть и недостатком. При слишком тяжелой нагрузке на ось, шаговый двигатель может остановиться, а информация об этом не поступит в контроллер. Система с двигателем постоянного тока и энкодером свободна от такого недостатка
  • В шаговом двигателе нет щеток, поэтому он производит меньше электромагнитных помех
  • Шаговые двигатели обладают полным вращающим моментом в положении остановки, если обмотки запитаны. Это дает возможность удерживать ротор в определенном положении
  • Шаговый двигатель может вращаться с низкой скоростью без потери вращающего момента. В двигателях постоянного тока при снижении скорости вращающий момент также падает, поскольку снижается сила тока в обмотках
  • Двигатели постоянного тока обладают большим вращающим моментом на высоких скоростях, чем шаговые
  • Из-за отсутствия обратной связи, в шаговых двигателях нет компенсации механического люфта
  • Бесколлекторные двигатели постоянного тока нуждаются в специальной электронной схеме коммутации, в отличие от двигателей со щетками. Однако серийный выпуск специальных управляющих ИС устраняет этот недостаток.

Когда в системе нет обратной связи, шаговый двигатель может выполнить не совсем то, что ему предписано. Поэтому шаговые двигатели обычно используются в системах, где нагрузка постоянна или, по крайней мере,
всегда известна. Например, в механизме головок чтения/записи дисковода. Нагрузка в данном устройстве практически постоянна. Если нагрузка сильно изменяется во время операции, шаговый двигатель может остановиться или проскочить требуемую позицию.

Если известно, как меняется нагрузка, то можно уменьшить силу тока обмоток шагового двигателя при легкой нагрузке  или, напротив, увеличить при значительной нагрузке на ось. Примером такой ситуации может быть система, где двигатель должен повернуть что-то массивное, а затем без нагрузки переместить вал в заданное положение. С другой стороны, если нагрузка обладает значительной массой или трением, то от применения шагового двигателя лучше отказаться. При значительных изменениях нагрузки, особенно, если эти изменения не известны контроллеру, двигатель постоянного тока с энкодером будет лучшим выбором, чем шаговый двигатель. Энкодер выдает информацию, которая позволит контроллеру изменять силу тока, если позиция и/или скорость не корректны.

Одна из возможностей совместить преимущества шагового двигателя и двигателя постоянного тока — установить энкодер на ось шагового двигателя. Но это поднимет и цену. Тем не менее, максимальная скорость такой конструкции останется ниже, чем двигателя постоянного тока.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя