Шаговые электродвигатели широко используются в станках с ЧПУ, однако мало кто знает, что существует два типа этих устройств. В зависимости от некоторых конструктивных моментов различают биполярные и униполярные шаговые сервомоторы. Рассмотрим различия указанных двигателей и обозначим некоторые аспекты их выбора, например, для модернизации станочной техники.
Конструкция
Как и любой электрический двигатель вообще, шаговый электромотор состоит из следующих составных частей:
- ротор;
- обмотки;
- устройство управления;
- корпус.
Биполярный и униполярный двигатели различаются конструкцией обмоточной части и особенностями управляющего устройства.
Биполярные сервомоторы
Конструкция биполярного шагового двигателя предполагает наличие двух обмоток, управляющих вращением ротора. Данное управление осуществляется путём переключения обмоток. Эту функцию исполняет специальный переключатель, который функционирует в соответствии с командами ЧПУ.
Включение той или иной обмотки заставляет ротор вращаться то в одну, то в другую сторону – в зависимости от задачи. Обмотки представляют собой фактически два полюса электрической машины, благодаря чему данные шаговые двигатели и называются биполярными.
Очевидное достоинство биполярного сервомотора заключается в простоте конструкции. Однако конструктивная простота оборачивается усложнением переключающей схемы. Для того чтобы эффективно управлять переключением обмоток, необходимо использовать специальный мостовой переключатель. Сложная модель переключения обмоток является слабым звеном биполярного шагового двигателя.
Униполярные сервомоторы
Основное отличие униполярного двигателя от биполярного проявляется в наличии электрического отвода от половины каждой обмотки. То есть с точки зрения конструкции эти моторы более сложны, но зато эффективнее с позиций переключения направлений вращательного движения ротора. Здесь не требуется включения разных обмоток, как в биполярных моторах, а необходима лишь перекоммутация обмоточных половин. Это значительно упрощает переключающую схему.
Данный момент объясняет достоинство униполярных шаговых сервомоторов, которое состоит в быстродействии этих устройств. Применение в станкостроении электродвигателей данного типа позволяет создавать по-настоящему производительную технику, к примеру, многофункциональные токарно-фрезерные центры.
Как выбрать?
Ответ на вопрос о том, какой двигатель нужно использовать для модернизации конкретного станка, зависит от следующих факторов.
- Габариты электродвигателя.
- Крутящий момент.
- Точность позиционирования.
- Простота эксплуатации.
Относительно габаритов следует сказать, что униполярные устройства немного крупнее свих биполярных «собратьев». Однако эти различия настолько несущественны, что ими можно пренебречь. Тем более что, в общем и целом, шаговые электродвигатели занимают незначительное место в общем функциональном пространстве станка.
Биполярные двигатели выгоднее униполярных в отношении крутящего момента. Если этот аспект важен, то нужно учитывать, что меньший по размерам биполярный сервомотор обеспечивает более высокий крутящий момент в сравнении с униполярным аналогом.
По точности позиционирования биполярные моторы практически не отличаются от униполярных, и для обеспечения этого показателя металлообработки можно использовать двигатели любого типа.
Униполярные сервомоторы в эксплуатации проще и надёжнее, так как их переключающая схема более проста и отказоустойчива.
