Silniki Krokowe

Silnik krokowy to bezszczotkowy silnik prądu stałego, który dzieli pełny obrót na kilka równych etapów. Położeniem wału twornika silnika można sterować w taki sposób, że przesuwa się on do żądanego kroku i pozostaje tam bez potrzeby stosowania czujnika położenia do sprzężenia zwrotnego. Silnik krokowy wykonuje zatem bardzo specjalistyczną usługę całkowicie autonomicznie. Dlatego też nazywane są często silnikami serwo lub w skrócie serwomechanizmami, na przykład w robotyce lub modelarstwie lotniczym.

Silnik krokowy jest sterowany za pomocą impulsów elektrycznych dostarczanych przez sterownik albo mikrokontroler ze specjalnym oprogramowaniem i urządzeniami peryferyjnymi. Każdy impuls obraca wał o stały kąt. Serwomotory mają w tym celu kilka elektromagnesów zębatych, które są rozmieszczone jako twornik wokół centralnego wirnika - kawałka żelaza w kształcie koła zębatego.

Wał silnika jest najpierw zasilany energią z jednego z elektromagnesów. Przyciąga on magnetycznie zęby koła zębatego. Gdy zęby zrównają się z tym elektromagnesem, są nieco przesunięte względem następnego elektromagnesu.

To oznacza, że jeśli następny elektromagnes jest włączony, a pierwszy wyłączony, koło zębate obraca się nieznacznie, aby ustawić się w jednej linii z następnym elektromagnesem. Od tego momentu proces jest powtarzany. Każda z tych częściowych obrotów nazywana jest krokiem, przy czym maksymalna liczba kroków - na przykład 200 - skutkuje pełnym obrotem. W ten sposób wał silnika może być obracany o dokładny kąt.

Okrągły układ elektromagnesów silnika jest podzielony na grupy, a każda grupa z taką samą liczbą magnesów jest określana jako faza. Elektromagnesy każdej grupy są przeplatane z magnesami innych grup i tworzą jednolity układ. Elektromagnesy w tej samej grupie są zasilane razem. Z tego powodu silniki krokowe z większą liczbą faz mają zazwyczaj więcej przewodów do sterowania silnikiem.

Sterowane komputerowo serwomotory są rodzajem systemu pozycjonowania sterowanego ruchem. Zazwyczaj są one kontrolowane cyfrowo jako część systemu otwartej pętli do użytku w zastosowaniach związanych z utrzymywaniem lub pozycjonowaniem.

W dziedzinie laserów i optyki serwomotory są często spotykane w precyzyjnych urządzeniach pozycjonujących, takich jak siłowniki liniowe, stopnie liniowe, stopnie obrotowe, czujniki goniometryczne i uchwyty mocowań liniowych. Inne obszary zastosowań serwomotorów obejmują maszyny pakujące i pozycjonowanie stopni pilotowych zaworów w systemach sterowania płynami.

Komercyjne zastosowania serwomotorów obejmują dyski twarde, skanery płaskie, drukarki komputerowe, drukarki 3D, plotery, automaty do gier, skanery obrazu, napędy CD/DVD, inteligentne systemy oświetleniowe, obiektywy kamer i maszyny CNC.