Шаговые двигатели рабочая температура

Экструдер

Для объявления электронного аукциона и определения начальной (максимальной) цены контракта просим предоставить ценовую информацию на следующий товар:

Наименование товара

Описание товара

Экструдер вид 1

Экструдер должен быть совместим с 3D принтером MakerBot Replicator 2. Должна быть технология моделирования методом наплавления. Рама материал должен быть сталь с порошковым напылением. Диаметр сопла 0.3 — 0.4 мм. Материал сопла должен быть: износостойкая бронза. Применяемые материалы должны быть: ПЛА пластик — диаметр-1,74-1,76 мм; полимерная нить — диаметр -1,74-1,76 мм. Количество печатающих головок должна быть 1. Шаговые двигатели должны быть: угол шага 1.8°с микрошагом 1/16. Рабочая температура окружающей среды: от не выше15° до не ниже 32° С. Температура хранения от не выше 0° до не ниже 32° С. Температура нагрева от не выше 190° до не ниже 220° С. Типы файлов должны быть: .stl, .obj, .thing. Операционные системы должны быть: Windows 7, linux, Mac OS X. Электрические параметры Входной переменный ток: 100–240 В, 50–60 Гц. Требуемая мощность: 24 В постоянного тока при 9,2 А.

Экструдер вид 2

Экструдер должен быть совместим с 3D принтером MakerBot Replicator 2Х. Должна быть технология моделирования методом послойного наложения расплавленной полимерной нити. Нить должна быть: ПЛА пластик диаметр -1,74-1,76 мм; АБС пластик диаметр -1,74-1,76 мм. Рама материал должен быть сталь с порошковым напылением. Диаметр сопла 0.3 — 0.4 мм. Материал сопла должен быть: износостойкая бронза. Количество печатающих головок должно быть 2. Шаговые двигатели должны быть: угол шага 1.8°с микрошагом 1/16. Рабочая температура окружающей среды: от не выше15° до не ниже 32° С. Температура хранения от не выше 0° до не ниже 32° С. Температура нагрева от не выше 190° до не ниже 280° С. Типы файлов должны быть: .stl, .obj, .thing. Операционные системы должны быть: Windows 7, linux, Mac OS X. Электрические параметры Входной переменный ток: 100–240 В, 50–60 Гц. Требуемая мощность: 24 В постоянного тока при 9,2 А.

Порядок поставки продукции: Товар поставляется в течение 5 рабочих дней со дня получения заявки на поставку от Заказчика на бумажном носителе или в виде электронного документа или посредством факсимильной связи. Доставка Товара осуществляется за счёт Исполнителя, разгрузка Товара осуществляется силами Исполнителя по адресу: Российская Федерация, г. Нижний Новгород, 603155, Верхневолжская набережная, д.18/1, ФГБУ «ПФМИЦ» Минздрава России, склад аптеки.

Сроки проведения закупки: сентябрь 2017 г.

Порядок оплаты: Заказчик производит оплату по факту поставки товара до 30 декабря 2017г.

Размер обеспечения исполнения контракта: обеспечение исполнения контракта в размере 5% от начальной (максимальной) цены контракта.

Сроки предоставления ценовой информации: в течение 5 календарных дней.

Из ответа на запрос определяется цена единицы товара и общая цена контракта на условиях, указанных в запросе, срок действия предлагаемой цены, расчет такой цены с целью предупреждения намеренного завышения или занижения цен товаров.

Какой должна быть оптимальная температура работы двигателя

Мы уже рассказывали, как опасен перегрев двигателя. Вкратце – при избыточной температуре и сопутствующем ей расширении металлов, из которых изготовлены детали двигателя, нивелируются предусмотренные его конструкцией зазоры, и пары трения начинают механически воздействовать друг на друга, производя задиры и, в конечном счете, приводя к заклиниванию.

С другой стороны, двигатель, не достигший рабочей температуры, неспособен работать эффективно: полностью сжигать топливо, развивать заложенные его создателями динамические и мощностные характеристики. Про то, как важно прогревать машину, мы тоже писали – остается лишь определить диапазон температур, «комфортный», то есть оптимальный для автомобильного мотора.

ЧТО ТАКОЕ РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Известно, что в рабочих камерах двигателей внутреннего сгорания нередки температуры 1000°C и выше, в связи с чем детали, соприкасающиеся с ними – поршни, клапаны – могут нагреваться до 400 и более градусов. Однако под рабочей температурой ДВС понимают не эти значения, а нагрев штатной системы охлаждения – именно она защищает мотор от перегрева, вызывающего термические деформации.

Основные типы охлаждающих систем двигателей внутреннего сгорания:

Воздушное охлаждение. Мотор охлаждается потоками воздуха, поверхность оснащается дополнительными металлическими ребрами – радиатором, для лучшего теплоотвода. Иногда используется вентилятор, принудительно нагнетающий дополнительный воздух. В автомобилях применяется редко, больше – в двухтактных моторах мототехники.

Жидкостное охлаждение. Происходит за счет помещения цилиндров внутрь гидравлической оболочки – «рубашки», в которой циркулирует охлаждающая жидкость, движимая водяным насосом. Дополнительное охлаждение происходит в радиаторе, размещенном в передней части автомобиля, от встречных потоков воздуха и при помощи вентилятора, вращающегося постоянно или включающегося при повышении температуры.

Несмотря на то, что исследованиями в области термодинамики еще в XIX веке было доказано, что КПД ДВС повышается вместе с увеличением рабочей температуры, конструкторы вынуждены согласовывать ее значение с параметрами субстанции, охлаждающей двигатель. Наибольшая рабочая температура у двигателей воздушного охлаждения – их радиаторы могут нагреваться до 200°C и больше. Наименьшая – у судовых моторов, охлаждаемых забортной водой.

Двигатели современных автомобилей преимущественно оснащены жидкостной системой охлаждения – она, во-первых, наиболее стабильно, а во-вторых, при ее помощи легче реализовать схемы отопления салона и нагрева навесного оборудования, а также релевантного контроля температуры двигателя. Другое ее название – водяная система, и не спроста. Долгое время, до изобретения незамерзающих антифризов, в качестве охлаждающей жидкости использовалась обыкновенная вода.

Именно от ее параметров отталкивались конструкторы двигателей, когда рассчитывали рабочую температуру двигателей, составлявшую у карбюраторных двигателей, используемых в прошлом. Кипение воды происходит при 90-100°C в зависимости от давления атмосферного воздуха, поэтому рабочей температурой ОЖ в большинстве двигателей до сих пор считается 85-90 градусов.

РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА СОВРЕМЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Между тем, эффективность работы ДВС, прямо пропорциональная его рабочей температуре, состоит не только в повышении мощности, но и в снижении вредных выбросов. Поэтому, по мере изобретения специальных охлаждающих жидкостей с расширенными температурными характеристиками, показатели рабочей температуры конструктивно стали повышаться.

В идеале, жидкость для охлаждения двигателя должна решать несколько задач:

не замерзать при отрицательных температурах окружающего воздуха;

кипеть при большей, чем вода, температуре;

быть химически нейтральной к материалам деталей, с которыми она соприкасается (металл, резина, пластмасса).

Кроме низкого порога кипения, использование воды для охлаждения имело еще ряд минусов: способствовало коррозии металлических деталей двигателя и отложению солей в системе охлаждения. Первые антифризы (незамерзающие ОЖ) были созданы еще в 20-х годах ХХ века из смеси воды и глицерина, в пропорции примерно 1 к 2. Жидкость имела прекрасные температурные характеристики, замерзала при -40 и кипела при 290°C, но обладала очень плохой текучестью, соответственно, плохо и медленно перемещалась по системе.

Проблему пытались решать при помощи этанола, метанола, солей и прочими способами, но полноценной заменой глицерина стали двухатомные спирты: сначала этиленгликоль, а значительно позже – пропиленгликоль. Именно на их основе и производятся все современные антифризы. Любопытно, что в чистом виде температурные характеристики этих спиртов весьма скромны, но стоит добавить в них воды – они улучшаются в разы.

Хотя упор (и это видно даже из названия – antifreeze) делался больше на незамерзающие свойства жидкости, температура кипения разбавленного этиленгликоля тоже оказалась выше, чем у воды – в среднем, 110-115°C. Поэтому даже поздние карбюраторные двигатели, разработки 70-80-х годов, уже имели рабочую температуру больше 100 градусов, то есть, могли использовать в качестве ОЖ только антифриз. По мере роста экологических требований, оснащения автомобилей катализаторами, электронными датчиками, а также повышения качества антифризов рабочая температура продолжила повышаться.

Сегодня не редкость двигатели, где допустима рабочая температура в 120-130°C – правда, преимущественно на холостом ходу, в движении она снижается. Тем не менее, такая ситуация предъявляет повышенные требования к условиям эксплуатации – в первую очередь, исправности всех систем автомобиля.

КАК СОХРАНЯТЬ ТЕМПЕРАТУРУ ДВИГАТЕЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ

Чем выше рабочая температура двигателя, тем сложнее уберечь двигатель от перегрева. Начать нужно с профилактических мер:

постоянный контроль уровня и состояния охлаждающей жидкости;

регулярная и своевременная замена ОЖ;

контроль работы и своевременная замена помпы (при замене ремня или цепи ГРМ, согласно инструкции по эксплуатации);

контроль работы термостата;

визуальный осмотр патрубков, хомутов, радиатора охлаждения и отопителя на предмет течей.

Кроме этого, необходим постоянный мониторинг прочих систем двигателя, способных оказывать влияние на его температуру: системы зажигания, смесеобразования, выхлопной системы. Для этого желательно приобрести OBD-сканер, показывающий ошибки, возникающие при работе ЭБУ, а также температуру в разных частях ДВС: например, впускном коллекторе. По характеру ошибок можно определить, какому из узлов нужно уделить внимание.

Сигналом о том, что с рабочей температурой не все в порядке, может стать частое включение вентилятора, растрескивание патрубков, масляное запотевание и прочие симптомы. Если вы не уверены в своих силах – проведите диагностику на СТО, например, на любой из станций сети умных автосервисов Wilgood. Наши квалифицированные специалисты вернут вашему автомобилю оптимальную рабочую температуру, а вам – спокойствие и уверенность.

Температурное самоубийство: зачем современные моторы обречены на перегрев

Кипящий антифриз в радиаторе, пар, стрелка температуры в красной зоне — симптомы перегрева мотора и его последствия в виде покоробленной ГБЦ мы вроде бы все отлично знаем. Причины тоже давно известны — засорение системы охлаждения, «мёртвый» термостат. Но так было 20 лет назад. Сегодня современные моторы обречены своими создателями на постоянную работу на грани перегрева, причём водитель, как правило, об этом узнаёт, когда уже слишком поздно. Сегодня разбираемся, как так получилось, и что такое «штатный перегрев».

Про рабочую температуру

У каждого мотора есть рабочая температура, и только при её достижении он работает правильно. После «прогрева» начинает максимально эффективно работать система управления впрыском, система смазки, система ГРМ и остальные подсистемы мотора.

Какой должна быть рабочая температура? Обычно она находится в узком диапазоне от 75 до 105 градусов почти для всех конструкций моторов. Правда, в последние годы для достижения маркетинговых показателей экономичности и экологичности моторы всё чаще заставляют работать при повышенных температурах от 115 до 130 градусов.

Это хорошо только для маркетологов, которые год от года отчитываются о том, что машины стали ещё немного быстрее и «чище». На ресурсе моторов повышение рабочей температуры сказывается исключительно негативно, ибо 120 или 130 градусов — это слишком много как для резиновых и пластиковых элементов навесного оборудования, так и для состояния поршневой группы.

Эрудированный читатель заметит, что 120-130 градусов — это температура холостых оборотов, а на ходу она обычно снижается до приемлемых 85-90. Что, безусловно, облегчает жизнь двигателю, но до поры до времени.

Конкретнее в проблеме разберёмся чуть ниже, а пока изучим, как охлаждаются современные моторы (спойлер: совсем не так, как ваш первый заднеприводный или переднеприводный ВАЗ).

Как работают современные системы охлаждения?

Они устроены значительно сложнее, чем те, с которыми знакомят на уроках в автошколе. Так, у всех ныне продающихся новых машин используется система охлаждения с несколькими скоростями вращения вентиляторов обдува радиатора или даже несколько вентиляторов с несколькими режимами работы. И управляется система не простыми термовыключателями, а через электронный блок управления, в зависимости от скорости, нагрузки, режима работы климатической установки и многих других факторов.

Почти на всех машинах используется регулируемый термостат, имеющий два диапазона работы за счет нагревательного элемента. На некоторых машинах термостата вообще нет — он заменен на модуль золотниковых клапанов с электронным управлением. На многих премиальных машинах стоит «воздушный термостат» — жалюзи с электроприводом, улучшающие аэродинамику машины на высоких скоростях.

Что касается водяных насосов, то простая помпа с приводом от коленчатого вала пока лидирует по распространенности, но есть конструкции с регулируемым приводом или даже с электроприводом помпы.

Столь важную, и к тому же сложную систему необходимо контролировать. У большинства автомобилей есть контрольная лампа температуры, срабатывающая при перегреве, и

указатель температуры двигателя. Почти все автовладельцы считают достаточным условием отсутствия перегрева нахождение стрелки указателя в допустимой зоне, обычно «зеленой» или «желтой», и отсутствие сигнала аварийной системы о перегреве или нехватке антифриза.

Но система контроля тоже управляется электроникой, и старается «не напрягать» автовладельца «лишней» информацией о работе машины. Так, почти всегда стрелочный индикатор и даже цифровые указатели температуры не отражают истинных показателей.

Стрелка будет показывать те же «примерно 90» и при температуре 85, и при температуре 125. В процессе работы машины стрелка может мертво стоять на месте, хотя мотор при работе в пробках будет прогреваться значительно сильнее, чем при движении по трассе. И лишь при настоящем перегреве, обычно при повышении температур до 130-150 градусов стрелка сдвинется с места, перед самым срабатыванием аварийного индикатора.

Единственным надежным способом контроля остается проверка рабочей температуры с помощью сканеров, через OBD-II интерфейс или иной способ доступа к служебной информации блока управления двигателем.

Что такое «штатный перегрев»

Как вы уже поняли, «штатная» работа системы охлаждения сейчас — понятие весьма условное. Даже при отсутствии мигающих красных индикаторов на приборной панели температура может быть уже далека от оптимальной. Например, бензиновые моторы BMW настроены на работу при температурах 115-125 градусов, а реальная рабочая температура может быть еще выше, причём без всяких ошибок.

Да и у куда более простых Opel и VW моторы вполне штатно прогреваются до 115-120 градусов. От таких температур уже недалеко до «настоящего» перегрева, ведь системы охлаждения постоянно находятся под давлением и работают на пределе. Малейшее изменение параметров или утеря герметичности сразу приведут к более серьезной поломке.

У современных машин случается такая неисправность, как «нормальный перегрев». Это когда система управления не может снизить температуру двигателя до оптимальной для данного режима движения, несмотря на задействование всех возможностей, но при этом температура все же меньше «аварийной», когда сработает аварийный датчик и система охлаждения не выдержит давления.

В некоторых случаях происходит локальное повышение температуры части мотора выше конструктивного максимума. Несмотря на кажущуюся «несерьезность» подобной неисправности, она, тем не менее, быстро разрушает двигатель, а водитель машины может даже не догадываться о причине всех неприятностей.

Большая часть автомобилей с регулируемой системой охлаждения возрастом более трех лет в той или иной степени подвержена подобному дефекту. При этом заметить отклонения в работе двигателя непрофессионалу сложно. Ведь индикатор температуры твердо указывает «норму», а то, что машина едет чуть хуже, что кондиционер хуже холодит, что расход топлива растет и понемногу расходуется масло, большая часть водителей не заметит.

Кстати, визит в сервис тут, скорее всего, не поможет, ведь в логах ошибок, скорее всего, будет пусто. А вот расхождение между желаемой и реальной рабочей температурой тем временем составляет до 30-40 градусов. Подобного рода проблемы просто заложены в конструкции современных европейских авто. Ради уже упомянутых выше показателей экологичности и экономичности на холостом ходу они «обязаны» разогреваться до 120-130 градусов. Это слишком много для работы под нагрузкой, а вот для стояния на месте в пробке — вполне допустимо. Но вот вы трогаетесь с места, да ещё желаете «прохватить». Моментально скинуть температуру до оптимальных «ходовых» 85-90 градусов невозможно, так что мотор какое-то время будет крутиться при весьма опасных температурах.

Как следствие — детонация, повреждения поршней и выкрашивание покрытий гильз цилиндров на «цельноалюминиевых» моторах. А еще пониженное давление масла, а значит задиры и прихваты. Да и температура поршня и поршневых колец под нагрузкой резко растет, а масло коксуется. А с возрастом проблема разрастается, ведь из-за грязных радиаторов, проскальзывания ремней помпы, ухудшения теплопередачи от стенок ГБЦ, старения вентиляторов системы охлаждения и просадок напряжения рабочая температура двигателя постепенно перестает снижаться с «холостых» 130 до «ходовых» 90 даже при длительной работе под нагрузкой.

Таким образом «максимальная рабочая» температура становится просто «рабочей», и аварийный режим работы становится штатным для двигателя, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Особенно плохо приходится машинам, которые много времени проводят в пробках. Их система охлаждения большую часть времени работает в самом высокотемпературном режиме, и моторы такого обычно долго не выдерживают. Через несколько лет машина превращается в инвалида. С двигателем, уверенно расходующим литры масла, с неработающими катализаторами и половиной мощности от штатной. Да и коробкам-«автоматам» достается не меньше, ведь они обычно охлаждаются через теплообменник, а значит, температура масла в них еще выше, чем температура в системе охлаждения двигателя.

Нештатный перегрев и гибель мотора

«Классический» перегрев с клубами пара из-под капота, клинящим двигателем и другими фатальными последствиями хоть и является зачастую кульминацией такого вот «нормального перегрева», но встречается намного реже.

Если вовремя остановить двигатель, то, скорее всего, серьезных проблем получится избежать. В противном случае можно уже начинать выбирать между «контрактным» двигателем, ремонтом остатков старого или покупкой нового. Ведь коробление ГБЦ, нарушение геометрии блока цилиндров и нарушение резьбы болтов ГБЦ, задиры вкладышей и поршней — это лишь малая часть неисправностей, возникающих при сильном перегреве и утере антифриза.

Номинальной причиной подобной беды обычно является утечка жидкости из системы охлаждения. После чего растет температура различных узлов двигателя и температурный градиент между различными его элементами, вызывая поломки «железа».

Истинные же причины обычно кроются в «нормальном перегреве» на протяжении длительного времени, старении материалов системы охлаждения, постепенной деградации возможностей радиатора, поломке помпы или ее привода. К счастью для многих автовладельцев, серьезные неисправности проявляют себя заранее, например, на очередном ТО, или срабатыванием датчиков уровня антифриза перед появлением сильной течи системы охлаждения и срабатывающей лампочкой аварийного перегрева под нагрузкой.

И что же делать?

Если у вас современный автомобиль, пробег которого уже перевалил хотя бы за 50 000, но вы собираетесь проездить на нём ещё долго и счастливо (а может вообще купили бэушный вариант с пробегом 100+), то вам пригодятся советы, как избавить машину от штатного перегрева.

В следующей части статьи мы расскажем про оптимальный режим езды и некоторые конструктивные доработки двигателя, которые помогут избежать перегревов и исключительно положительно скажутся на его ресурсе.

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель – электрический синхронный мотор, совершающий оборот некоторым количеством равноценных эквивалентных перемещений. От длины элементарного сегмента зависит точность, с которой ротор позиционируется нужным образом. В отдельности минимальное перемещение называется шагом.

Принцип действия шаговых двигателей, разновидности

Шаговый двигатель в комплекте с драйвером выполняет преобразование числа входящих импульсов в заданное угловое перемещение вала. Устройство сопрягается с цифровой техникой, управляющий сигнал часто аналоговый. Входы обмоток посещает синусоида нужной фазы. Драйвер, получающий на контакты цифровой сигнал, декодирует волну, формирует нужные сигналы управления двигателем. Одна, две, три, четыре фазы. Определяется конструкцией, нуждами техники.

Конструкция шагового двигателя

Особенностью шагового двигателя назовем форму стального ротора. Снабжен полюсами, подчеркнутыми путем вынесения на кончик острого либо тупого зубца. Мертвый металл, притягиваемый катушками статора. Характеризуется некоторой намагниченностью остаточного рода, вызванной действием поля. Точное позиционирование полюсов статора обеспечивает шаговому двигателю уникальное свойство: точное позиционирование по углу поворота вала. Из правила встречаются исключения, рассмотренные ниже по тексту.

Шаговые двигатели используются промышленностью, цифровой техникой – где требуется обеспечить точное позиционирование вала. Некоторые источники датируют изобретение серединой XIX века, первые сведения просочились в специализированные журналы в 20-х годах XX века. Речь о трехфазном реактивном шаговом двигателе. Исходное применение традиционно стало военным: на кораблях королевского флота Великобритании узлы направляли в нужную сторону торпеды. Позже технология перекочевала, посетив армию США.

Первый открытый патент получен на прибор с ротором, статором на 32 зуба шотландским инженером Уолкером в 1919 году. Прибор рассчитан работать с трехфазным напряжением. Сегодня шаговые двигатели встречаются в жестких дисках персональных компьютеров, автоматизированных линиях сборки. Ключевыми достоинствами считают низкую стоимость, простоту позиционирования. Альтернатив не придумано. Устройства применяются приблизительно с 70-х годов XX века, формируют четыре основные группы:

1. Шаговые двигатели на постоянных магнитах.
2. Гибридные синхронные двигатели.
3. Вентильные реактивные двигатели.
4. Шаговые двигатели Лавета.

Полюсы различной намотки, к примеру, унифилярной, бифилярной (см. Катушка индуктивности). В первом случае ротор совершает обороты однонаправленно, если не предусмотреть дополнительную коммутацию фаз. Бифилярный двигатель отрабатывает реверс простой подачей напряжения на другие пары контактов. На каждом полюсе нить проволоки намотана, образуя две катушки. Конструкция такова, что знаки полей противоположные. Обеспечивает простую организацию реверса. Схожие схемы видим на примере двигателя привода барабана стиральной машины.

Мировой практикой принята стандартизированная маркировка указанных разновидностей устройств:

• Унифилярные:

1. Красный, желтый – первая обмотка.
2. Черный, оранжевый – вторая обмотка.

• Бифилярные:

1. Обмотка с центральным общим выводом. Красный, черный, красный с белым – первая обмотка. Зеленый, белый, зеленый с белым – вторая обмотка.
2. Двойная обмотка полюса. Красный, красный с белым – первая пара первой обмотки. Желтый, желтый с белым – вторая пара первой обмотки. Черный, черный с белым —первая пара второй обмотки. Оранжевый, оранжевый с белым – вторая пара второй обмотки.

Каждая обмотка способна образовывать несколько полюсов. Для включения реверса бифилярных шаговых двигателей коммутируется другая пара контактов. И если для формирования обратного вращения унифилярных разновидностей нужен формирующий контроллер, здесь допустимо использовать рядовой контактор.

Режимы работы шаговых двигателей

Изделия функционируют в нескольких режимах:

1. Полный шаг реализуется поочередной подачей управляющих напряжений по фазам. Стандартное число – 200 перемещений на 1 оборот.
2. В режиме половинного шага после активации одной фазы, остается состояние неизменным часть времени включения следующей. Получается, на зуб действуют одновременно два полюса. Вал замирает, фиксируя промежуточное положение. Потом первая фаза пропадает, ротор делает полшага вперед. Несмотря на меньший развиваемый крутящий момент, режим находит большее применение промышленностью, благодаря сокращению уровня вибраций.

Электрический синхронный мотор

Шаговые двигатели на постоянном магните

Род двигателей возможно встретить в помпе стиральной машины. К примеру, блок, удаляющий воду бака после стирки, между отдельными этапами цикла. Скорость вращения вала невелика, ротор в составе содержит постоянный магнит, шаг большой. Допустим, 45 градусов. На обмотки статора поочередно подается напряжение, создавая вращающееся магнитное поле. Постоянный магнит вала следует изменениям вектора напряженности.

Достоинствами шаговых двигателей назовем простоту, низкую стоимость. Постоянные магниты часто применяются принтерами. Отличие от других шаговых двигателей: ротор лишен зубцов, полюсов мало. Бывает два, катушек статора – 4, каждым перемещением вал совершает поворот 90 градусов. Требуется 4 фазы, сдвинутые друг относительно друга на 90 градусов. Драйвер просто реализовать при помощи конденсаторов.

Благодаря низкой скорости оборотов двигатель развивает высокий крутящий момент (загружая бумагу из лотка принтера).

Двигатель с постоянным магнитом

Гибридные синхронные двигатели

Гибридные синхронные двигатели используются промышленностью по причине развития высокого крутящего момента, хорошо держат статическую нагрузку. Вал по-прежнему представлен постоянным магнитом, снабжается зубцами, на статоре множество полюсов. Тип двигателей обеспечивает высокие скорости вращения. Каждый шаг в стандартном исполнении равен 1,8 угловых градусов (200 шагов/оборот). Выпускают специализированные исполнения:

• 0,9 градуса (400 шагов/оборот).
• 3,6 градуса (100 шагов/оборот).

Вентильные шаговые двигатели

Главным отличием вентильных двигателей считают отсутствие тяжелых постоянных магнитов. Благодаря чему жесткой фиксации положения не происходит при наличии высокой точности. Двигатели идеальны для просмотра слайдов кинопленки. Относительно плавное, точное движение идеально подходит случаю.

Ротор облегченный, стальной, имеет ярко выраженные, сравнительно немногочисленные зубцы. Шаг средний, например, для трех фаз, 12 полюсов выйдет 15 градусов. Расстояние меж полюсами составляет 30 градусов. Промежуточные положения вал занимает в случаях, когда активируются одновременно две соседние фазы. Чередование соответствует обычной промышленной сети (к примеру, 400 вольт).

Главной особенностью вентильных двигателей является сравнительно малое количество тупых зубцов. Высокой точности позиционирования ожидать не приходится. Для реализации продвинутых алгоритмов применяются сложные драйверы.

Шаговые двигатели Лавета

Шаговые двигатели Лавета временами применяются электрическими часами. Сконструированы работать с сигналом одной фазы. Благодаря возможности миниатюризации двигатели Лавета послужат исполнительной частью наручных часов. Название устройства получили именем изобретателя – инженера Мариуса Лавета.

Инженер Мариус Лавет позавидует

В 1936 году выпускник Высшей школы электрики сконструировал двигатель, принесший всемирную известность. Статор выглядит, как у электрического мотора с расщепленными полюсами. Одна катушка. Полюсы образованы единичными витками сравнительно толстой медной проволоки, расположенными на магнитопроводе, создавая нужную фазу ЭДС. Индуцированные токи обеспечивают нужный крутящий момент. Задержка распространения магнитного поля по сердечнику используется сдвигать фазу на 90 градусов, имитируя двухфазное напряжение. Ротор представлен постоянным магнитом.

Конструкции охотно используются бытовой техникой (блендерами, миксерами). Отличие двигателей Лавета в том, что благодаря зубцам вал фиксируется с некоторым шагом. Становится возможным характерное движение секундной стрелки. Как большинство шаговых двигателей, разновидность не предназначена работать на реверс.

Параметры шаговых двигателей

Отдельные параметры шаговых двигателей критичны при выборе соответствующего контроллера, формирующего управляющие напряжения:

1. Индуктивность. Высокое значение параметра обычно у низкоскоростных двигателей с явным крутящим моментом. При повышении количества оборотов вала параметры оборудования непременно ухудшатся. При низкой индуктивности ток вызывает быстрый отклик, требуется в приводах для чтения оптических дисков.
2. Потребляемый ток влияет на жесткость переключения меж соседними шагами. Более плавный режим требует снижения параметра. Большой потребляемый ток повышает крутящий момент. Таким образом, правильный выбор параметров загружает плечи проектировщика.
3. Предельный уровень рабочих температур шаговых двигатель невелик. Верхняя граница находится в области 90 градусов Цельсия. Перегрев возможен на высоких крутящих моментах при значительном потреблении тока. Для разгрузки иногда применяется режим удержания, когда вал стопорится некоторое время.

Разновидности драйверов шаговых двигателей

В глобальном смысле выделяют три группы драйверов управления шаговыми двигателями:

1. Униполярные формируют импульсы тока одного направления. Простой, неприхотливый метод, использование снижает крутящий момент на 40%. Специалисты объясняют феномен невозможностью одновременного питания всех обмоток, способных участвовать в движении. Методика подходит низким рабочим скоростям.
2. Драйверы с гасящими резисторами сегодня считаются устаревшими. Позволяют выжать из двигателя максимум скорости. Большое количество энергии выделяется теплом на гасящих резисторах.
3. Биполярные драйверы популярны сегодня. Игнорируя сложность конструкции, достигается высокая эффективность. Каждый драйвер содержит формирующий блок, составленный четырьмя транзисторами. Питание подается, минуя диоды, с резистора снимается сигнал обратной связи. Напряжение достигает определенного уровня, открываются нужные ключи для снижения. Форма сигнала принимает пилообразную форму, двигатель с высоким постоянством поддерживает заданную мощность.