Современная номенклатура электрических машин в целом и электродвигателей, в частности, насчитывает довольно много позиций. Каждый из видов электрических двигателей нашел свою «нишу» в различных отраслях техники и промышленности. В последние годы широкое развитие в отечественной и зарубежной электротехнике получило применение шаговых двигателей. Это достаточно перспективный вид двигателей, которые используются во многих механизмах и устройствах.
Согласно классическому определению, шаговым двигателем (ШД) называется электромеханическое устройство, которое преобразует электрические импульсы в механическую работу; при этом, их отличие от двигателей других типов в том, что «управляемое» движение (в данном случае - угол поворота ротора) зависит от числа поступивших на двигатель импульсов. В ходе нашего исследования импульсы, запроектированные авторами на персональном компьютере в среде SIMATEC STEP 7, подавались с помощью программируемого логического контроллера ПЛК фирмы «Сименс».
Другими словами, это электродвигатель с прерывистым вращением ротора под действием дискретного электрического сигнала, который подается на обмотки управления. Данный вид работы удобен для применения в самых разнообразных отраслях: от машиностроения, станков до офисной техники (например, принтеров).
Очевидно, что шаг такого двигателя – это величина угла поворота ротора за один поданный импульс. На рисунке проиллюстрирован один из шаговых двигателей. Внешне ШД мало отличается от других двигателей. Чаще всего он состоит из металлического корпуса, вала, а также нескольких выводов.
В качестве ШД получили достаточно большое распространение многофазные синхронные двигатели с активным (возбужденным) и реактивным (невозбужденным) ротором. ШД отличается от простого синхронного двигателя в первую очередь формой напряжения, которое подводится к фазным (управляющим) обмоткам. Одним из основных элементов ШД является коммутатор, который подает на обмотки управления прямоугольные импульсы.