ції фаз, при цьому вони не перекриваються, в один момент часу включена тільки одна фаза (рис 8а). Цей спосіб називають one phase on full step або wave drive mode. Точки рівноваги ротора для кожного кроку збігаються з «природними» точками рівноваги ротора у незапітанного двигуна. Недоліком цього способу управління є те, що для біполярного двигуна в один і той же момент временііcпользуется 50% обмоток, а для униполярного - тільки 25%. Це означає, що в такому режимі не може бути отриманий повний момент.
Рисунок 8 - Різні способи управління фазами крокового двигуна
Другий спосіб - управління фазами з перекриттям: дві фази включені в один і той же час. Його називають two-phase-on full step або просто full step mode. При цьому способі управління ротор фіксується в проміжних позиціях між полюсами статора (рис. 8б) і забезпечується приблизно на 40% більший момент, ніж у випадку однієї включеної фази. Цей спосіб управління забезпечує такий же кут кроку, як і перший спосіб, але положення точок рівноваги ротора зміщено на пів-кроку.
Третій спосіб є комбінацією перших двох і називається полушаговим режимом, one and two-phase-on half step або просто half step mode, коли двигун робить крок в половину основного. Цей метод управління досить розповсюджений, тому що двигун з меншим кроком коштує дорожче і дуже заманливо отримати від 100-крокового двигуна 200 кроків на оборот. Кожен другий крок запитана лише одна фаза, а в інших випадках заживлені дві (рис. 8в). У результаті кутове переміщення ротора становить половину кута кроку для перших двох способів управління. Окрім зменшення розміру кроку цей спосіб управління дозволяє частково позбутися явища резонансу. Полушаговий режим зазвичай не дозволяє отримати повний момент, хоча найбільш досконалі драйвери реалізують модифікований полушаговий режим, в якому двигун забезпечує практично повний момент, при цьому розсіює потужність не перевищує номінальної.
Для двигуна, у якого запитана один обмотка, залежність моменту від кута повороту ротора
щодо точки рівноваги є приблизно синусоїдальної. Ця залежність для двохобмотувальні двигуна, який має N кроків на оборот (кут кроку в радіанах S=(2 * pi)/N), показана на рис. 9.
Рисунок 9 - Залежність моменту від кута повороту ротора для однієї живиться обмотки
Реально характер залежності може бути дещо інший, що пояснюється не ідеальністю геометрії ротора і статора. Пікове значення моменту називається моментом утримання.
Формула, що описує залежність моменту від кута повороту ротора, має наступний вигляд:
T=- Th * sin ((pi/2)/S) * Ф),
де T - момент, Th - момент утримання, - кут кроку,
Ф - кут повороту ротора.
Ще один спосіб управління називається мікрокрокової режимом або micro stepping mode. При цьому способі управління струм у фазах потрібно міняти невеликими кроками, забезпечуючи таким чином дроблення половинного кроку на ще менші мікрошагі. Коли одночасно включені дві фази, але їх струми не рівні, то становище рівноваги ротора буде лежати не в середині кроку, а в іншому місці, обумовленому співвідношенням струмів фаз. Міняючи це співвідношення, можна забезпечити деяку кількість мікрошагов всередині одного кроку. Крім збільшення роздільної здатності, мікрошаговий режим має й інші переваги. Разом з тим, для реалізації мікрокрокової режиму потрібні значно більш складні драйвери, що дозволяють задавати струм в обмотках з необхідною дискретністю. Полушаговий режим є окремим випадком мікрокрокової режиму, але він не вимагає формування ступеневої струму живлення котушок, тому часто реалізується. Щоб отримати потрібний напрямок магнітного поля, необхідно вибрати не тільки правильне
напрямок струмів в котушках, але і правильне співвідношення цих струмів.
Якщо одночасно заживлені дві обмотки двигуна, але струми в цих обмотках не рівні (рис. 10),
то результуючий момент буде
=(a2 + b2) 0.5,
а точка рівноваги ротора зміститься в точку
x=(S/(pi/2)) arctan (b/a),
де a і b - момент, створюваний першої та другою фазою відповідно, - результуючий момент утримання, - положення рівноваги ротора в радіанах, - кут кроку в радіанах.
Зсув точки рівноваги ротора говорить про те, що ротор можна зафіксувати в будь-якій довільній позиції. Для цього потрібно лише правильно встановити відношення струмів в фазах.
Рисунок 10 - Залежність моменту від кута повороту ротора у разі різних значень струму фаз
Х...
