Silnik krokowy

Silnik elektryczny, w którym impulsowe zasilanie prądem elektrycznym powoduje, że jego wirnik nie obraca się ruchem ciągłym, lecz wykonuje za każdym razem ruch obrotowy o ściśle ustalonym kącie.
Dzięki temu kąt obrotu wirnika jest ściśle zależny od liczby dostarczonych impulsów prądowych, a prędkość kątowa wirnika jest dokładnie równa częstotliwości impulsów pomnożonej przez wartość kąta obrotu wirnika w jednym cyklu pracy silnika.
Kąt obrotu wirnika pod wpływem działania jednego impulsu może mieć różną wartość, zależnie od budowy silnika – jest to zwykle wartość od kilku do kilkudziesięciu stopni. Silniki krokowe, zależnie od przeznaczenia są przystosowane do wykonywania od ułamków obrotu na minutę do kilkuset obrotów na minutę.

Zalety i wady silników krokowych

Zalety:

1. Kąt obrotu silnika jest proporcjonalny do liczby impulsów wejściowych.
2. Silnik pracuje z pełnym momentem w stanie spoczynku (o ile uzwojenia są zasilane).
3. Precyzyjne pozycjonowanie i powtarzalność ruchu - dobre silniki krokowe mają dokładność ok. 3 - 5% kroku i błąd ten nie kumuluje się z kroku na krok.
4. Możliwość bardzo szybkiego rozbiegu, hamowania i zmiany kierunku.
5. Niezawodne - ze względu na brak szczotek. żywotność silnika zależy zatem tylko od żywotności łożysk.
6. Zależność obrotów silnika od dyskretnych impulsów umożliwia sterowanie w pętli otwartej, przez co silnik krokowy jest łatwiejszy i tańszy w sterowaniu.
7. Możliwość osiągnięcia bardzo niskich prędkości synchronicznych obrotów z obciążeniem umocowanym bezpośrednio na wale silnika.
8. Szeroki zakres prędkości obrotowych uzyskiwany dzięki temu, że prędkość jest proporcjonalna do częstotliwości impulsów wejściowych.
9. Jedną z najbardziej znaczących zalet silnika krokowego jest możliwość dokładnego sterowania w pętli otwartej. Praca w pętli otwartej oznacza, że nie potrzeba sprzężenia zwrotnego - informacji o położeniu. Takie sterowanie eliminuje potrzebę stosowania kosztownych urządzeń sprzężenia zwrotnego, takich jak enkodery optoelektroniczne. Pozycje znajduje się zliczając impulsy wejściowe. Ponieważ (patrz: wady) w silniku krokowym może jednak wystąpić zjawisko gubienia kroków, np. przy niewłaściwym sterowaniu lub nadmiernym obciążeniu silnika, nie można tej zalety traktować jako gwarantowanej dla każdego silnika krokowego i dowolnych warunków jego pracy.

Wady:

1. Rezonanse mechaniczne pojawiające się przy niewłaściwym sterowaniu.
2. Trudności przy pracy z bardzo dużymi prędkościami.
3. W praktyce małe maksymalne obroty: rzędu kilku-kilkuset obrotów na minutę.
4. Występuje zjawisko gubienia kroków
5. Duży pobór prądu
6. Duża emisja ciepła