Základy krokového motoru: Krokový motor otočí šachtou po schodech (tj. Pevné úhlové pohyby). Jeho vnitřní struktura eliminuje potřebu senzoru; Přesná úhlová poloha hřídele může být stanovena jednoduše počítáním počtu kroků. Díky tomu je vhodný pro širokou škálu aplikací. Stejně jako všechny motory, krokové motory pracují na stejném principu: pevná část (stator) a pohyblivá část (rotor). Stator má výčnělky podobné ozubenému zařízení zabalenému cívkami, zatímco rotor se skládá z permanentních magnetů nebo jádra variabilní neochoty. Později se ponoříme hlouběji do různých struktur rotoru. Obrázek 1 ukazuje průřez motoru s jádrem variabilní neochoty jako jeho rotorem.
Základním provozním principem krokového motoru je tento: Požití jedné nebo více fází statoru generuje magnetické pole skrz cívky, se kterými se rotor vyrovná. Pokračování napětí na napětí na každou fázi způsobí, že se rotor otáčí konkrétním úhlem a nakonec dosáhne požadované polohy. Obrázek 2 ilustruje tento princip. Za prvé, cívka A je pod napětím a generuje magnetické pole, které zarovná rotor. Když je cívka B pod napětím, rotor se otáčí 60 stupňů ve směru hodinových ručiček, aby se vyrovnal s novým magnetickým polem. Stejný proces nastává, když je na podpěranou cívku C. Barva zubů statoru na obrázku níže ukazuje směr magnetického pole generovaného vinutím statoru.
V krocích motorech jsou v podstatě tři typy rotorů: rotory permanentního magnetu: Tyto rotory jsou permanentní magnety zarovnané s magnetickým polem generovaným obvodem statoru. Tento typ rotoru poskytuje dobrý točivý moment a brzdový točivý moment. To znamená, že motor odolává (i když ne silně) se mění v poloze bez ohledu na to, zda jsou cívky nabity. Ve srovnání s jinými typy rotoru však má tento typ rotoru nevýhody nižší rychlosti a rozlišení. Obrázek 3 ukazuje průřez motoru permanentního magnetu.
Rotory variabilní neochoty: Rotor je vyroben z železa se speciálním tvarem, který zarovnává s magnetickým polem (viz obrázky 1 a 2). Tento rotor snadněji dosahuje vysoké rychlosti a rozlišení, ale obecně produkuje nižší točivý moment a postrádá točivý moment. Hybridní rotory: Tento rotor má jedinečnou strukturu, která je hybridem permanentního magnetu a variabilní neochoty. Rotor má dva axiálně magnetizované uzávěry se střídavými malými zuby. Tato konfigurace kombinuje výhody jak rotorů permanentního magnetu, tak variabilní neochoty, zejména s vysokým rozlišením, vysokou rychlostí a vysokým točivým momentem. Vyšší požadavky na výkon však přicházejí se složitější strukturou a vyššími náklady. Obrázek 3 ukazuje zjednodušené schéma této struktury motoru. Když je cívka A pod napětím, malý zub na uzávěru rotoru je v souladu s statorovým zubem magnetizovaným S. současně, v důsledku struktury rotoru je uzávěr rotoru vyrovnán s statorovým zubem magnetizovaným N., i když provozní princip krokového motoru je stejný, je složitější a má větší počet zubů, než je ukázáno v obrázku. Tento velký počet zubů umožňuje extrémně malé úhly kroku, jak malé jako 0,9 stupně.
Stator je součástí motoru odpovědného za generování magnetického pole, s nímž je rotor vyrovnán. Klíčové charakteristiky obvodu statoru se vztahují k počtu fází, párů pólů a konfigurace drátu. Počet fází odkazuje na počet jednotlivých cívek, zatímco počet párů pólů označuje primární páry zubů obsazených každou fází. Dvoufázové krokové motory jsou nejčastější, zatímco třífázové a pětifázové motory jsou méně běžné (viz obrázky 5 a 6).
Jak je uvedeno výše, motorické cívky musí být pod napětím do specifické sekvence, aby se vytvořilo magnetické pole, se kterým se rotor vyrovná. Následující zařízení (počínaje těmi nejblíže k motoru) mohou poskytnout potřebné napětí cívkám pro správný provoz motoru: tranzistorový most: toto zařízení fyzicky řídí elektrické připojení motorových cívek. Tranzistor lze považovat za elektricky kontrolovaný jistič; Po uzavření jsou cívky připojeny ke zdroji energie, což umožňuje proudu protékat skrz ně. Pro každou fázi motoru je vyžadován tranzistorový můstek. Pre-Driver: Toto zařízení řídí aktivaci tranzistoru a je řízeno MCU za účelem poskytnutí požadovaného napětí a proudu. MCU je jednotka mikrokontroléru (MCU), obvykle naprogramovaná uživatelem motoru. Generuje specifické signály předběžnému řidiči, aby se dosáhlo požadovaného chování motoru. Obrázek 7 ukazuje zjednodušené schéma schématu řízení krokového motoru. Most před řidičem a tranzistorem lze obsahovat v jednom zařízení, ovladači.
