Шаговый двигатель вращается дискретными шагами. Отправьте один импульс, и он совершит один шаг. Отправьте 200 импульсов, и он совершит один полный оборот. Двигателю не нужен энкодер для определения своего положения. Контроллер подсчитывает импульсы. Эта простота делает шаговые двигатели популярными в 3D-принтерах, станках с ЧПУ и небольших роботах.

Шаговые двигатели имеют несколько обмоток. Контроллер последовательно подает на них питание. Ротор выравнивается с подключенной обмоткой, а затем перемещается к следующей по мере продвижения последовательности. Угол шага зависит от конструкции двигателя. Обычно углы шага составляют 1,8 и 0,9 градуса, что соответствует 200 или 400 шагам на оборот.

Характеристики шагового двигателя

• Управление положением с разомкнутым контуром: энкодер не требуется.
• Высокий крутящий момент на низких оборотах.
• Низкая стоимость и простое управление.
• При перегрузке может пропасть количество шагов.
• Эффективность быстро снижается.

Главный недостаток — потеря шага. Если нагрузка слишком велика или ускорение слишком велико, двигатель пропускает шаг. Контроллер об этом не знает, поскольку отсутствует обратная связь. С этого момента положение считается неправильным. Именно поэтому шаговые двигатели используются в задачах, где допустимы случайные ошибки позиционирования или где нагрузка предсказуема. В некоторых системах добавляется энкодер для обнаружения потери шага и ее коррекции. В других используется шаговый двигатель с замкнутым контуром управления, который сочетает в себе простоту шагового двигателя с надежностью сервопривода. Шаговые двигатели не так точны и эффективны, как серводвигатели, но они дешевы и просты в использовании. Для многих применений этого достаточно.