Электропривод с шаговыми двигателями - исторический обзор.

ШАГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

С момента появления в прошлом веке лервых электрических машин развитие их конструкций и возможностей определялось возрастающими требованиями к качеству и формам электромеханического преобразования энергии. Потери в процессе преобразования позволяют оценить количественную его сторону, совершенство способа представления энергии в нужной форме. Главные же в истории электромеханики вехи связаны с получением на этой основе различных видов механического движения.

Углубление специализации электрических машин накладывало глубокий отпечаток на конструктивное исполнение прототипа. Выделялись самостоятельные технические направления. В процессе этого циклического развития шаговые, или импульсные, электродвигатели дважды пережили процесс рождения и целенаправленного совершенствования их специальных свойств.

Одним из первых был описан шаговый механизм, выполненный в виде электромагнита с храповым колесом, предложенный в 1831 г. Сальваторе дель Негро. Точную дату изобретения шагового электродвигателя указать трудно, так как первые электрические машины постоянного тока, снабженные простейшим коллектором или механическим прерывателем, использовали принцип импульсного переключения обмоток. С точки зрения современных представлений, они могут быть отнесены к классу шаговых электродвигателей.

Развитие в конце позапрошлого века телефонии, а затем корабельных систем дистанционной связи вызвало к жизни поток изобретений в области импульсных механизмов с питанием от источника постоянного тока и управлением от механического коммутатора. Работами известных русских изобретателей Колокольцова (1888 г.), Гейслера (1890 г.), Максимова (1892 г.), Апостолом (1894 г.) в значительной степени были заложены основы возникшего тогда нового самостоятельного направления в технике — систем синхронной связи на постоянном токе.

Обстоятельные очерки развития систем синхронной связи на постоянном токе с импульсными электромеханизмами содержатся в книгах [1. Васильев Д. В., Электрические машины в системах синхронной связи. 2. Веребрюсов Н. А., Синхронные передачи и следящие системы. 3. Мкртычан Д. П., Хрущев В. В., Однофазные сельсины.]. Мы приведем лишь характерные примеры, заимствованные главным образом из [3], чтобы проследить цикличность инженерных поисков и решений.

Двигатель состоит из трех электромагнитов, расположенных под углом 120° друг к другу. Якоря электромагнитов при помощи трех шатунов Ш₁ - Ш₃соединяются с концом кривошипа, вращающегося вокруг центра О. Обмотки электромагнитов соединены в звезду, общая точка которой включена на отрицательный полюс источника постоянного напряжения. Другими своими концами обмотки соединены с неподвижными щетками Щ₁ — Щ₃ коммутатора, которые поочередно подключаются к положительному зажиму ( + ) источника при помощи контактного сегментаС, контактного кольца К и щетки Щ₄.