Цифровые технологии в настоящее время являются мировой тенденцией развития электромеханических систем [1]. Например, в электроприводах цифровые технологии используются для управления электродвигателями [2, 3]. Для классических электродвигателей постоянного и переменного тока развиваются силовые полупроводниковые системы с цифровыми драйверами. В двигателях постоянного тока это управляемые тиристорные и транзисторные системы, устройства частотного программного управления. В двигателях переменного тока – это преобразователи частоты, инверторы.
В системах автоматического управления технологических процессов применяются специализированные электродвигатели, такие как линейные, шаговые и вентильные. Их управление осуществляется контроллерами с цифровым программным обеспечением.
При необходимости совершения поступательного или возвратно-поступательного движения рабочего органа (подъемно-транспортные машины, механизмы подач различных станков, прессы, молоты и т. д.) применяются линейные двигатели. Их цифровое программное обеспечение позволяет смоделировать работу кривошипно-шатунного механизма, передачи винт-гайка и других необходимых перемещений при реализации производственного процесса.
Развитие современных полупроводниковых устройств достаточной мощности, в совокупности с возможностями быстродействующих цифровых алгоритмов, позволило заменить менее надежные электродвигатели постоянного тока вентильными двигателями [4]. Благодаря их широкому диапазону регулирования, они нашли применение в широком спектре приложения их возможностей: от компьютерных вентиляторов и CD/DVD приводов до роботов и космических ракет.
Современный шаговый двигатель – это электрический двигатель, преобразующий цифровой электрический входной сигнал в механическое движение [5]. У него есть следующие существенные преимущества: во-первых, нет обратной связи, обычно необходимой для управления положением или частотой вращения; во-вторых, не накапливается ошибка положения; в-третьих, шаговые двигатели совместимы с современными цифровыми устройствами. Они применяются в различных областях техники таких как: серийные печатающие устройства, фрезерные устройства, чертежные автоматы перфораторы и считыватели ленты и даже используются в космических летательных аппаратах.
Специализированные виды электродвигателей, такие как линейные, шаговые и вентильные электродвигатели, являющиеся неотъемлемой частью научно-технического прогресса, органично вписываются в концепцию цифровизации электротехнической отрасли.
