Униполярный шаговый двигатель — это двухфазный шаговый двигатель с КПД 50%. Униполярный шаговый двигатель имеет две обмотки для каждой фазы, что позволяет электрическому току течь только в одном направлении в каждой обмотке. Это противоположно конструкции биполярного шагового двигателя с одной обмоткой на фазу, которая требует, чтобы электрический ток протекал в обоих направлениях. Униполярный шаговый двигатель имеет 50-процентный КПД, потому что он использует в два раза больше проводов, чем биполярный шаговый двигатель аналогичного размера, но одновременно возбуждает только половину обмоток.
Этот тип шагового двигателя имеет самую простую схему из всех двухфазных шаговых двигателей. Каждая фаза униполярного шагового двигателя состоит из двух обмоток с общим заземлением, в результате чего на фазу приходится три вывода. В большинстве случаев общие выводы заземления фаз будут спарены внутри двигателя, в результате чего для двухфазного униполярного шагового двигателя будет пять внешних выводов.
При контролируемом включении обмоток через схему контроллера униполярная схема шагового двигателя не требуют щеток, используемых двигателями, работающими от постоянного тока (DC), а направление вращения вала можно легко изменить. Используя схему внешнего контроллера, можно синхронизировать циклы включения обмоток, чтобы позволить униполярному шаговому двигателю двигаться вперед или назад на точное количество шагов. В сочетании с другими технологиями униполярный шаговый двигатель можно использовать для создания домашней робототехники, проектов, управляемых Arduino, и других проектов, требующих точно рассчитанных по времени угловых движений.
Поскольку обмотки униполярного шагового двигателя запитываются индивидуально с помощью схемы контроллера, отдельные обмотки приобретают магнитный заряд. Этот электромагнитный заряд притягивает зубья шестерни к обмотке и в пределах досягаемости следующей обмотки. В этот момент ток первой обмотки отключается схемой контроллера и направляется на следующую обмотку в ряду. Когда ток переключается с одной обмотки на другую, зубья шестерни следуют за магнитным полем, делая шаг к следующей обмотке, где шестерня будет находиться до тех пор, пока процесс не повторится или не изменится.
В шаговом двигателе скорость, крутящий момент и направление движения контролируются схемой контроллера, что дает этим двигателям широкий спектр возможностей. Шаговый двигатель работает отдельными шагами, поэтому вместо плавного вращения двигателя постоянного тока он производит больше шума и вибрации, чем двигатели постоянного тока сопоставимого размера. С другой стороны, униполярный шаговый двигатель требует меньшего обслуживания, потому что у него нет изнашиваемых щеток, и он производит контролируемые переменные движения, которые невозможны с двигателем постоянного тока.
