Кроковий двигун: режими роботи

Кроковий двигун являє собою безщіточний синхронний електричний двигун, який має кілька обмоток, і в якому потік електронів, що проходить через одну з обмоток статора движка, викликає зупинку ротора з його стабільної фіксацією. Послідовне включення обмоток крокового двигуна сприяє імпульсним кутовим переміщенням ротора електричного двигуна. Рух ротора, в першу чергу, залежить від частоти і зміни характеру імпульсів управління.

Можна виділити наступні режими роботи крокових двигунів:

1) статичний
2) квазістатичний
3) усталеною
4) перехідний

Статичний режим є режим роботи, при якому по внутрішніми обмоткам статора крокової двигуна проходить постійний струм, що в результаті створює в просторі нерухоме магнітне поле, ну, а ротор електродвигуна НЕ рухається. Під впливом певної навантаження ротор крокового електродвигуна відхиляється від початкового положення на певний кут. Характеристикою даного режиму роботи крокового двигуна є залежність синхронизирующего статичного моменту від наявного кута неузгодженості.

Квазістатичний режим є певним режимом відпрацювання одиничних періодичних кроків, в якому наявні перехідні процеси від минулого кроку комутації управління припинилися, і дійсна швидкість ротора двигуна на початку другого кроку прирівняна до нуля. Даний режим застосовується в стрічкопротяжних, Стартостопні і подібних системах і механізмах, де потрібна стабільна фіксація ротора крокового двигуна після скоєння кожного кроку. Порогова частота імпульсів управління, при якій ще існує даний режим, характеризується часом протікання електромеханічних і електромагнітних перехідних процесів. Збільшити частоту квазістатичного режиму можливо через збільшення кількості обмоток статора або ж кількості тактів комутації управління. У цих випадках знижується кінетична енергія і кут переміщення ротора, що знижує його схильність до хитання.

Сталий режим являє собою режим роботи крокового двигуна, який має на увазі відповідну незмінну частоту проходження імпульсів управління. При частоті імпульсів управління F1, нижче частоти коливань крокової двигуна F0, пересування ротора буде мати на увазі коливальний характер. Це підвищує помилку (динамічну) при скоєнні даного переміщення.

Перехідний режим є основним режимом роботи при експлуатації крокової двигуна. Він має пуск, гальмування, реверс, перехід з однієї частоти управління на іншу. Фізичні процеси можуть бути як параметрами самими двигуна і його загального навантаження, так і початковими умовами, де починається процес переходу. Головною вимогою для перехідних режимів є відсутність втрати кроку, тобто, повне збереження синхронізації, не дивлячись на будь-який характер зміни імпульсів керування.

Запуск двигуна відбувається з нульового положення ротора (повністю нерухомого), яке він має при сталих токах, через скачки частоти імпульсів управління від нуля до номінальної робочої частоти. При цьому ротор крокового двигуна спочатку трохи відстає від електромагнітного поля, а потім, різко прискорюючись, доходить до нормальної частоти обертання електромагнітного поля, злегка випереджає його і знову зменшує рух. Демпфірування коливання наявної швидкості обертання ротора різко знижуються, після чого слід сталий режим роботи крокового двигуна.

Посилання на основну публікацію