Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления, страница 7

В двухфазной схеме управляю. щнй ток ямеет прямоугольную форму с чередующимися направлениями. Разберем работу двухфазной схемм управления, пользуясь рнс. 2.43. Рассмотрим пространствеююе расположение магнитных полюсов ротора и зубцов статора в пакете А. Ротор сначапа находятся в положении, показанном на схеме (1) . Фаза А возбуждается положитепьнмм током; с— 4 Ри с.

2. 42. Форма кривой тонн используемая н ВЬД с ногтеобреэным рон» ром: я — четырехфеэнея схема; 6- даухфмнея схеме создаваемые при эюм магнитные поликы представлены на той же схеме. Очевидно, что натяжением магнитных силовых ливий роюр двигается влево. На схеме (2) показано положение равновесия, когда фаза А возбуждена в положительном направлении. Затем, когда она отключается и положительным юком возбуждается фаза В, ротор продвинется дальше в том же направлении, так как когтеобразные полюсы стаюра в пакете В смещены влево относительно полюсов пакета А на половину полюсного деления.

На схеме (3) предстзвлен результат возбуждения фазы В. Понте продвижешш ротора и перехода его в положение, показанное на схеме (4), фаза В отключается, а фаза А возбуждается отрипашнмю направленным юком. Отличительной чертой ШД с когтеобразными полюсамн является низкая стоимость, они находят широкое применение в качестве двягателей дпя продвижения бумажной ленты и дпя перемещения головок в миниатюрных дисковых <истомах дпя гибких дисков. 2.2.б.

Матовые двигатели с внешним ротором. Двигатели могут быть разделены на два щпа: с внешним и внутреяним ротором. Все ШД, описанные выше, принадлежат ко вюрому типу, в котором спнор окружает ротор. В двигателях с внешним ротором поахедннй расположен вне статора. Шаювые дангахели с внешним роюром выпускают редко [9] Двигатель„представленный на рис. 2.44, — В1-шаговый реактивный двигатель с внешним роюром, сконструирован дпя системы проюна бумапе: его ротор является роликом дпя прогона бумаги. Как следует из рнс.

2.45, статор эюю даигателя трехпакепюго типа. Три пакета статора закреплены на валу. Внешний ротор соединен с валом двумя подпшпииками и свободно вращается. (.И 2 В2 5 У 5 и Ри с. 2.43. Примени деястния ЮЛ с постоянными мепмтемн н ногтеобраэным ротором: 1 — ротор; 2 — зубцы стетора 39 Рн с. 2. 44. Рввнтнвнма ШД с внешним ротором Р н с.

2.45. Пролсньнав свченнв лввгвтелв с внешним ротором, изображенного вв рнс. 2А4". 1 — ншувшв; 2 — ротор; 3 — ствтор 2.2.7. Ллнейиме шаговые двигатели. Все двигатели, описанные выше, янляются вращающимися машинами. Их конструкции позволяют роюру вращаться отноагтельно стаюра как по часовой, так я против часовой стрелки. Однако существуют двигатели, конструкция которых обеспечивает линейное движение, они называются линейными. Видов линейных эюнгателей существует твк же много, как и вращающихся.

Они включают двигатели постоянного тока, синхронные, асинхронные и вентильные. Но линейные ШД представляют наибольший интерес среди всех малых линейных двигателей, нснольэуеммх для управления. Реактивные линейные двигатели На рис. 2 46 в качещве примера приведен трехфазный реактивный ШД, коюрый был сконструирован фир. мой $ВМ дпя движения карецси в серийном печатающем устройстве. На рис. 2.47 нзобраасена связь между зубцами стаюра, ползунка и обмотками. Сердечники как статора, так и ползунка набраны иэ пластин электротехнической стали. Динамические харюстернстики н аспекты управления зюго типа двигателя рассмотрены в ~10].

40 Р н с. 2. 44. Трсхфвзнма линейный рввктнвпма ИД, кспсдьзусмыа в псютввь щсм усгроасзвс Линейные двигатели с яосюяииыми магиишми. Принцип работы линейного ШД с посюянвыми магннтвмя ]11] приведен нн рис. 2А8. ЛвиГптеяь коюрый здесь квзыввстсяпОлзунком состОНГиз постояннОГО маг'- нита и злектромапппов А н В. Поток, созданный постоюппам магшпом, замыкается через сердеюаки зтектромагнятов, воздушные зазоры между сердечником и стаюром. Вени в катушке отсутствует юк, ю магнитный поюк проюдит через обв зубца сердечника, квк показано ддя зГЕКтромвгнита В (рнв.

2А8, а и а) . Если же обьюткн возбуждена, ю магнитный поток концентрируется только в Одвам зУбце серпе пака. Это пока- Рн с 2 47. Ссояющсюзс между зубпвмн Щнтеуа, зупнвмн пспзунгм к Пслв~ свин обмоток: 1 — ма юпопрсвсд ползунка; 2 — обмотка; 3 — мвгюпопрсвед сюгорв 41 Напрареееие Времени е Ря с.

2. 48. Приипип псйстаоп ииисйиого ШД: 2 — постопппьж ммипт; 2 — апсктромагиит эаю па рис. 2.48, а дпи зпектромагпита А. В этом спучае плопюсть магнитного поюка через один зубец максимальна, а через другой— незначительна. На рис. 2.48, е зубец 1 эпектромагнита А расположен иапротпв зубца статора. Когда катушка В подключается к источпику питания и ток прохопит в направлении, показанном иа рис. 2АЗ, б, ползунок с~вынется вправо иа четверть шага зубцов и зубец 4 устаповится иа одюэй прямой с бпижайшим зубцом статора.

Далее втектромагиит В откпючается и обмотка зяектромагиита А возбуждаетсп с протввопопожпой полярностью. Эю создает силу дпя продвижения попзуика вправо, а зубец 2 устанавливается па одной прямой с ближайшим зубцом статора (рис. 2АВ, в) . Дпя дальнейшего продвижения ползунка в этом иаприапении об. мотка втектромагнита А отключается и обмотка эпектромагиита В (рис. 2А8, г) возбуждается в иаправпепии, противоположном предыдущему. На международной конференции по ШД и системам управпеиия в 1979 г. был представлен линейный ШД (рис. 2.49), который двигался по статору в виде рейки 1121. Дпя минимизации массы ползунка применяется посюяииый магнит из ВшСоа.

1 2 Р и с. 2. 49. Прополмим союза линейного йГП с постояпиьпаи магии- 1 — магнит бмСОа, 2 — обмотка; 3— 5 папрпалаюипя сгатора", 4 — попэтиок; 5 — набор этбпои 42 Рис. 250. Структура ппзейпого йгд с посюююыьм мипптаью. пспопьзуемого з ютомапепском чертеввом устройсюе: 1 — посговпшй магпвт ЗвСОМ 2 — прокпацка; У вЂ” хомут; 4 — веподеюепме зубцы На рис. 250 иэобразюна структура линейного ШД, нсгюльзуемого дпя движения чертежной пшовкв автоматической чертежной гжстемы. В двигателе используются четыре плоских магннта из ЗшСот. 22.8.

Обмчиые и бифюпгрпые обмопш. Теперь рассмотрим типы об. моток, используемых в ШД. Сопеноиднме катушки применяют в многопакетвых реакишных ШД, дввгателвх с постоянньппи мапщтами и когте. образвмми полюсами. С другой стороны, дтя гнбридвых ШДи однопакетных реакивных двигателей выбирают обычную яли бифютярную обмотку. В первом вз них провод извивается несколько раз на простой полюс. Во втором — два аюженньгх провода наматывают, как показатю на рис. 251, ио отделяют один от другого, чтобы иаюльэопать независньв друг от друга. Если один провод прилад~окну фазе 1, то другой — фазе 3.

Аналогично, если один — фазе 2, то другбй — фазе 4. Одна вз цепей бифвлярной обмотки — это вамагнижшаюге полюса статора в пропшоположных направлениях. Возбужденве фазы может быль вьпюпвено по одной из трех схем, приведенных на рис. 252. В обычном атучве (рве .252, п) полярпосп полюса пги возбуждении обмотки может быть всегда либо северной, либо юэаюй и исключает возможность обратного переключения. Этот способ возбужденна называется одпоименнополю<иым возбуждением.

В цепи (рнс. 2.52, б) направление тока в обмотке с помощью инвертора ьюжет переключаться на противоположное. Однако для каждой фазы требуются четыре транзистора. Это воэмохаю прп бвфвляриом возбуждении. Схема (тис. 2.52, и) включает пару бвфютярных обмоток, при возбуждении которых полюс статора намагничивается в любом направлении. Еспн возбуждена одна вэ обмоток, получается северный магнитный полюс, если другая— южный.

Две катушка, мамотаипые по бифилярпой схе. ме, явшпотся сцепленными Рп с. 2. 51. Бпфпяпрптп обмотка в) ) Рн с. 2.52. Тун овновныв схемы воэбуэажннн; в — обычнее обмотка, оппожжупврнопнов воэбужлвннв; б — обычная обмотка, Ивуэнонупеунолнов возбужденно; в — бнфкннрнвя обвюткв, двуэнонуэвуноднов воэбужпвннв по магнитному потоку, воти какая-либо иэ пих возбуждена. Енш вместо бнфипярных обмоток взять дне незавиоэмые катушки, между ними возникает перепад индукпшноствй, а точность пожпщонировэиия уменьшится. В основном эффективюсть двигателей с постоянными мютппами, двйстнуюпых в режиме переменной полярнастя, выше, чвм получаемая н однополярном режиме, Преимущества использования бвфвлярньш обмоток в однопвкетиых реактивных ШЛ рассмотрены в 2.35.

гз. Рбжимы нозиуждниид Пршщипы работы ШД будут объяснены применительно к однофазному возбужденню. Этот метод возбуждения является одням из осювных н часто используется для анализа фундаментальных шорегяческих проблем. 25.1. Одюфазвое возбузшвиие. Табпща 2.3. показывает поатедэвательность ваэбузпюнпй в ошюфаэпом режиме дпя трех- и четырехфаэных двигателей. Звездочки обозначают возбужденные состояния, а пустью— фазы без така, т.е. невозбужденные состояния. Бати ШЛ повораишается по часовой стрелке при возбуждающей последовательноств фаза 1 ~ 2 -в + 3 ..., то он будет поворашваться прове часовой стрелки пря простой смене поснедавательности на противоположную (3 -+ 2 -в 1).