Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления, страница 9

ных ШД всегда ыспользуются один влн даа пасгояннмх магнита, так как в миниатюрных ШД пастоянщпе магннтм ыеобходнмы дпя увеличения отношевня ьюмента к потребляемой мощносш. Пры рассмотрения однофазного ШД мы должны учесть дна аспекта: как зафиксировать ротор в требуемом положении фнксацнв, когда обмотка не возбуждена, в по.

вернуть его в требуемом направленны переключенвем полярыостп единствешюй абьюткы. Рассматрвм зтв проблемы по отнашеншо к двум тяпам ШД. 2.4.1. Однофазвый пвгавый дввгатель с аснмметрычнмм воздушным зазором. Шаховый двыгатель, взображенный на рнс. 2.67, имеет в качестве ротора мапшт цшппщрвческой формы, а воздушные зазоры сужены в одном направленвн. Рошр лрв зшм будат фвксвроватьса лабо в положении, показанном на рнс. 2.68, а либо б. Положеыне равновесяя будет тюсое, прн котором махннтные полюсы ротора располагаются напротив самых узких частю1 воздушыого зазора. Дпя того чтобы повернуть на 180' ротор, обмотка должна быть возбуждена так, чтобы созданный ею пошк был направлен, как показано на рнс.

2.68, а, потому что магнитные полюсм зпектромапщта н настоянного магннта в зшм случае Р н с. 2. 67. Ояаофсзнма ИД Р н с. 2. 6а. Нопожоннн фнксмпи н поппрность обмоток ппа поворота ротора 52 Р я с. 2. 69. Ояэефаэяьм ЗГЯ, азяме. наемка э кеэрнеэмх часах: 1 — сгмер; т — обмотка; 3 — ротор Р н с. 2. 70. Форма щмэеа мэяээкеми, асяоэьэуемэя а МЛ отгэлкввают друг прута.Из рис.2.68 ясно, что естественное направление врашапгя в силу денной формы воздушного зазора направлено по часовой стрмпсе. Если обмотка воз- а, буждена в направлении, противопо.

лохоюм тому, какое воказаио па рвс. 2.68,я, роюр повернется про. тнв часовой стрмпси на небольшой утоп взоа момента между постоянным магнитом и зпектромапппом. Ошмко, когда обмотка будет отключена от псгочпвка пвтэпня, ротор возвратятся в исходное положмгне фнксацни.

Для поворота лз второй позиции в первую, возбуждение дэлжво соответствовать направлению, указанному па рнс. 2.68„6 Вппценне в этом случае происходят по часовой стрелке. На рпс. 2.69 изображен ШД, использующий такай принцип и прнменяе. ммй в кварцевых часах. ротор зюго двигателя представляет собой магнит в форме диска диаметром около 1,5 мм, изготовленный нз соедниеннй редкоэемелыпях элементов и кобальты Сердечник спиора в этом пргь мере ве является разрезным.

Тэк как п1м возбужденнн обмотки две узкие перемычки сгаюра васьгпивтся, ю осповюй мапштный лоток будет проходить через роюр„форма упрпщяющего напряжения в обмотке показана на рнс. 2.70, вырина импульса составляет около 8 мс. Питание происходят от батареи, заявляемой в часы. Для задания правильной полярности возбуждения, чгобм не допустить пропуска шага прп вклю.

ченни часов после сянхровнзацив нх с нсючвшсом точного времени, схема управления эвпоьвпвет положение роюра и подает возбужданицнй сигтмл требуемой патярностн. 24,2. Циклонам. Интересен ШД СусЬпоше, выпускаемый фирмой йщпп !пцпппептэ. Его конструкция прнведена на рнс.

2.71. В стаюр встроены два магннта Ь образной формы с высокой козрц~пввной сапой, изгоювленные из спшва Алшшо т. Ротор нзгоювлен иэ магянюмягкого материала и в Гплвом примере имеет десять зубцов. Статор имеет трп шшяка (Х, у и я), иэгоювленные иэ пластян магвнюмягкого 53 Р п с. 2. 71. Структура ИД Сус$опоте: 1 — йиксирупвюа полюс; 2 — поскпвпма мютвт; 5 — ротор; 4 — уиреаппювиа полюс; 5 — обмотка материала; движущие полтосы Хи Уимеют по трв зубца с зубцовым латанием 36', а а — фнксирующнй полюс. Рассмотрвм работу этого одвофаэиого ШД ~! 6) в соответствии с рис.

2.72. Положение 1) является положением фикащии при отсутствни тока. Зубцы 2, 4 и 6 фяксцрующего полюса с раавложены напротив трех зубцов ротора и направляют на ротор мапщтвый поток. Так как зазор между зубцамн ротора и полю. сом У в этом случае мел, ю больная часть юэтока от ротора проходтт к полюсу у. Положение 2) показывает равновесне, когда через обмотку течет положнтельнмй ток. Поток через движущийся полаю У нейтрализуется, яо вырастает поток через полюс Х Он вызывает движение ротора по часовой стрелке, которое прнводат к тому, что зубцм попика Хи аютветствупь щве зубцы ротора устанавливаются друг напротив друга.

Р и с. 2. 72. Приплел лсастпиа ИД Сусюпопю Положение 3) представляет собой второе положение фиксации, опредатяемое тем, что фиксирующие зубцы 1, 3 и 5 находятся против аютветствуалцих зубцов роюра. Рпюр повернут на 18' отно~жтютьно положения 1). Положение 4) показывает случай, когда через обмотку течет отрвщпельвый ток.

Три акутветсгвующпх зубца ротора приводятся в положение напротив трех зубцов полюса У магнитным поюком в этом полюсе. Положение 1) будет достигную, когда обмотка будет опять обеспечена. Ротор повернется на угол 36' по часовой стрелке. 24. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЫАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ 2.6.1. Ствжрюсние характериеппси. Характеристики,опюсящиеся к заюрможеяному двигателю, называют статическими паренте)встнкаьы.

54 й о а Вч — г~ " Рда» иго» шага От»»о»е»иг Ю гш ог»смг»»» оаг- »гнгги» Р н с. 2. 73. Т-В-характсрншнна: 1 — ухаржнеавпмй момент Е" айс ,„ о,у $ В.у фйг 3 В ПС ОВ Ху 86 го», А Р а с 2 74 Примеры Т1-харахмрасьнх. 1 — чшмрехфаанмй реантавнмй шд с утлом шага 1,8', 2 — чатмрехфазюай гннрнннмй ыд с утлом шага 1,8 ТВ-шрнктеристнка. Шаговый двигатель фикскруют неподвижно в положеыии равновесия при возбуждахнцем юке, поданном по определенной схеме возбуждения (одно- вли двухфазной). Бати теперь к роюру приложить внеышнл ьюмент, он вызовет упювое смещение. Отношеиые внешнего момеыта Т к упювому смещению В приведено па рис.

2»73. Эта кривая яазыаается статической моментюуй характеристикой ТВ. Макснмальньп1 статяческвй момент называется удерживающим момюпом, он ауоюетстэует В = Вы на рис. 2.73. Белы угловое смещение В болыпе, чем Вм, ю сппвческий момент дейсшует не в обратюум направлевви, а в направлении сведующего положеныя равновешгя. Строго удерживюощий момент определяетсл как максимальный статический момент, коюрый может быть првложеы к валу возбужденного двигателя без последующего рниженкя. Упш, при котором достягается удерживаю. щнй момент, не всегда ошичаетса от положения равновесия на один угол шага.

Т1хэрактеристпка. Удерживавший момеыт возрастает с росюм тока, и зта зависимость называется Т1-характеристикой. На рнс. 2.74 1171 изображены Т1-характерисгякн типичного гибрядызю и реакшэного ШД с одним и тем же углом папа 1,8'. Максимальный статнческвй момент, существующый в глбрюдном двигателе с невозбужденной обмоткон, является фикснруницим моментом, определенным в 2.1.8. Детальный анализ измереыий моментов и смещений приводится в [181. 2.8.2. Днаюмические хврактерисппси.

Динамическими характервстика. ьш называются характеристики двигателя во время движения либо в его начале. Характеристики нускоеого номснш опреденюотся дэыпазоыом значений момента сопротивления нагрузки, в коюром двигатеяь может запускаться ы останавливаться без потери шага дня различных частот в наборе импульсов (их около 100). Причина, по которой используется азово "Шппюзоп", а не "макшгмум", зюслючается в том, что двигатель не способен запускаться или подцерживать нормалмюе вращение прв малых нагрузках сопротивпеныя в определенных диапазонах частот, как показа- 55 Р л с. 2.15. Дююмачсслнс херекю рнстллн: 1 — уцсрееюаежюй момент; Э— ммензмелмлей пусковой момент; 3 — амхедней момент; 4 — макса. мелмсм частота лрмлнюл; 5 — малосмельлел лусксаел чесзетаЗ 6 — сб.

лесть запуска; 7 — область нестеблль. носта;  — сюзесть лслсцалзлюсш реюре в аеащеннн, Гц но на рис. 2.75. Во всех случанх, когда рассчитываетсл либо измеряется пусковой ьюмеыт, необходимо также четко определить схему управления, меюд измереныя, способ стыковки ы ьюмент ынерпди, отнесенный к валу ШД. Кюс праввло, диапазон пусковых значений момента пошгжается с ростом момента нверцыи. Харакгерисщкп выходного момента ияаче называются харзктерисщ. клмн в движеывя. Понте юго, как вмбранный дщгаюль запустился при определенном управлеыви, обеспечивающем заданный способ возбуждения в пусковом днапазоне, частота импупмов шзстепенно возрастает.

При некоюрой часюте двигатель выющает иэ спнхронизма. Взаимосвязь между моментом сопрмивления нагрузки н максимальной часютой импульсов, прп коюрой сохрюшется синхронызм, яазывается выходной характеристикой (см. Рнс. 2.75) . Кривая выхолзюй характеристики эавипзт от схемы управлешгя, способа стыковки, измерительных приборов и другах усповнй. Максимааьлал часзош лриемисгосги определяется как макасьюльная управляющая частота, при коюрой ненагруженный даыгатель сюжет запускатьсж и останавливаться без пропуска шагов.

Максимальная выходная часют вращения определяется как максимальная (шаговая) часюта вращения, при которой ыенагружеяный двыгатепь может двптатьса без пропуска патов. Максимальный пусковой момент опрепеяяется как максимальный момент азпрощвлення иагрузкы, с которой двигатель может запускаться п сохрашпз сннхронность при наборе импульсов с частоюй до 10 Гц. Глава 5 теории электРОМАГиетиэиА и стРуктуРА иАГОВых леиГАтелей В гл.

2 для объяснения возникновения момента в ШД был применен качественный аюшиз. Обьясненне велось с нспольюваыием поняося натяжения силовых линий маппгтного поля. В настоящей главе механизм создания момента аваяпзпруетсл с точки зрения электродннаьшки. Необходсмзсп такого подхода следует из анализа рабочего процесса в ШП. Опалены, лслользуемыс а гл. 3 л 4.  — алцулцнл мепмтлеге лслл; Вт — ллцуллнл мепмтлего нелл в лозцушлем зезерс; В — лРсцел лнлулцзп магллтното поля лрл лесммсалл (Тл); 56 с В Ею е l 4 Н эр, эг ьТ Е М л л„ А«5 Р г,д Я Т Г я«ю х Р 6,Ь в,е л и ( — утоп р угол г моымк Ф вЂ” ммтш ф„ф — пою «о, ээ — Зтловэя «'зн Пркмечана ныма — фу валял ковстмца, опредевяемаа гэберкл«1ямн размервмл двигателя н що.

лом вятков обмоткв (В ° с рзд; Н м.А г.рац ); коэффацаеяг вязкого трезва (Н ° и ° с рад ); щупала паза мепду зуйвнав (м); Кт(Н«У«ь см. (4.92); пгекцюцвюаущза сала (В); сине (Н) « длина воздуппшго зазора (м); взпрапсввосгь машапного шни; Н вЂ” япзрлкешюиь ммяклшго псла в воздуппшм зимре (А ° м «); зок (А); момент юпрцаа (кг.м ). Безразмерное юмрцяовяое отпошевве, см. (4.99); ко««стан«м двзгэтеля.