Стъпкови двигатели

Стъпков двигател се нарича електромеханично устройство, което променя електронните сигнали в отделни ъглови движения на вала. Използването на стъпкови двигатели позволява на работните тела на машините да извършват стриктно измерени движения със закрепване на собствената си позиция в края на движението.

Стъпков мотор степер двигател е естествено смесва с блока за управление на цифровите технологии, което позволява да се използва успешно в металорежещи машини с цифрово програмно управление, индустриални манипулатори и роботи в часовникари.

Дискретното електрическо задвижване може да се реализира и с помощта на серийни асинхронни електродвигатели, които благодарение на специалния контрол могат да работят в стъпален режим.

Стъпкови двигатели се използват в електрически задвижвания с мощност от няколко вата до няколко квадратни метра. Разширяването на скалата за мощност на дискретно електрическо задвижване може да бъде постигнато чрез използване на серийни асинхронни електродвигатели, които поради съответното управление могат да работят в стъпален режим.

Принципът на действие на стъпкови двигатели от всички типове е следният. С помощта на електрически ключ се генерират импулси за напрежение, които се подават към управляващите намотки, разположени върху статора на стъпковия двигател.

В зависимост от последователността на възбуждане на управляващите намотки, в работната въздушна междина на двигателя възниква някаква друга дискретна промяна в магнитното поле. Когато ъгловото преместване на магнитните силови намотките на управление на стъпков електродвигател оста на ротора му е дискретно върти директно върху магнитното поле. Законът за ротация на ротора се определя от последователността, работния цикъл и честотата на управляващите импулси, както и от типа и проектните параметри на стъпковия двигател.

Принципът на действие на стъпковия двигател (получаване на дискретно изместване на ротора) е илюстриран с примера на най-простата схема на двуфазен стъпков двигател (фигура 1).

Фиг. 1. Светлинна схема на стъпков двигател с активен ротор

Стъпков двигател има две двойки статорните полюси явно изразени в която областта намотка (контрола): бобината 3 с терминали 1Н - 1K и намотка 2 с терминали 2Н - 2K. Всяка намотка се състои от 2 части, разположени на противоположните полюси на ST статора 1.

Роторът в разглежданата схема е биполярен непроменен магнит. Намотките се подават чрез импулси от управляващо устройство, което преобразува едноканална последователност от входни импулси за управление в многоканален (по отношение на броя на фазите на стъпковия двигател).

Разглеждане на действието на стъпков двигател, приемайки, че първоначалната точка, напрежението прилага към намотка 3. ток в тази намотка ще доведе намагнитване от вертикално разположени N полюси и 8. В резултат на взаимодействието на магнитното поле със същия ротор магнит последният се балансирано положение, при което оста на статора магнитни полета и ротора съвпадат.

Позицията ще бъде стабилен, като роторът действа синхронизиране въртящ момент, с тенденция към връщане на ротора до положение на равновесие: M = Mmah х sinα,

където Mmax е най-големият момент, α е ъгълът между осите на магнитните полета на статора и ротора.

Когато регулаторът на напрежението преминава от намотката 3 към намотката 2, се появява магнитно поле с хоризонтални полюси, т.е. Магнитното поле на статора прави дискретно въртене с една четвърт от обиколката на статора. В този случай между осите на статора и ротора ще се появи ъгъл на грешка α = 90 ° и най-големият въртящ момент Mshax ще действа върху ротора. Роторът ще се завърти с ъгъл α = 90 ° и ще заеме ново стабилно положение. По този начин, непосредствено след постепенното изместване на статорното поле, роторът на двигателя се движи по стъпка.

Основният режим на работа на стъпковия двигател е динамичен. Задвижващите двигатели, за разлика от синхронните, са проектирани да влизат в синхрон от състояние на покой и принудително електронно спиране. Поради това при стъпковото електрическо задвижване се осигурява стартиране, спиране, обръщане и превключване от една честота на управляващите импулси към друга.

Стъпковият мотор се стартира чрез постепенно или постепенно увеличаване на честотата на входния сигнал от нула до работа, спиране чрез намаляване до нула и обръщане чрез конфигурация на последователността на превключване на намотките на стъпковия двигател.

Стъпкови двигатели се характеризират със следните параметри: брой на фазите (контролни намотки) и схемата на тяхната връзка тип стъпков двигател (активна или пасивна ротор), единична стъпка ротор (ъгъл на завъртане на ротора в единичен импулс), номинално напрежение, най-голям статичен hroniziruyuschy момент номинална въртящ момент, момент на инерция на ротора, честота на повдигане.

Стартовите двигатели са еднофазни, двуфазни и многофазни с активен или пасивен ротор. Стартовият двигател се управлява от електрически управляващ блок. Пример за схема за контрол на степени е показан на фигура 2.

Фиг. 2. Многофункционална схема на електрическо задвижване с отворен кръг със стъпков двигател

Контролният сигнал под формата на импулси на напрежение се подава към входа на блока 1, модифициращ импулсния влак, например към четирифазна система от еднополюсни импулси (в съответствие с броя фази на стъпковия двигател).

Блок 2 форми на импулси на продължителността и амплитудата необходимо за нормалната работа на ключа 3, които са свързани с изходите на стъпков мотор 4. бобина превключвател и други единици са захранвани от източник на постоянен ток 5.

Когато изискванията за качество на дискретно задвижване са твърде високи, се използва затворена верига на стъпаловидното електрическо задвижване (фигура 3), която освен стъпковия двигател включва преобразувател Р, превключвател К и стъпков сензор. При такова дискретно задвижване информацията за действителното положение на вала на работния механизъм PM и скоростта на стъпковия двигател се подават към входа на автоматичния контролер, който осигурява това задвижващо движение.

Фиг. 3. Многофункционална схема на дискретно задвижване с затворен контур

В съвременните дискретни системи за задвижване се използват микропроцесорни контроли. Областта на въвеждане на задвижвания със стъпкови двигатели постоянно се разширява. Тяхното изпълнение е обещаващо в заваръчните машини, устройствата за време, механизмите за записване и записване, системите за управление на горивото за двигателите с вътрешно горене.

В статията материалите на книгата се използват от Daineko VA, Kovalinsky AI. Електрическо оборудване на селскостопански компании.

Училище за електротехник