Момент шагового двигателя

Рассмотрим полушаговый режим работы ШД. Принцип работы двигателя заключается в создании опережающего магнитного поля обмоткой статора, которое заставляет ротор поворачиваться. Вращающееся магнитное поле создается обмотками статора, в которые соответствующим образом подаётся ток.

Для ШД, у которого запитана одна обмотка, зависимость момента от угла поворота ротора относительно точки равновесия является приблизительно синусоидальной. Эта зависимость для двухобмоточного двигателя, который имеет N шагов на оборот (угол шага 5 в радианах определяется по формуле 5.76).

Реально характер зависимости может быть несколько другой, что объясняется неидеальностыо геометрии ротора и статора. Пиковое значение момента Му называется моментом удержания. Зависимость момента двигателя от угла поворота ротора имеет следующий вид:

где М - момент двигателя; Му - момент удержания двигателя; ? - угол шага; а - угол поворота ротора.

Если к ротору ШД приложить внешний момент, который превышает момент удержания, то ротор провернется. Если внешний момент не превышает момента удержания, то ротор будет находиться в равновесии в пределах угла шага. У обесточенного двигателя момент удержания не равен нулю из-за действия постоянных магнитов ротора и обычно составляет около 10% максимального момента двигателя.

Иногда используют термины «механический угол поворота ротора» и «электрический угол поворота ротора». Механический угол вычисляется исходя из того, что полный оборот ротора составляет 2pi радиан. При вычислении электрического угла принимается, что один оборот соответствует одному периоду угловой зависимости момента. Для приведенных выше формул а является механическим углом поворота ротора, а электрический угол для двигателя, имеющего

4 шага на периоде кривой момента, равен или ,

где - число шагов на оборот. Электрический угол фактически определяет угол поворота магнитного поля статора.

Если запитать одновременно две обмотки двигателя, то момент будет равен сумме моментов, обеспечиваемых обмотками по отдельности. На рис. 5.76 кривые 1,2 соответствуют моменту от действия каждой обмотки в отдельности, а кривая 3 - суммарному моменту от действия двух запитанных обмоток.

При этом, если токи в обмотках одинаковы, то точка максимума момента будет смещена на половину шага.

На половину шага сместится и точка равновесия ротора (точка е на рисунке). Этот факт и положен в основу реализации полушагового режима. Пиковое значение момента при двух запитанных обмотках (момент удержания) при этом будет в раз больше, чем при одной запитанной обмотке.

где МУ2 - момент удержания при двух запитанных обмотках; МУ1 - момент удержания при одной запитанной обмотке.

Зависимость момента шагового двигателя от угла поворота ротора для двух запитанных обмоток

Рис. 5.76. Зависимость момента шагового двигателя от угла поворота ротора для двух запитанных обмоток: 1 - момент от действия первой обмотки; 2 - второй обмотки; 3 - от действия двух обмоток

Именно этот момент Му2 обычно и указывается в характеристиках шагового двигателя.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >