История создания и перспективы развития в области шаговых двигателей и микромашин

2.6 Режимы работы синхронного шагового двигателя

Шаговый двигатель работает устойчиво, если в процессе отработки угла при подаче на его обмотки управления серии импульсов не происходит потери ни одного шага. Это значит, что в процессе отработки каждого из шагов ротор двигателя занимает устойчивое равновесие по отношению к вектору результирующей магнитной индукции дискретно вращающегося магнитного поля статора.

Режим отработки единичных шагов соответствует частоте импульсов управления, подаваемых на обмотки шагового двигателя, при котором шаговый двигатель отрабатывает до прихода следующего импульса заданный угол вращения. Это значит, что в начале каждого шага угловая скорость вращения двигателя равна 0.

При этом возможны колебания углового вала двигателя относительно установившегося значения. Эти колебания обусловлены запасом кинетической энергии, которая была накоплена валом двигателя при отработке угла. Кинетическая энергия преобразуется в потери: механические, магнитные и электрические. Чем больше величина перечисленных потерь, тем быстрее заканчивается переходный процесс отработки единичного шага двигателем.

В процессе пуска ротор может отставать от потока статора на шаг и более; в результате может быть расхождение между числом шагов ротора и потока статора.

Основными характеристиками шагового двигателя являются: шаг, предельная механическая характеристика и приемистость.

Предельная механическая характеристика — это зависимость максимального синхронизирующего момента от частоты управляющих импульсов.

Приемистость — это наибольшая частота управляющих импульсов, при которой не происходит потери или добавления шага при их отработке. Она является основным показателем переходного режима шагового двигателя. Приемистость растет с увеличением синхронизирующего момента, а также с уменьшением шага, момента инерции вращающихся (или линейно перемещаемых) частей и статического момента сопротивления.

Приемлемость падает с увеличением нагрузки.

Заключение

Преимущества шаговых двигателей по сравнению с синхронными двигателями:

        Экономичная цена шаговых двигателей, в среднем в 1,5-2 раза ниже синхронных аналогов;

        Более высокий момент в удержании и на низких оборотах при одинаковой массе;

        Возможность осуществлять позиционирование без датчика обратной связи;

        Встроенное управление шаговым двигателем для модели MDrivePlus;

Недостатки шаговых двигателей:

        Падение момента на больших скоростях;

        Пропуск шагов при управлении без датчика обратной связи. Пропуск шагов обычно наблюдается на больших скоростях или при резких изменениях нагрузки.

Применение шаговых двигателей:

        приводы осей координатных столов и манипуляторов;

        системы линейного перемещения;

        упаковочное и конвейерное оборудование;

        оборудование для текстильного и пищевого производств;

        полиграфическое оборудование;

        устройства подачи, дозирования;

        сварочные автоматы.

Список используемой литературы

1.      Ивоботенко И.А.: «Дискретный электропривод с шаговыми двигателями», М., «Энергия», 1971г., 624с.

2.      Колодийчик В.П.: «Автоматизированный электропривод», М., 2003г., 24с.

3.      Свириденко П.А., Шмелёв А.Н.: «Основы автоматизированного электропривода», М., «Высшая школа», 1970г., 392с.

4.      Штёлтинг Г.-Д.: «Электрические микромашины», М., «Энергоатомиздат», 1991г., 228с.