Motoarele stepper sunt servomotoare care asigură mișcări unghiulare fixe (trepte). Fiecare schimbare a unghiului de rotație al rotorului este răspunsul motorului pas cu pas la impulsul de intrare.
Cu motor pas cu pas cu motor pas cu pas este în mod natural combinat cu dispozitive digitale de control, care pot fi utilizate cu succes în mașini-unelte cu comandă numerică, roboți industriali și manipulatoare, în clockworks.
O unitate electrică discretă poate fi realizată și cu motoare electrice asincrone seriale. care datorită controlului special poate funcționa în modul pas.
Principiul de acțiune al motoarelor pas cu pas de toate tipurile este după cum urmează. Cu ajutorul comutatorului electronic se generează impulsuri de tensiune, care sunt alimentate la înfășurările de comandă situate pe statorul motorului pas cu pas.
În funcție de secvența de excitație a bobinelor de control, această schimbare discretă a câmpului magnetic are loc în spațiul de lucru al motorului. Cu deplasarea unghiulară a axei câmpului magnetic al înfășurărilor comenzii motorului pas cu pas, rotorul său este rotit discret după câmpul magnetic. Legea de rotație a rotorului este determinată de secvența, ciclul de funcționare și frecvența impulsurilor de control, precum și de parametrii tipului și designului motorului pas cu pas.
Principiul acțiunii motorului pas cu pas (obținerea unei deplasări discrete a rotorului) va fi luat în considerare utilizând exemplul celei mai simple scheme a unui motor cu pas în două faze (figura 1).
Fig. 1. Schema simplificată a unui motor pas cu pas cu un rotor activ
Motorul pas cu pas are două perechi de poli statorici salient pe care bobinaj câmpului (de control): Bobina 3 cu borne 1H - 1K și bobina 2 cu terminale 2H - 2K. Fiecare înfășurare este format din două părți, care sunt la polii opuși ai statorului 1 SD.
Rotorul din acest circuit este un magnet bipolar permanent. Înfășurările sunt alimentate de impulsuri de la un dispozitiv de comandă care convertește o secvență cu un singur canal de impulsuri de control f la un canal multi-canal (în ceea ce privește numărul de faze ale motorului pas cu pas).
Luați în considerare funcționarea motorului pas cu pas, presupunând că inițial tensiunea este aplicată bobinei 3. Curentul în această înfășurare va provoca magnetizarea unui stâlpi dispuse vertical N și 8. Ca urmare a interacțiunii câmpului magnetic al rotorului magnetic permanent ia ultima poziție de echilibru, în care axa câmpurilor magnetice ale statorului iar rotorul coincide.
Poziția va fi stabilă, deoarece un cuplu de sincronizare acționează asupra rotorului, tinzând să readucă rotorul la poziția de echilibru: M = M m ax x sin # 945;.
unde M m ax este momentul maxim, # 945; - unghiul dintre axele câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului.
Când unitatea de comandă trece de la înfășurarea 3 în bobina 2, se formează un câmp magnetic cu poli orizontali, adică Câmpul magnetic al statorului face o rotire discretă cu un sfert din circumferința statorului. În acest caz, între axele rotorului și stator, va exista un unghi de eroare # 945; = 90 ° și cuplul maxim Mmax va acționa asupra rotorului. Rotorul se va transforma într-un unghi # 945; = 90 ° și va lua o nouă poziție stabilă. Astfel, după deplasarea treptată a câmpului statorului, rotorul motorului se deplasează treptat.
Motorul pas cu pas este pornit prin creșterea treptată sau treptată a frecvenței semnalului de intrare de la zero la funcționare, frânarea prin scăderea acestuia la zero și inversarea schimbării secvenței de comutare a înfășurărilor motorului pas cu pas.
Motoarele stepper sunt caracterizate prin următorii parametri: numărul de faze (înfășurări de control) și schema legăturii lor tip motor pas cu pas (rotor activ sau pasiv), smoală rotor singur (unghiul de rotație al rotorului la un singur impuls), tensiunea nominală, maximă hroniziruyuschy statică momentul nominal un cuplu, momentul de inerție, pickup frecvență.
Motoarele stepper sunt monofazate, cu două faze și multifazate cu rotor activ sau pasiv. Motorul pas cu pas este controlat de o unitate de comandă electronică. Un exemplu de schemă de control al motorului pas cu pas este prezentat în figura 2.
Fig. 2. Diagrama funcțională a unei transmisii electrice cu buclă deschisă cu un motor pas cu pas
Comanda semnalului de comandă f sub formă de impulsuri de tensiune este alimentată la intrarea unității 1, care convertește o secvență de impulsuri, de exemplu, într-un sistem cu patru faze de impulsuri unipolare (în conformitate cu numărul de faze ale motorului pas cu pas).
Blocul 2 generează aceste impulsuri prin durata și amplitudinea necesare pentru funcționarea normală a comutatorului 3, la care sunt conectate înfășurările motorului pas cu pas la ieșiri. Comutatorul și celelalte unități sunt alimentate de o sursă de curent constant 5.
Cu cerințele crescute privind calitatea transmisiei discrete, se utilizează un circuit închis de acționare electrică pas cu pas (Figura 3), care, pe lângă motorul pas cu pas, include un convertizor P, un întrerupător K și un senzor pas. Într-o astfel de acționare discretă, informații despre poziția reală a arborelui mecanismului de acționare PM și viteza motorului pas cu pas sunt introduse la intrarea regulatorului automat, care asigură mișcarea de antrenare specificată.
Fig. 3. Diagrama funcțională a unei unități discrete închise
În sistemele moderne discrete de acționare, sunt utilizate comenzi cu microprocesor. Domeniul de acțiune al motoarelor cu pas cu pas se extinde constant. Utilizarea lor este promițătoare în mașinile de sudură, dispozitivele de timp, mecanismele de bandă și înregistrare, sistemele de gestionare a combustibilului pentru motoarele cu combustie internă.
Avantajele motoarelor pas cu pas:
o precizie ridicată, chiar și într-o structură de control deschis, adică fără un senzor de unghi de rotație;
integrarea naturală cu aplicațiile de gestionare digitală;
Lipsa comutatoarelor mecanice, care adesea creează probleme la alte tipuri de motoare.
Dezavantaje ale motoarelor pas cu pas:
cuplu mic și în comparație cu motoarele de acționare continuă;
nivel ridicat de vibrații datorită mișcării spasmodice;
erori mari și fluctuații în pierderea impulsurilor în sistemele cu o buclă de control deschisă.
Avantajele motoarelor stepper sunt mult superioare dezavantajelor lor, astfel încât acestea sunt adesea folosite în cazurile în care puterea dispozitivelor de acționare este mică.
Articolul folosește materialele cărții de către Daineko VA. Kovalinsky AI Echipamente electrice ale întreprinderilor agricole.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: