Предположим, что в начальный момент работы шагового двигателя (рис. 1, а) подано напряжение на обмотку I. Протекание тока по этой обмотке вызовет появление магнитного, поля статора с вертикально расположенными полюсами N S. В результате взаимодействия этого поля с постоянным магнитом ротора последний займет указанное на рисунке положение, в котором оси магнитных полей статора и ротора совпадают и ротор находится в положении устойчивого равновесия. Отметим при этом, что отклонение оси магнитного поля статора или ротора от этого положения вызовет в соответствии с формулой (2) появление синхронизирующего момента, стремящегося вернуть ротор в равновесное положение.
Рис. 1. Принцип работы шагового двигателя.
Питание обмоток двигателя осуществляется, как правило, импульсами напряжения прямоугольной формы, поступающими с выхода специального коммутатора напряжения. Коммутатор обычно получает питание в виде напряжения постоянного тока Uu, преобразует его в импульсы напряжения, частота и последовательность которых задается импульсным сигналом управления, и подает их на обмотки двигателя. Коммутатор и шаговый двигатель образуют основную часть шагового привода. Ротор двигателя в рассматриваемой схеме представляет собой двухполюсный постоянный магнит.
Двигатель имеет на статоре две пары явно выраженных полюсов, на которых находится обмотка возбуждения (управления) первая I с выводами 1Н 1К, и вторая II с выводами 2Н 2К. Каждая из обмоток состоит из двух частей, находящихся на противоположных полюсах двигателя. Эти части (полуобмотки) соединены между собой таким образом, что при подаче напряжения на обмотку образуется магнитное поле с полюсами N S, а при изменении полярности напряжения изменяется на противоположную и полярность магнитных полюсов.
Принцип получения дискретного перемещения ротора рассмотрим на примере простейшей схемы двухфазного шагового двигателя, изображенной на рис. 1. Отметим, что под числом фаз шагового двигателя понимается количество каналов, по которым двигатель получает напряжение от источника питания. В схеме рис. 1 Pтаких каналов два.
Современный шаговый двигатель по принципу действия является синхронным двигателем, магнитное поле которого перемещается (вращается) в воздушном зазоре не непрерывно, а дискретно, шагами. Это достигается тем, что обмотки статора питаются от специального источника импульсов напряжения, которые подаются на обмотке статора в определенной последовательности.
Широкое распространение шагового электропривода определяется еще и тем обстоятельством, что он хорошо сочетается с цифровыми вычислительными машинами, программными устройствами и различными цифровыми управляющими приборами, которые все шире применяются во многих отраслях техники.
Рабочие органы ряда механизмов при выполнении ими производственных операций должны перемещаться дискретно, шагами. К таким механизмам относятся киносъемочная и проекционная аппаратура, приборы времени, механизмы подач различных станков, устройства перемещения валков прокатных станов и многие другие. Для привода этих рабочих органов целесообразно, очевидно, применять двигатель, способный по своему принципу действия обеспечить подобное дискретное движение. Таким двигателем является шаговый двигатель, ротор которого совершает шаговые перемещения определенной величины с фиксацией положения ротора в конце каждого шага.
Комментариев нет:
Отправить комментарий