Таблица 3.5. Шаговые двигателв с пассиввыи ротором

Таблица 3.6. Магнвтоалектрнческне шаговые Двигатели с активным ротором

Таблица 3.7. Линейные шаговые еяектрвдввгатеди

Примечание. Частота приемистости дана для ненагружевного двигателя.

двигатели применяются в графопостроителях и аналогичных им устройствах для непосредственного перемещения чертежной головки по двум координатам, минуя промежуточные кинематические преобразователи, а также для механизмов, требующих согласованных между собой двух видов движения.

Технические данные ШД отечественного производства вращательного движения приведены в табл. 3.5 и 3.6, а линейных - в табл. 3.7.

Система обозначений ШД окончательно не установлена. Наиболее распространены следующие обозначения (табл. 3.5-3.7):

1. Дли двигателей вращательного движения:

а) с активным ротором: ШДА-4А - первые буквы обозначают тип двигателя (шаговый двигатель), третья буква - способ возбуждения (активный ротор), цифра - порядковый номер двигателя в данной серии; ДШМ-4-4-41 - первые буквы обозначают тип двигателя (двигатель шаговый); третья буква - способ возбуждения (с постоянными магнитами - магнитоэлектрический), первая цифра - число фаз, вторая - число шагов на оборот, две последние цифры- установочный размер фланца;

а) с пассивным ротором: ШДР-231 - первые две буквы обозначают тип двигателя (шаговый двигатель), третья буква - способ возбуждения (реактивный), цифры - установочный размер фланца и габариты двигателя.

2. Для двигателей линейного движения: например Д111Л-1, первые две буквы обозначают тип двигателя (двигатель шаговый), третья - характер движения (линейный), цифры.- порядковый номер двигателя в серии.

Основные уравнения. Управление ШД производится от полупроводникового коммутатора, периодически подключающего фазы двигателя к источнику питания. При этом параметры каждой фазы периодически скачкообразно измениютси. Поэтому в общем, случае ШД описыаается системой из /п+ 1 уравнений электрического равновесия (одно уравнение описывает коитур возбуждения) в фазных координатах для всех режимов работы и одного уравнения движения. Для симметричной магнитной системы ШД н одинаковых сопротивлениях фаз система уравнений записывается в виде

/=1, 2, 3, .... т+и

£

р dfi

m+l m-f-1

° 1 ал

L ~dГ / = 1 ft=i

(3.20)

где k= 1, 2, 3, /п - номера электрических контуров, образованных фазами ШД; й = /п + 1 - номер контура возбуждения или фиктивного электрического контура, заменяющего постоянные магниты; и; - мгновенные значения напряжения и тока k-TO электрического контура; - электрическое сопротивление 4-го коитура; / - суммарный момент инерции, приведенный к валу двигатели; - суммарный момент сопротивления нагрузки и потерь холостого хода ШД.

В уравнениях (3.20) сумма членов

2 L/ft представляет собой ЭДС само-

индукции и взаимной индукции, действующие

db . dL,n

в /-М контуре, а сумма членов- >

определяет ЭДС вращения, наводимые в том же контуре при, движении. Внешнее воздействие задается в виде периодически изменяющихся фазных напряжений ид, которые зависят от способа, коммутации и в общем случае являются нелинейными.

Уравнения (3.20) являются нелинейными с периодически изменяющимися коэффициентами (все ЭДС в общем случае являются функциями угла в) и описывают все режимы работы шагового привода, как установившиеся, так и переходные. Решение системы (3.20) может быть получено только с помощью вычислительных машин.

Для упрощения записи уравнений (3.20) используют преобразование координат и переходят от реальных фазных координат к синхронным координатам d, q, О, связанным с ротором. Однако в общем случае такое преобразование координат применительно к ШД непригодно из-за коммутации фаз и, кроме того, при введении линеаризующих допущений не упрощает запись.

Преобразование координат целесообразно в следующих случаях.

1. Для ШД индукторно-реактивного типа число преобразованных координат равно числу фаз. Для этого класса машнн преобразование уравнений может оказаться полезным лишь в теоретических задачах в целях сравнении с другими системами привода или при анализе установившихся режимов работы в области средних и высоких частот.

2. Для реактивных ШД число преобразованных координат равно /п - 1, так как отсутствует прямая нулевая последовательность. При /п = 3 преобразование координат целесообразно и приводит к обычным уравнениям синхронной реактивной машины в осях а, р нли d, q. В остальных случаях преобразование координат приводит к незначительным упрощениям.

3. Для индукторных ШД с электромагнитным самовозбуждением число преобразованных координат также равно /п - 1, так как выпадает уравнение обратной нулевой

18 16 W 12 10 8 В 4

О 4080120m20QZ40mf/n

ЩД-721

sJUAP-711uBlAP-523

т 800 1200 тц г,гц If)

Рве. 3.4в. Обобщеввые предельвые иехавическве характервстикв ШД.

¥

в£7-

=0,14

о 0,2 0,4 0,6 0,6 1,0 f,p

¥ 0,2

0,1 0,2 ОД 0,4 0JSfp

О 0,2 0,4 0,6 0,8 bOf p

0,6 0,4 0,2

0,1 0,2 8,S 0,4 OJSfpi,

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 f p 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 fp

Pbc. 3.47. ОСобщеввые дввамвческвс характеристккв ШД с постоянными магввтамв.