step motorlar

Step motor, elektrik sinyallerini bir milin ayrık açısal hareketlerine dönüştüren elektromekanik bir cihazdır. Kademeli motorların kullanılması, makinelerin çalışma gövdelerinin hareket sonunda konumlarını sabitleyerek kesin dozlu hareketler gerçekleştirmesini sağlar.

Adım motorları, sabit açısal hareketler (adımlar) sağlayan aktüatörlerdir. Rotor açısındaki herhangi bir değişiklik, kademeli motorun giriş darbesine verdiği yanıttır.

Ayrık elektrikli step motor sürücüsü, dijital kontrollü metal kesme makinelerinde, endüstriyel robotlarda ve manipülatörlerde, saat mekanizmalarında başarıyla kullanılmasını sağlayan dijital kontrol cihazlarıyla doğal olarak birleştirilmiştir.

Bir seri kullanılarak ayrık bir elektrikli sürücü de uygulanabilir. asenkron elektrik motorları, özel kontrol sayesinde adım modunda çalışabilir.

Kademeli motorlar, bir watt'ın küçük bir kısmından birkaç kilovata kadar güce sahip elektrikli tahriklerde kullanılır.Uygun kontrol nedeniyle adım modunda çalışabilen seri asenkron elektrik motorları kullanılarak ayrı bir elektrikli sürücünün güç ölçeğinin genişletilmesi sağlanabilir.

Her tip step motorların çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Bir elektronik anahtar yardımıyla, kademeli motorun statorunda bulunan kontrol bobinlerine beslenen voltaj darbeleri üretilir.

Kontrol bobinlerinin uyarma sırasına bağlı olarak, motorun çalışma aralığında manyetik alanda bir veya daha fazla farklı değişiklik meydana gelir. Kademeli motorun kontrol bobinlerinin manyetik alanının ekseninin açısal yer değiştirmesi ile rotoru, manyetik alanı takip ederek ayrı ayrı döner. Rotorun dönme yasası, adım motorunun tipi ve tasarım parametrelerinin yanı sıra kontrol darbelerinin sırası, görev döngüsü ve frekansı tarafından belirlenir.

Bir kademeli motorun çalışma prensibi (rotorun ayrık hareketini elde etme), iki fazlı bir kademeli motorun en basit devresi örneği kullanılarak ele alınacaktır (Şekil 1).

Pirinç. 1. Aktif rotorlu kademeli motorun basitleştirilmiş diyagramı

Kademeli motor, üzerinde uyarma (kontrol) sargılarının bulunduğu iki çift açıkça tanımlanmış stator kutbuna sahiptir: 1H - 1K terminalleri ile sargı 3 ve 2H - 2K terminalleri ile sargı 2. Her sargı, stator 1 SM'nin zıt kutuplarında bulunan iki parçadan oluşur.

Ele alınan şemadaki rotor, iki kutuplu bir kalıcı mıknatıstır.Bobinler, tek kanallı bir giriş kontrol darbeleri dizisini çok kanallı bir diziye (kademeli motorun faz sayısına göre) dönüştüren bir kontrol cihazından gelen darbelerle beslenir.

İlk anda bobin 3'e voltaj uygulandığını varsayarak bir kademeli motorun çalışmasını düşünün. Bu bobindeki akım, dikey olarak yerleştirilmiş kutuplar N ve 8'i mıknatıslayacaktır. Manyetik alanın kalıcı ile etkileşiminin bir sonucu olarak rotorun mıknatısı, rotor, stator ve rotor manyetik alanlarının eksenlerinin aynı olduğu bir denge konumunu işgal edecektir.

Pozisyon kararlı olacaktır çünkü rotor üzerinde etki eden ve rotoru denge konumuna döndürme eğiliminde olan bir senkronizasyon momenti vardır: M = Mmax x sinα,

burada M.max — maksimum moment, α — stator eksenleri ile rotor manyetik alanları arasındaki açı.

Kontrol ünitesi voltajı bobin 3'ten bobin 2'ye çevirdiğinde, yatay kutuplu bir manyetik alan üretilir, yani. stator manyetik alanı, stator çevresinin dörtte biri ile ayrı bir dönüş yapar. Bu durumda, statorun eksenleri ile rotor arasında bir sapma açısı α = 90 ° görünecek ve maksimum tork Mmax rotor üzerinde etki edecektir. Rotor α = 90 ° açıyla dönecek ve yeni bir sabit pozisyon alacaktır. Böylece stator alanının adımlama hareketinden sonra motorun rotoru adım adım hareket eder.

Step motorun ana çalışma modu dinamiktir. Kademeli motorlar, senkron motorların aksine, durma ve zorunlu elektrikli frenlemeden senkronizasyona girecek şekilde tasarlanmıştır.Bu sayede kademeli elektrikli tahrik, başlatma, durdurma, geri alma ve bir kontrol darbesi frekansından diğerine geçiş sağlar.

Adım motoru, giriş sinyalinin frekansında sıfırdan çalışan sinyale ani veya kademeli bir artışla başlatılır, durdurma, sıfırın düşürülmesiyle ve tersi, kademeli motorun sargılarının anahtarlama sırasının değiştirilmesiyle yapılır.

Kademeli motorlar aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir: faz sayısı (kontrol bobinleri) ve bunların bağlantı şeması, kademeli motorun tipi (aktif veya pasif rotorlu), tek rotor adımı (rotorun tek bir darbe ile dönme açısı) ), nominal güç kaynağı gerilimi, maksimum statik zaman momenti, anma torku, rotor atalet momenti, hızlanma frekansı.

Adım motorları, aktif veya pasif rotorlu tek fazlı, iki fazlı ve çok fazlıdır. Step motor bir elektronik kontrol ünitesi tarafından kontrol edilir. Step motor kontrol şemasının bir örneği Şekil 2'de gösterilmektedir.

Pirinç. 2. Açık döngü kademeli motorlu elektrikli sürücünün işlevsel diyagramı

Blok 1'in girişine, örneğin darbe sırasını dört fazlı tek kutuplu darbe sistemine dönüştüren (kademeli motorun faz sayısına göre) voltaj darbeleri şeklinde bir kontrol sinyali sağlanır. .

Blok 2, bu darbeleri, kademeli motorun (4) sargılarının bağlı olduğu çıkışlara anahtarın (3) normal çalışması için gerekli olan süre ve genliğe göre üretir.Anahtar ve diğer bloklar, bir doğru akım kaynağı ile beslenir. 5.

Ayrık bir sürücünün kalitesi için artan gereksinimlerle birlikte, bir kademeli motora ek olarak bir dönüştürücü P, bir komütatör K ve bir adım sensörü DSh içeren bir kademeli elektrikli sürücünün kapalı devresi (Şekil 3) kullanılır. Böyle ayrı bir sürücüde, RM çalışma mekanizmasının şaftının gerçek konumu ve kademeli motorun hızı hakkındaki bilgiler, sürücünün hareketinin ayarlanmış doğasını sağlayan otomatik regülatörün girişine beslenir.

Pirinç. 3. Kapalı döngü ayrık sürücünün işlevsel diyagramı

Modern ayrık sürücü sistemleri, mikroişlemci kontrollerini kullanır. Kademeli motor sürücüleri için uygulama yelpazesi sürekli genişlemektedir. Kaynak makinelerinde, senkronizasyon cihazlarında, bant ve kayıt mekanizmalarında, içten yanmalı motorlar için yakıt besleme kontrol sistemlerinde kullanımları umut vericidir.

Step motorların avantajları:

• açık döngü yapısında bile yüksek doğruluk, örn. direksiyon açısı sensörü olmadan;

• dijital yönetim uygulamalarıyla yerel entegrasyon;

• diğer motor türlerinde sıklıkla sorunlara neden olan mekanik anahtarların olmaması.

Step motorların dezavantajları:

• düşük tork, ancak sürekli tahrik motorlarına kıyasla;

• sınırlı hız;

• sarsıntılı hareket nedeniyle yüksek düzeyde titreşim;

• açık çevrim sistemlerde darbe kaybıyla birlikte büyük hatalar ve salınımlar.

Adım motorlarının avantajları dezavantajlarından çok daha fazladır, bu nedenle genellikle tahrik cihazlarının küçük güçlerinin yeterli olduğu durumlarda kullanılırlar.

Makale, Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Tarımsal işletmelerin elektrikli ekipmanları.