Крокавы электрарухавік

Крокавы электрарухавік — гэта сінхронны бескалектарны электрарухавік з некалькімі абмоткамі, у якім ток, які падаецца ў адну з абмотак статара, выклікае фіксацыю ротара. Паслядоўная актывацыя абмотак рухавіка выклікае дыскрэтныя вуглавыя рухі (крокі) ротара.

Прынцып работы крокавага электрарухавіка

Апісанне[правіць | правіць зыходнік]

Канструктыўна крокавыя электрарухавікі складаюцца са статара, на якім змяшчаюцца абмоткі ўзбуджэння, і ротара, зробленага з магніта-мяккага (ферамагнітнага) матэрыялу ці з магніта-цвёрдага (магнітнага) матэрыялу. Крокавыя рухавікі з магнітным ротарам дазваляюць атрымліваць большы круцячы момант і забяспечваюць фіксацыю ротара пры абясточаных абмотках.

Гібрыдныя рухавікі спалучаюць у сабе лепшыя рысы рухавікоў з пераменным магнітным супраціўленнем і рухавікоў са сталымі магнітамі.

Статар гібрыднага рухавіка таксама мае зубцы і забяспечвае большую колькасць эквівалентных полюсаў, у адрозненні ад асноўных полюсаў, на якіх змешчаны абмоткі. Звычайна ўжываюцца 4 асноўныя полюсы для 3.6 град. рухавікоў і 8 асноўных палюсоў для 1.8 — 0.9 град. рухавікоў. Зубцы ротара забяспечваюць меншае супраціўленне магнітнага контуру ў поўных палажэннях ротара, што паляпшае статычны і дынамічны момант. Гэта забяспечваецца адпаведным размяшчэннем зубцоў, калі частка зубцоў ротара знаходзіцца дакладна насупраць зубцоў статара, а частка паміж імі.

Ротор гібрыднага рухавіка мае зубцы, змешчаныя ў восевым напрамку. Ротар падзелены на дзве часткі, паміж якімі змешчаны цыліндрычны сталы магніт. Такім чынам, зубцы верхняй паловы ротара з'яўляюцца паўночнымі полюсамі, а зубцы ніжняй паловы — паўднёвымі. Акрамя таго, верхняя і ніжняя паловы ротара павернутыя адзін адносна другога на палову вугла кроку зубцоў. Колькасць пар полюсаў ротара роўная колькасці зубцоў на адной з яго палоў. Зубчатыя полюсныя наканечнікі ротара, як і статар, набраны з асобных пласцін для памяншэння стратаў на віхравыя токі.

Цыкл работы электрарухавіка можна разбіць на 4 кадры (гл.малюнак).

Кадр 1: верхні электрамагніт (1) уключаны, адбываецца прыцягненне бліжэйшага зубу ротара шасцяроннай формы. Зубцы раўнаюцца па электрамагніту (1), яны будуць трошкі зрушаны адносна электрамагніта (2).

Кадр 2: верхні электрамагніт (1) выключаны, а правы электрамагніт (2) знаходзіцца пад напружаннем і падцягвае бліжэйшы зубец, варочаючы ротар управа. У выніку адбудзецца варочанне на 3,6° для гэтага ўзору.

Кадр 3: ніжні электрамагніт (3) знаходзіцца пад напружаннем, адбываецца наступнае варочанне ротара на 3,6°.

Кадр 4: левы электрамагніт (4) уключаны, што ізноў паверне ротар на 3,6°. Калі верхні зноў уключыцца, ротар у выніку 4 крокаў павернецца на адзін зуб, а так як у ротара маецца 25 зубоў, то поўны абарот зойме 100 крокаў для дадзенага ўзору.

Ужыванне[правіць | правіць зыходнік]

У машынабудаванні найбольшае распаўсюджванне атрымалі высокамомантавыя двухфазныя гібрыдныя крокавыя электрарухавікі з вуглавым перасоўваннем 1,8°/крок (200 крокаў/абарот) ці 0,9°/крок (400 крок/аб). Дакладнасць выстаўлення крока вызначаецца якасцю механічнай апрацоўкі ротара і статара электрарухавіка. Вытворцы сучасных крокавых электрарухавікоў гарантуюць дакладнасць выстаўлення кроку без нагрузкі да 5 % ад велічыні кроку.

Дыскрэтнасць кроку стварае істотныя вібрацыі, якія ў шэрагу выпадкаў могуць прыводзіць да зніжэння круцячага моманту і ўзбуджэння механічных рэзанансаў у сістэме. Узровень вібрацый удаецца зніжаць пры ўжыванні рэжыму драблення кроку ці пры павелічэнні колькасці фаз.

Рэжым драблення кроку (мікракрок) рэалізуецца пры незалежным кіраванні токам абмотак крокавага электрарухавіка. Кіруючы суадносінамі токаў у абмотках можна зафіксаваць ротар у прамежкавым палажэнні паміж крокамі. Такім чынам можна павысіць плаўнасць кручэння ротара і дамагчыся высокай дакладнасці пазіцыянавання. Якасць вырабу сучасных крокавых рухавікоў дазваляе павысіць дакладнасць пазіцыянавання ў 10-20 разоў.

Крокавыя рухавікі стандартызаваны паводле пасадкавага памеру і памеру фланца: NEMA 17, NEMA 23, NEMA 34, … — памер фланцу 42 мм, 57 мм, 86 мм, 110 мм адпаведна. Крокавыя электрарухавікі NEMA 23 могуць ствараць круцячы момант да 30 кгс*см, NEMA 34 да 120 кгс*см і да 210кгс*см для рухавікоў з фланцам 110 мм.

Крокавы электрарухавік з інтэграваным кантролерам

Крокавыя рухавікі ствараюць адносна вялікі момант пры нізкіх хуткасцях кручэння. Момант істотна падае з павелічэннем хуткасці кручэння. Аднак, дынамічныя характарыстыкі рухавіка могуць быць істотна палепшаны пры ўжыванні драйвераў са стабілізацыяй тока на аснове ШІМ.

Крокавыя электрарухавікі выкарыстоўваюцца ў прывадах машын і механізмаў, якія працуюць у старт-стопавым рэжыме, ці ў прывадах няспыннага руху, дзе кіруючае ўздзеянне задаецца паслядоўнасцю электрычных імпульсаў, напрыклад, у станках з ЛПК. У адрозненні ад сервапрывадаў, крокавыя прывады дазваляюць атрымоўваць дакладнае пазіцыянаванне без ужывання зваротнай сувязі ад датчыкаў вуглавога стану.

Крокавыя рухавікі ўжываюцца ў прыладах камп'ютарнай памяці — НГМД, НЦМД, прыладах чытання аптычных дыскаў.

Датчык павароту[правіць | правіць зыходнік]

Крокавыя рухавікі са сталымі магнітамі могуць ужывацца ў якасці датчыкаў вугла павароту дзякуючы ўзнікненню ЭДС на абмотках падчас кручэння ротара.

Перавагі[правіць | правіць зыходнік]

Галоўная перавага крокавых прывадаў - дакладнасць руху. Пры падачы патэнцыялаў на абмоткі крокавы рухавік павернецца на дакладна вызначаны вугал. Таксама варта адзначыць кошт крокавых прывадаў, які ў сярэднім у 1,5-2 разы танней сервапрывадаў. Крокавы прывад, як танная альтэрнатыва сервапрываду, найлепшым чынам падыходзіць для аўтаматызацыі асобных вузлоў і сістэм, дзе не патрабуецца высокая дынаміка.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]