Крокавы электрарухавік

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Крокавы электрарухавік — гэта сінхронны бясшчоткавы 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]

Крокавы электрарухавік

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.
Файл:Fl60sth.jpg
Крокавы рухавік NEMA 23

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 па пасадкавым 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 высокі момант пры нізкіх хуткасцях кручэння. Момант істотна падае пры павелічэнні 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. 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]