Analiza zasady działania silnika o zmiennej reluktancji
Silnik krokowy, znany również jako silnik impulsowy, jest siłownikiem w cyfrowym układzie sterowania. Jego funkcją jest przekształcenie impulsowego sygnału elektrycznego w odpowiadający mu ruch obrotowy krokowy lub przemienny o liniowym przesunięciu. Jest on powszechnie stosowany w praktyce, jego struktura i zasada działania są również łatwe do opanowania. Działa on różnie w różnych trybach włączania i możemy odpowiednio zmienić jego charakterystykę działania.
Wirnik składa się z arkusza stali krzemowej lub żelazka elektrycznego, takiego jak żelazny pręt. Zewnętrzna powierzchnia wirnika jest strukturą wielozębną. (Wirnik ma zmienną magnetooporność, gdy się obraca, nazywany silnikiem reluktancyjnym zmiennym, VR - krótki, zwany także reaktywnym krokiem. Gdy cewka stojana jest pod napięciem, bieguny stojana są namagnesowane, przyciągają zęby wirnika i wytwarzają moment obrotowy, przesuwając go o jeden krok. W porównaniu z momentem przyciągania magnetycznego i odpychającym momentem obrotowym generowanym przez silnik z magnesami trwałymi, typ VR generuje tylko moment ssania.
Strukturę i zasadę działania silnika krokowego o typie reakcji reluktancyjnej typu VR pokazano na poniższym rysunku. Na powyższym rysunku 12 biegunów jest równomiernie rozmieszczonych na stojanie, a każdy z biegunów jest oddzielony o 30 °, a cztery cewki, które są oddalone o 90 ° (trzy szczeliny są oddzielone) tworzą uzwojenie fazowe. Liczba zębów wirnika wynosi 8. Gdy uzwojenie fazowe jest pod napięciem, biegun stojana przyciąga zęby wirnika, tak aby reluktancja szczeliny powietrznej osiągnęła minimalne położenie.
Następnie zostanie opisana zasada działania silnika krokowego o typie reakcji reluktancyjnej typu VR, od etapu 1 do etapu 3.
Pierwszym krokiem jest uproszczony schemat cewki pierwszej fazy. Wylęg wskazuje pierwsze wzbudzenie stojana fazowego, wirnik jest przyciągany przez pierwszy etap stojana stojana, a zęby wirnika są obracane poniżej stojana stojana.
W drugim etapie: prąd uzwojenia pierwszej fazy jest wyłączony, uzwojenie drugiej fazy jest zasilane, wirnik obraca się o jeden krok (15 °) w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i obraca się, aby zatrzymać się pod biegunem magnetycznym drugiej fazy stojana.
Kąt kroku silnika krokowego o zmiennej rezystancji VR nie może być obliczony bezpośrednio za pomocą wzoru θs = 180 ° / PNr z poprzedniego artykułu, ale jest dwukrotnością obliczonej wartości równania θs = 180 ° / PNr. Oznacza to, że rozdzielczość jest porównywana z typem magnesu stałego. Chociaż liczba zębów wirnika jest taka sama, typ VR wynosi tylko 1/2.
Trzeci etap: uzwojenie trzeciej fazy jest również zasilane, a wirnik jest również obracany w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara o 15 ° i zatrzymuje się we względnym położeniu trzeciego bieguna magnetycznego stojana. W następnej chwili uzwojenie pierwszej fazy zostaje pobudzone, a położenie wirnika z etapu 3 zostaje obrócone przeciwnie do ruchu wskazówek zegara o 15 ° do pierwszego stopnia stojana stojana, a stan kroku 1 zostaje przywrócony. Faza wzbudzania jest ciągle przełączana, a fazy 1, 2, 3 i 1 fazy są obracane przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Jest to zasada działania silnika krokowego typu VR.
Jeśli obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, sekwencja komutacji jest 1-fazowa, 3-fazowa i 2-fazowa. W tym momencie kąt kroku wynosi 1/3 wysokości zęba wirnika, to znaczy skok zęba jest podzielony przez liczbę faz, aby uzyskać kąt kroku, a wyjściowy moment obrotowy jest różny od kąta kroku silnik z magnesem trwałym, który jest proporcjonalny do kwadratu ekscytującego prądu.
Ponieważ silnik krokowy o reakcji reluktancyjnej z reluktancją typu VR nie wykorzystuje magnesów stałych, jego siła pola magnetycznego stojana i wirnika jest proporcjonalna do prądu wzbudzenia. Aby zwiększyć natężenie pola magnetycznego, wymagany jest duży prąd wzbudzenia. Dlatego zwykle występuje wyższy wzrost temperatury.
