Podstawowa charakterystyka silników krokowych: statyczna, dynamiczna, chwilowa charakterystyka momentu obrotowego
Podstawowe cechy silnika krokowego obejmują charakterystykę statyczną silnika, charakterystykę ciągłego ruchu (charakterystyki dynamiczne), charakterystykę rozruchową silnika i charakterystykę hamowania silnika (charakterystyki przejściowe). Poniższe są wprowadzane osobno:
Statyczna charakterystyka momentu obrotowego
Gdy cewka silnika krokowego przechodzi przez prąd stały, zależność między elektromagnetycznym momentem obrotowym obciążonego wirnika (odzyskany elektromagnetyczny moment obrotowy generowany przez zrównoważenie momentu obciążenia jest nazywany statycznym momentem obrotowym lub statycznym momentem obrotowym), a kąt mocy wirnika jest nazywany kątem nadal. Charakterystyka momentu obrotowego, jest to statyczna charakterystyka silnika.
Ponieważ wirnik jest magnesem trwałym, a powstająca szczelina powietrzna ma charakter sinusoidalny, teoretyczna statyczna krzywa momentu jest falą sinusoidalną. Ta nieruchomo-kątowa charakterystyka momentu obrotowego jest ważnym wskaźnikiem zdolności silnika krokowego do generowania momentu elektromagnetycznego. Im większy maksymalny moment obrotowy, tym lepiej i im bliżej sinusoidy kształt fali momentu obrotowego, tym lepiej. W rzeczywistości pod biegunem magnetycznym występuje moment skręcający, który powoduje odkształcenie złożonego momentu obrotowego. Na przykład moment obrotowy mechanizmu dwufazowego ma 4-krotną harmoniczną statycznego momentu obrotowego i jest dodawany do sinusoidalnego statycznego momentu obrotowego.
Dynamiczna charakterystyka momentu obrotowego
Dynamiczne charakterystyki momentu obrotowego obejmują charakterystykę częstotliwościową i częstotliwościową impulsu napędowego oraz charakterystykę bezwładności częstotliwościowej napędu.
Charakterystyka częstotliwościowo-momentowa impulsu
Charakterystyka częstotliwościowa i momentowa impulsu jest ważną cechą silnika krokowego. Jak pokazano na poniższym rysunku, oś pionowa jest dynamicznym momentem obrotowym (dynamicznym), oś pozioma jest częstotliwością impulsu odpowiedzi, a częstotliwość impulsu odpowiedzi wyrażana jest w pps (pulseperkundę) jako jednostka, to znaczy liczba impulsów na sekundę.
Dynamiczne generowanie momentu obrotowego silnika krokowego obejmuje dwa czynniki: moment zrywalny i moment dociągający. Ten pierwszy nazywany jest momentem wychodzącym z kroku lub straconym, ten drugi nazywa się momentem rozruchowym lub ciągnącym. Zakres momentu dociągania wynosi od zera do maksymalnej częstotliwości impulsowania z samoczynnym startem lub maksymalnego zakresu częstotliwości samoczynnego rozruchu. Obszar zakreślony przez krzywą nazywany jest obszarem samorozruchu. Silnik synchronicznie uruchamia działanie do przodu i do tyłu, i jest strefą działania między strefą wciągania i strefą poza strefą. Silnik może pracować synchronicznie z odpowiednim obciążeniem w tej strefie. Moment obciążenia poza zakresem nie będzie działał w sposób ciągły i wystąpi zjawisko wychylenia. . Silnik krokowy jest sterownikiem z otwartą pętlą, a pomiędzy momentem obciążenia a momentem elektromagnetycznym istnieje pewien margines, a wartość powinna wynosić 50% ~ 80%.
Moment poza-krokowy jest równy momentowi dociągania przy 0 pps. Wraz ze wzrostem częstotliwości impulsów sterujących zmniejsza się obciążalność. Na początku operacji częstotliwość impulsu sterującego należy zwiększać powoli, aby wykorzystać duży moment obrotowy przy niskiej prędkości, aby zapewnić wymagany przez silnik moment przyspieszenia przy niskich prędkościach i skrócić czas przyspieszania. Im mniejsza jest konstrukcja induktora cewki stojana silnika krokowego, tym większa jest maksymalna częstotliwość impulsu odpowiedzi, tak że napęd o niskiej prędkości może zostać zmieniony na pracę z przyspieszeniem szybkim.
Charakterystyka bezwładności częstotliwości impulsu
Silniki krokowe muszą mieć wystarczające przyspieszenie rozruchu podczas uruchamiania z obciążeniami bezwładnościowymi. Dlatego też, jeśli wzrasta bezwładność obciążenia, początkowa częstotliwość impulsów maleje. Z tego powodu oba te elementy należy uważać za kompleksowe przy wyborze silnika krokowego.
Oś pionowa na poniższym rysunku pokazuje maksymalną częstotliwość samorozruchu, oś pozioma to bezwładność obciążenia, a krzywa pokazuje zależność między bezwładnością obciążenia a maksymalną częstotliwością samoobsługowego impulsu. W tym przypadku przykładowy jest silnik krokowy typu pazur PM (dwie fazy, kąt kroku 7,5 °). Pod obciążeniem PL, zależność między maksymalną częstotliwością samoczynnego uruchamiania częstotliwości impulsów PL a bezwładnością obciążenia Jc jest następująca:
We wzorze, bezwładność wirnika silnika krokowego JR, Ps jest maksymalną samoczynną częstotliwością bez obciążenia.
