1.3.4. Уменьшение времени нарастания тока.
При включении транзистора для возбуждения фазы из-за индуктивности обмотки ток в последней нарастает по экспоненциальному закону. При увеличении частоты импульсов управления отношение времени установления тока к периоду импульсов управления становится больше и это приводит к снижению момента и медленному отклику двигателя на импульс управления. Существуют различные способы уменьшения времени нарастания тока и улучшения моментных характеристик при высоких шаговых частотах.
Включение последовательного резистора. Наиболее дешевый способ -это включение последовательно с обмоткой резистора, как это показано на рис. 1.21.
Рис. 1. 25. Схема, обеспечивающая уменьшение времени нарастания тока при включении внешнего сопротивления Re последовательно с обмоткой и росте напряжения питания Е: 1 - RW- сопротивление обмотки; L - индуктивность обмотки.
Рис. 1.26. Уменьшение времени нарастания тока с помощью коммутатора с двумя источниками питания: 1 - моностабильный мультивибратор; 2 — логический блок.
Подаваемое напряжение питания E выбирается так, чтобы получить в обмотках заданное значение тока при данных условиях. Постоянная времени уменьшится при этом от L/RWдо L(Re + RW).
Недостаток метода состоит в том, что на последовательно включенном резисторе выделяется значительная мощность. Если сопротивление обмотки четырехфазного двигателя равно 1,5 Ом, номинальный ток составляет 4 А и напряжение питания 24 В, то сопротивление, которое необходимо добавить в каждой из фаз, равно 4,5 Ом. Потери мощности при однофазном возбуждении управления составят приблизительно 4,5 • 42= 42 Вт. При двухфазном возбуждении они удвоятся.
Использование двух источников питания. Для снижения рассеивания мощности в транзисторах коммутатора и улучшения качества ШД используется коммутатор с двумя источниками питания. Схема такого коммутатора для одной фазы приведена на рис. 1.26. Если на логический блок подается импульс управления, то на одном из выходов будет получен выходной сигнал высокого уровня для возбуждения обмотки фазы.
По этому сигналу включаются транзисторы VT1 и Т2 и высокое напряжение EH подается в обмотку. Диод VD1 имеет в это время обратное смещение и отделяет источник питания с низким напряжением от источника питания с высоким напряжением. Ток устанавливается достаточно быстро из-за высокого значения EH. Постоянная времени однотактного мультивибратора подбирается так, чтобы транзистор VT1 отключался, когда ток в обмотке незначительно отличается от максимального значения. После того, как источник питания высокого напряжения отключен, включается диод обратного тока и ток в обмотке создается за счет подключения к ней источника питания низкого напряжения. Типичная форма кривой тока показана на рис. 1.27.
Рис. 1.27. Формы напряжения (1) и тока (2) в коммутаторе с двумя источниками питания; нормированный ток показан пунктиром (3).
Рис. 1.28. Коммутатор с двумя источниками питания для двухфазного управления четырехфазный двигателем.
Схема с двумя источниками питания для двухфазного управления четырехфазным двигателем приведена на рис. 1.28. Для переключения источника питания высокого напряжения используют два транзистора. Это исключает возможность возбуждения других фаз двигателя.
В схеме с двумя источниками питания при возрастании шаговой частоты высокое напряжение подключено большую часть времени.