ЭМПС / Лекции ЭМПС / ТЭП-2-лекция

В более широком диапазоне частот проведенный с помощью (36) анализ справедлив для шагового режима при питании всех обмоток двигателя от источников тока. В этом случае I_в=const, токи статора имеют форму, близкую к показанной на рис. 22, и угловая характеристика определяется (36) при замене на :

(40)

Семейство механических характеристик, соответствующих этим условиям, представлено на рис. 23, б. Здесь перегрузоч­ная способность двигателя в широком частотном диапазоне остается практически неизменной.

Таким образом, в шаговом режиме синхронный двигатель способен отрабатывать перемещения, задаваемые числом элект­рических импульсов, коммутирующих токи статора в требуе­мой последовательности. Жесткая связь между числом шагов перемещения ротора и числом электрических импульсов явля­ется замечательным свойством этого двигателя, широко ис­пользуемым в практике дискретного электропривода с цифро­вым управлением. Для этих целей разработаны и выпуска­ются промышленностью серии специальных синхронных двига­телей, называемых шаговыми электродвигателями.

Шаговые электродвигатели имеют небольшую (до 4 кВт) мощность и исполняются с различным числом фаз (т = 3, 4, 5...) и числом пар полюсов . От этих параметров зависит значение шага:

(41)

Значение шага определяет точность отработки перемещений при показанном на рис. 22 способе коммутации токов. На практике используются более сложные законы дискретного управления токами фаз статора, которые позволяют получать ряд промежуточных положений вектора , т.е. дробить шаг (41) на более мелкие дискреты и увеличивать точность управления движением электропривода.

Конструктивно шаговые двигатели имеют ряд исполнений по способу возбуждения (возбуждение ротора постоянным током, возбуждение с помощью постоянных магнитов, реак­тивные двигатели с I_в=0) и по характеру движения (двига­тели с вращательным движением ротора, двигатели с линей­ным движением ротора, двигатели с многокоординатным ли­нейным движением ротора).

Схема модели синхронного двигателя на рис. 19, б при соответствующем законе коммутации токов обмоток статора полностью соответствует реальным шаговым двигателям раз­личного исполнения. Поэтому проведенный анализ шагового режима работы отражает особенности шаговых двигателей. В частности, показанные на рис. 22 зависимости наиболее близко соответствуют шаговым двигателям с питанием обмо­ток статора от источников тока и постоянными магнитами на роторе при рассмотренном законе импульсного возбужде­ния статора (без дробления шага).