Основные характеристики шаговых двигателей: статические, динамические, переходные характеристики крутящего момента
Основные характеристики шагового двигателя включают статические характеристики двигателя, характеристики непрерывного движения (динамические характеристики), пусковые характеристики двигателя и характеристики торможения двигателя (переходные характеристики). Следующее вводится отдельно:
Характеристика статического крутящего момента
Когда катушка шагового двигателя проходит через постоянный ток, взаимосвязь между электромагнитным крутящим моментом нагруженного ротора (восстановленный электромагнитный крутящий момент, генерируемый путем уравновешивания крутящего момента нагрузки, называется статическим крутящим моментом или статическим крутящим моментом) и углом мощности ротора называется угловым еще. Характеристики крутящего момента, это статические характеристики двигателя.
Поскольку ротор является постоянным магнитом, а результирующая магнитная плотность воздушного зазора является синусоидальной, теоретическая кривая статического крутящего момента представляет собой синусоидальную волну. Эта угловая стационарная характеристика крутящего момента является важным показателем способности шагового двигателя генерировать электромагнитный крутящий момент. Чем больше максимальный крутящий момент, тем лучше, и чем ближе кривая крутящего момента к синусоиде, тем лучше. Фактически, существует зубчатый момент под магнитным полюсом, который вызывает искажение объединенного крутящего момента. Например, зубчатый момент двухфазного двигателя в 4 раза больше гармоники периода угла статического крутящего момента и добавляется к синусоидальному статическому крутящему моменту.
Динамическая характеристика крутящего момента
Динамические характеристики крутящего момента включают в себя характеристики частоты-момента импульса привода и характеристики частоты-инерции импульса привода.
Частота импульса-моментная характеристика
Частотно-импульсная характеристика импульса является важной особенностью шагового двигателя. Как показано на рисунке ниже, вертикальная ось - это динамический крутящий момент (динамический момент), горизонтальная ось - это частота импульсного отклика, а частота импульсного отклика выражается в pps (импульс-секунда) как единица измерения, то есть количество импульсов. в секунду.
Генерирование динамического крутящего момента шагового двигателя включает в себя два фактора: момент отрыва и момент отрыва. Первый называется крутящим моментом, превышающим пошаговый или потерянный, второй называется моментом запуска или тяги. Диапазон крутящего момента от нуля до максимальной частоты импульсов самозапуска или максимальной частоты самозапуска. Область, ограниченная кривой, называется областью самозапуска. Двигатель синхронно запускает операцию прямого и обратного пуска и является рабочей зоной между зоной втягивания и зоной отсутствия шага. Двигатель может работать синхронно с соответствующей нагрузкой в этой зоне. Крутящий момент нагрузки вне допустимого диапазона не будет работать непрерывно, и возникнет явление отключения. , Шаговый двигатель управляется с помощью разомкнутого контура, и существует запас между моментом нагрузки и электромагнитным моментом, и это значение должно составлять 50% ~ 80%.
Крутящий момент при превышении шага равен крутящему моменту при 0 pps. По мере увеличения частоты управляющего импульса несущая способность уменьшается. В начале работы частоту управляющего импульса следует медленно увеличивать, чтобы использовать большой крутящий момент на низкой скорости, чтобы обеспечить момент ускорения, требуемый двигателем на низких скоростях, и сократить время ускорения. Чем меньше конструкция индуктора катушки статора шагового двигателя, тем больше максимальная частота импульсов отклика, так что привод с медленным ускорением может быть переключен на работу с приводом с быстрым ускорением.
Частотно-инерционная характеристика импульса
Шаговые двигатели должны иметь достаточное ускорение при запуске с инерционными нагрузками. Следовательно, если инерция нагрузки увеличивается, частота пускового импульса уменьшается. По этой причине оба из них должны учитываться всесторонне при выборе шагового двигателя.
Вертикальная ось на рисунке ниже показывает максимальную частоту самозапуска, горизонтальная ось - инерцию нагрузки, а кривая показывает взаимосвязь между инерцией нагрузки и максимальной частотой импульсов самозапуска. Здесь в качестве примера взят шаговый двигатель с когтистыми полюсами типа PM (две фазы, угол шага 7,5 °). Под нагрузкой PL соотношение между максимальной частотой импульса самозапуска PL и инерцией нагрузки Jc выглядит следующим образом:
В формуле, JR инерции ротора шагового двигателя, Ps - максимальная частота самозапуска без нагрузки.
