Механическая часть электромеханической системы. Нагрев и охлаждение электродвигателей. Шаговый двигатель как элемент электромеханической системы, страница 13

     Угловая характеристика –это зависимость статического синхронизирующего момента от угла поворота ротора при фиксированном положении магнитного потока статора (рис. 1).

Предельная нагрузочная характеристика – М_макс = f (f_имп) – это зависимость максимального синхронизирующего момента от частоты импульсов управления (кривая 1, рис. ). Она определяет предел, до которого при данной частоте следования импульсов управления можно нагружать ШД статическим моментом сопротивления, сохраняя синхронный режим его работы .

Предельная динамическая характеристика приемистости –f_п = f (М_макс) – представляет собой зависимость частоты приемистости  от максимального синхронизирующего момента в динамическом режиме (пуск двигателя из неподвижного состояния), (кривая 2, рис. ).

Режимы работы  и характеристики ШД

Вращение ШД определяется изменением частоты подачи импульсов управления. В зависимости от этого различают следующие режимы работы  ШД: статический, квазистатический, установившийся, переходный.

Статический режим —  это режим прохождения по обмоткам управления постоянного тока, создающего неподвижное магнитное  поле (f_имп=0). Зависимость электромагнитного момента от угла рассогласования θ близка к синусоидальной форме (рис. 1). При θ он равен нулю, а, следовательно, возникает статическая ошибка в положении ротора. Она тем больше, чем больше нагрузка и меньше максимальный момент двигателя.

Квазистатический режим имеет место при отработке единичных шагов и характеризуется тем, что перед отработкой каждого последующего шага ротор должен придти в неподвижное состояние, т.е.  должны затухнуть колебания ротора, вызванные энергией движения единичного шага. Колебания ротора затухают, когда вся кинетическая энергия израсходована на электрические, магнитные и механические потери. Этим временем затухания определяется предельная частота управляющих импульсов. Для борьбы с таким явлением используются демпфирующие устройства и обгонные муфты. Повысить частоту импульсов управления можно и за счет увеличения числа обмоток или числа тактов коммутации.

Установившийся режим – это режим движения ротора, соответствующий постоянной частоте следования импульсов управления. Непрерывное вращение ротора  сопровождается вынужденными колебаниями относительно мгновенной точки устойчивого равновесия. Амплитуда этих колебаний достигает наибольшего значения при частоте импульсов управления, совпадающей с частотой собственных колебаний ротора (резонансные явления). Переходный режим – это основной режим работы ШД. Он включает в себя пуск, переход с одной скорости на другую, торможение, реверс направления вращения. Увеличение частоты импульсов управления приводит к тому, что вначале ротор отстает от частоты передвижения потока статора под действием момента инерции вращающихся частей электропривода (имеется очевидное рассогласование шагов потока статора и потока ротора). По мере ускорения ротор достигает скорости вращения магнитного потока статора. Максимальная частота импульсов управления, при которой возможен пуск ШД без выпадения его из синхронизма, называется частотой приемистости – f_п. Частота приемистости растет с увеличением синхронизирующего момента, уменьшением углового геометрического шага, уменьшения нагрузки и момента инерции электропривода.

1.Основы теории обобщенной машины