Sammmootorid

Sammmootor on elektromehaaniline seade, mis muudab elektrisignaalid võlli diskreetseteks nurkliikumiseks. Sammmootorite kasutamine võimaldab masinate tööorganitel teha rangelt doseeritud liigutusi, fikseerides liikumise lõpus oma asendi.

Sammmootorid on ajamid, mis tagavad fikseeritud nurkliikumised (sammud). Igasugune rootori nurga muutus on samm-mootori reaktsioon sisendimpulsile.

Diskreetne elektriline samm-mootorajam on loomulikult kombineeritud digitaalsete juhtimisseadmetega, mis võimaldab seda edukalt kasutada digitaalselt juhitavates metallilõikuspinkides, tööstuslikes robotites ja manipulaatorites, kellamehhanismides.

Diskreetset elektriajamit saab realiseerida ka seeria abil asünkroonsed elektrimootorid, mis tänu spetsiaalsele juhtimisele saab töötada astmerežiimis.

Sammmootoreid kasutatakse elektriajamites, mille võimsus on murdosa vatist kuni mitme kilovatini.Diskreetse elektriajami võimsusskaala laiendust saab saavutada seeria asünkroonsete elektrimootorite abil, mis sobiva juhtimise tõttu võivad töötada astmelises režiimis.

Igat tüüpi samm-mootorite tööpõhimõte on järgmine. Elektroonilise lüliti abil genereeritakse pingeimpulsse, mis juhitakse samm-mootori staatoril asuvatele juhtpoolidele.

Sõltuvalt juhtpoolide ergastamise järjestusest toimub mootori tööpilus üks või teine ​​diskreetne magnetvälja muutus. Sammmootori juhtpoolide magnetvälja telje nurknihkega pöörleb selle rootor diskreetselt magnetvälja järgides. Rootori pöörlemisseaduse määravad juhtimpulsside järjestus, töötsükkel ja sagedus, samuti samm-mootori tüüp ja konstruktsiooniparameetrid.

Sammmootori tööpõhimõtet (rootori diskreetse liikumise saamine) vaadeldakse kahefaasilise samm-mootori kõige lihtsama vooluahela näitel (joonis 1).

Riis. 1. Aktiivse rootoriga samm-mootori lihtsustatud skeem

Sammmootoril on kaks paari selgelt määratletud staatori pooluseid, millel asuvad ergutus- (juhtimis-) mähised: mähis 3 klemmidega 1H — 1K ja mähis 2 klemmidega 2H — 2K. Iga mähis koosneb kahest osast, mis asuvad staatori 1 SM vastaspoolustel.

Vaadeldava skeemi rootor on kahepooluseline püsimagnet.Mähised saavad toidet juhtseadme impulssidest, mis teisendab ühe kanaliga sisendjuhtimpulsside jada mitmekanaliliseks (vastavalt samm-mootori faaside arvule).

Vaatleme samm-mootori tööd, eeldades, et alghetkel rakendatakse pinget mähisele 3. Selles mähises olev vool magnetiseerib vertikaalselt asetsevad poolused N ja 8. Magnetvälja vastasmõju tulemusena püsiv. rootori magnet, võtab viimane tasakaaluasendis, kus staatori ja rootori magnetvälja teljed on samad.

Asend on stabiilne, kuna rootorile mõjub sünkroniseerimismoment, mis kipub rootori tasakaaluasendisse tagasi viima: M = Mmax x sinα,

kus M.max — maksimaalne moment, α — staatori ja rootori magnetvälja telgede vaheline nurk.

Kui juhtseade lülitab pinge mähiselt 3 mähisele 2, tekib horisontaalsete poolustega magnetväli, s.t. staatori magnetväli teeb diskreetse pöörde veerandiga staatori ümbermõõdust. Sel juhul ilmub staatori ja rootori telgede vaheline lahknemisnurk α = 90 ° ja rootorile mõjub maksimaalne pöördemoment Mmax. Rootor pöörleb läbi nurga α = 90 ° ja võtab uue stabiilse asendi. Seega, pärast staatorivälja astmelist liikumist, liigub mootori rootor astmeliselt.

Sammmootori peamine töörežiim on dünaamiline. Erinevalt sünkroonmootoritest on samm-mootorid mõeldud sünkroonsusse sisenemiseks paigalt ja sunnitud elektriliselt pidurdamisel.Tänu sellele tagab astmeline elektriajam käivitamise, seiskamise, tagasikäigu ja ülemineku ühelt juhtimpulsside sageduselt teisele.

Sammmootor käivitatakse sisendsignaali sageduse järsu või järkjärgulise suurendamisega nullist töösagedusele, seiskamine toimub nulli vähendamisega ja vastupidine samm-mootori mähiste lülitusjärjestuse muutmine.

Sammmootoreid iseloomustavad järgmised parameetrid: faaside arv (juhtmähised) ja nende ühendusskeem, samm-mootori tüüp (aktiivse või passiivse rootoriga), ühe rootori samm (rootori pöördenurk ühe impulsiga ), toiteallika nimipinge, maksimaalne staatiline ajamoment, nimimoment, rootori inertsimoment, kiirendussagedus.

Sammmootorid on ühefaasilised, kahefaasilised ja mitmefaasilised aktiivse või passiivse rootoriga. Sammmootorit juhib elektrooniline juhtseade. Sammmootori juhtimisskeemi näide on näidatud joonisel 2.

Riis. 2. Avatud ahelaga samm-mootori elektriajami talitlusskeem

Ploki 1 sisendisse suunatakse pingeimpulsside kujul olev juhtsignaal, mis muundab impulsside jada näiteks neljafaasiliseks unipolaarsete impulsside süsteemiks (vastavalt samm-mootori faaside arvule) .

Plokk 2 genereerib neid impulsse lüliti 3 normaalseks tööks vajaliku kestuse ja amplituudi suhtes, mille väljunditega on ühendatud samm-mootori mähised 4. Lüliti ja teised plokid saavad toite alalisvooluallikast 5.

Kõrgendatud nõuetega diskreetajami kvaliteedile kasutatakse astmelise elektriajami suletud ahelat (joonis 3), mis sisaldab lisaks samm-mootorile muundurit P, kommutaatorit K ja astmeandurit DSh. Sellises diskreetses ajamis juhitakse automaatregulaatori sisendisse teave töömehhanismi RM võlli tegeliku asukoha ja samm-mootori kiiruse kohta, mis annab ajami liikumise seatud olemuse.

Riis. 3. Suletud ahelaga diskreetajami talitlusskeem

Kaasaegsed diskreetajamid kasutavad mikroprotsessori juhtnuppe. Sammmootori ajamite rakenduste valik täieneb pidevalt. Nende kasutamine on paljulubav keevitusseadmetes, sünkroniseerimisseadmetes, lindi- ja salvestusmehhanismides, sisepõlemismootorite kütusevarustuse juhtimissüsteemides.

Sammmootorite eelised:

• suur täpsus isegi avatud ahelaga struktuuriga, st. ilma roolinurga andurita;

• natiivne integratsioon digitaalse halduse rakendustega;

• mehaaniliste lülitite puudumine, mis sageli põhjustavad probleeme muud tüüpi mootoritega.

Sammmootorite puudused:

• madal pöördemoment, kuid võrreldes pideva ajamiga mootoritega;

• piiratud kiirus;

• tõmblevast liikumisest tingitud kõrge vibratsioonitase;

• suured vead ja võnkumised koos impulsside kadumisega avatud ahelaga süsteemides.

Sammmootorite eelised kaaluvad tunduvalt üles nende puudused, mistõttu kasutatakse neid sageli juhtudel, kui ajamiseadmete väikesest võimsusest piisab.

Artiklis on kasutatud materjale raamatust Daineko V.A., Kovalinsky A.I. Põllumajandusettevõtete elektriseadmed.