Variklius varikliams

Visai neseniai terminas žingsninis variklis buvo žinomas tik siauram elektros inžinierių ratui. Dabar „stepper“ varikliai gavo garbingą teisę būti pašauktam tik pagal jų „inicialus“ - SD įrodymus, kad tokio tipo elektrinės mašinos yra plačiai naudojamos.

Vaizduotė nevalingai skatina žingsniuojančios elektrinės mašinos su galūnėmis įvaizdį. Ne, tai nėra robotas, nors žingsninis variklis gali valdyti vieną iš jo jungčių. Pats automobilis yra labai paprastas. Žingsnis variklis gali būti pavaizduotas kelių elektromagnetų su impulsinėmis apvijomis ant fiksuotos dalies (statoriaus) ir armatūros, kuri, keičiant apvijas, sukasi arba juda laipsniškai, pavidalu. Suprasti kaip veikia žingsninis variklis, atsiminkite kitų elektrinių mašinų, tokių kaip sinchroninės, veikimo principą.

Ant statoriaus yra dvi ar trys apvijos. Jie teka aplink sklandžiai keičiant sinusoidines sroves. Kartu su srove pulsuoja kiekvienos apvijos impulsinis elektromagnetinis laukas. Srovės apvijose neatsiranda ir krinta tuo pačiu metu, bet su griežtai apibrėžtu laiko atidėjimu; pačios apvijos pasislenka viena kitos atžvilgiu ir užima tolygiai besikeičiančius cilindrinio paviršiaus skyrius.

Dėl šios priežasties dvi ar trys pulsuojančios lauko bangos (pagal apvijų skaičių) sudaro vieną judančią bangą. Kiekvieną pilną apvijų srovės pokyčių ciklą susidaranti banga teka aplink visą statoriaus angos cilindrinį paviršių arba jo dalį. Laukas sukasi tolygiai, nešdamas rotorių kartu su juo. Srovės apvijose kinta nuolat, todėl laukas darbiniame tarpe ir rotorius sukasi nuolat. Judėjimą sudaro daugybė be galo mažų poslinkių.

Ir jei kokiu nors momentu sustabdysite srovių kaitą, bet kokiu atveju jas užšaldysite pasiektame lygyje, kurios, kaip ir kine, kurį laiką rodo tą patį kadrą? Kartu su srovėmis apvijose judančio lauko banga tam tikroje padėtyje užšąla, o kartu su ja ir rotorius sustos. Pakeisime rėmų grupę ir vėl sustabdysime paskutinį, rotorius pasisuks tam tikru kampu ir vėl užšals.

Pakartokite tai dar kartą. Automobilis klusniai ėjo žingsniais. Paaiškėjo, kad labai lengva pakeisti sroves apvijose dideliais ar mažais šuoliais, užšaldant procesą ant bet kurio rėmo. Užtenka apvijoms pritaikyti stačiakampius impulsus, o ne nuolat keisti įtampą. Kiekvienas impulsas yra žingsnis, ir, jei reikia, jis gali būti sugriežtintas iki begalybės, tai yra, sustabdyti procesą ir užrakinti rotorių. Nors impulsai keičiasi lėtai, variklis juda aiškiai.

Mūsų akis gali atskirti kelias dešimtis žingsnių per sekundę. Bet rėmeliai blykstelėjo: šimtas, du šimtai, tūkstantis, kelios dešimtys tūkstančių žingsnių per sekundę. Ne tik mūsų akys, bet ir jautrūs instrumentai nebeskiria žingsnių, o tiesiog mato sukimąsi.

Žingsnis varikliui veikia, kaip ir anksčiau, nors šiek tiek svyruoja, nes kiekvieną kitą žingsnį jis imasi griežtai kitos komandos atvykimo metu, ir šis momentas gali būti ne pats patogiausias. Vidinis judesių automatizmas sunaikinamas ir pakeičiamas aklu paklusnumu komandai. Bet bet kurią akimirką ir bet kuriuo žingsniu galime užsakyti: „Užšaldyk!“. Rotorius tiksliai svyruos ir užšals nurodytoje padėtyje.

Pabandykite perkelti jį prievarta, kai nėra komandos. Jis ryžtingai priešinsis, ir jei variklis bus tinkamos konstrukcijos, jūs jo nepriimsite plikomis rankomis. Elektromagnetinis laukas nenori dalintis su rotoriu nei judesio, nei ramybės būsenoje. Būtent jis sulaiko jį atkakliame apkabinime ir priverčia jį pakartoti visus savo žingsnius.

Beje, nuolatinių srovių mašinoje, kaip ir vidaus degimo variklyje, atskirų žingsnių, o jei jums patinka, elementarių ciklų ar judesio ciklų „pririšimas“ į begalinę seką, kurią mes suvokiame kaip nuolatinį sukimąsi su šiek tiek pastebimais greičio pulsavimais. Tik ten nenuilstamų operatorių vaidmuo tenka ne šepečiams, o elektrinėms žvakėms.

Lauko žingsniai, nes elektroniniai raktai atidaromi komandomis iš išorės, tada jie draudžia prie srovės patekti į apvijas. Žingsninį variklį maitina elektroninės smegenys, o jo galimybės tampa išskirtinės, kartais nepaprastai.

Vienfazio žingsninio variklio su simetrine magnetine laikrodžių, skaitiklių ir pramoninių automatikos įtaisų schema.

CNC žingsninis variklis

Šiuolaikinės technologijos neįsivaizduojamos be frezavimo, tekinimo, EDM ir daugelio kitų skaitmeniniu būdu valdomų staklių. Dauguma jų veikia dėl stepper variklių.

Žingsniniai varikliai, įsitvirtinę valcavimo staklių, presų ir kitų metalurgijos mašinų valdymo mechanizmuose, tapo vienu iš labiausiai paplitusių automatikos elementų, dirbant elektriniuose laikrodžiuose, laikmačiuose ir skaitikliuose, laivuose, lėktuvuose ir dirbtiniuose Žemės palydovuose - visur, kur reikia greito, tikslaus ir patikimo. žmogaus valios įvykdymas.

Plečiantis stepper variklio darbinėms profesijoms, atsirado savarankiška sukurta kryptis - atskira elektrinė pavara su pakopiniais varikliais. Jos ištakos buvo probleminės elektromechanikos laboratorijos MPEI mokslininkai ir inžinieriai.

Pirmasis pergalė stepper variklis iškovojo 1957 m., Kai pirmoji pasaulyje sovietų valdoma skaitmeniniu būdu valoma frezavimo mašina buvo eksponuojama pasaulinėje parodoje Briuselyje, kur buvo pristatyti įvairūs įdomūs parodų stendai. Šis eksponatas buvo apdovanotas Didžiuoju aukso medaliu ir atvėrė naują puslapį staklėse.

Borisas Ivobotenko, technikos mokslų daktaras