Шаговые двигатели. Емельянов А.В - 26 стр.

Емельянов А.В., Шилин А.Н.               Шаговые двигатели              ВолгГТУ, 2005


        Угловое смещение ϕ является ошибкой позиционирования нагружен-
ного двигателя. Если к валу двигателя приложить момент, превышающий
момент удержания, то под действием этого момента вал провернется. В та-
ком режиме положение ротора является неконтролируемым.
        На практике всегда имеется приложенный к двигателю внешний мо-




                                                  Я
мент, хотя бы потому, что двигателю приходится преодолевать трение. Силы
трения могут быть распределены на две категории: статическое трение или
трение покоя, для преодоления которого требуется постоянный момент и ди-
намическое трение или вязкое трение, которое зависит от скорости. Рассмот-
рим статическое трение. Предположим, что для его преодоления требуется
                             ПИ
момент в половину от пикового. На рис. 14, а штриховыми линиями показан
момент трения. Таким образом, для вращения ротора остается только мо-
мент, лежащий на графике за пределами штриховых линий. Отсюда следуют
два вывода: трение снижает момент на валу двигателя и появляются мертвые
зоны вокруг каждого положения равновесия ротора (рис. 14, б):
                                    2α       ⎛ M ⎞ 4α        ⎛M ⎞
                             d =2     arcsin⎜⎜ т ⎟⎟ = arcsin⎜⎜ т ⎟⎟ ,           (6)
                                    π        ⎝ Mh ⎠ π        ⎝ Mh ⎠
где d – ширина мертвой зоны в радианах, α – угол шага в радианах, Мт –
момент трения, Mh – момент удержания.
КО

        Мертвые зоны ограничивают точность позиционирования. Например,
наличие статического трения в половину от пикового момента двигателя с
шагом 90° вызовет наличие мертвых зон в 60° Это означает, что шаг двигате-
ля может колебаться от 30° до 150°, в зависимости от того, в какой точке
мертвой зоны остановится ротор после очередного шага.
        Наличие мертвых зон является очень важным для микрошагового ре-
жима. Если, например, имеются мертвые зоны величиной d, то микрошаг ве-
личиной менее d вообще не сдвинет ротор с места. Поэтому для систем с ис-
пользованием микрошагов очень важно минимизировать трение покоя.
        Когда двигатель работает под нагрузкой, всегда существует некоторый
сдвиг между угловым положением ротора и ориентацией магнитного поля

                                                 25