В вычислениях предыдущего раздела было показано, что к.п.д. двигателя можно увеличить, устраняя такты коммутации, выделенные цветом на схеме. Но тогда шаг дискретизации шагового двигателя (минимальный угол, на который он может выполнить поворот) увеличится вдвое. Избегая такого недостатка, была разработана новая коммутационная схема, где соответствующие такты были заменены другими:
– –
–
– – – – – – – – –
Таким образом, такт 12 старой схемы коммутации, заменяется в новой схеме тактом 1234, где фазы 13 и соответственно 24 включаются в одном роторе. Рассмотрим подробнее такт включения 1234 (рис. 7).
Аналогично предыдущим вычислениям получаем: S1234 = 2 2/3 зубцового деления.
Таким образом, полезная энергия шагового двигателя с новой схемой коммутации возросла приблизительно на 70%. При этом за два такта стало включаться вместо пяти фаз (как в ПШД5/80) – семь. Значит, потребляемая энергия тоже возросла примерно на 40%. Но, тем не менее, к.п.д. двигателя с новой схемой включения фаз стал выше, чем со схемой существующего привода.
Эти вычисления выполнены примерно, в виде оценки. Реально, учитывая потери на нагрев замагниченного железа, а также искривление силовых линий магнитного поля и потоки магнитного поля, замыкаемые не по кратчайшему пути, вычисленный результата уменьшится, и мы получим не 70% добавки, а меньше. Но, тем не менее, значимая величина добавки заставляет нас в новом приводе отказаться от старой схемы коммутации и использовать новую.
На практике, при испытании новой схемы коммутации ШД5 в старом приводе ПШД5/80, путем запрограммирования и замены ПЗУ, двигатель быстро начинал нагреваться, в виду того, что увеличились потери, связанные с замагничиванием железа. По-этому рекомендуется длительно не использовать двигатель на полном токе в обмотке (3А). Тем более что различные устройства, где используется шаговый двигатель, не требуют, при обычном режиме работы, большого силового момента двигателя. На полный ток целесообразно включать двигатель при разгоне, что позволяет сократить время на перемещение в заданную точку плоскости в устройствах ЧПУ. Переходить на более низкий ток в обмотке можно автоматически, установив на двигателе терморезистор, вводя тем самым температурный контроль. Таким образом, можно защитить двигатель от перегрева. Тем более что в режиме покоя достаточно иметь статический момент существенно меньший динамических моментов нагрузки. Поэтому здесь тоже можно перейти на меньший ток, тем самым, снизив разогрев двигателя. Гибкость, в управлении током в обмотке возможна, благодаря использованию, в новом приводе, новой схемы стабилизации тока в обмотке, обсуждению которой и посвящается следующий раздел.
Управление током
2020-01-14
92
