Режимы работы и характеристики

В зависимости от частоты подачи импульсов управления различают следующие режимы работы ШД: статический, квазистатический, установившийся и переходные.

Статический режим соответствует протеканию по одной из фазных обмоток постоянного тока, создающего неподвижное магнитное поле и характеризуется статическим синхронизирующим моментом, который в первом приближении можно считать синусоидальным.

Квазистатический режим (режим отработки единичных шагов) характеризуется тем, что переходный процесс (обычно колебательный), к началу следующего шага заканчивается, т. е. угловая скорость ротора в начале каждого следующего шага равна нулю. Он используется в различных стартстопных, лентопротяжных и других механизмах, где требуется фиксация ротора после каждого шага.

Установившийся режим работы ШД соответствует постоянной частоте управляющих импульсов.

Переходные режимы имеют место при пуске, торможении и реверсе ШД.

Обычно пуску ШД соответствует скачкообразное изменение частоты импульсов от нуля до рабочей. Переходный процесс, как правило, идет с перерегулированием по скорости. Максимальную частоту управляющих импульсов, при которой возможен пуск ШД без потери шага, называют частотой приемистости . Частота растет с увеличением синхронизирующего момента, уменьшением углового шага, снижением постоянной времени обмоток и нагрузки.

Торможение ротора осуществляют скачкоообразным снижением частоты управляющих импульсов до нуля. Предельная частота управляющих импульсов, при которой торможение осуществляется без выбега, как правило, выше .

Реверс ШД производят путем изменения последовательности коммутации токов в фазах, т.е. изменением направления вращения поля статора. Предельная частота следования импульсов, при которой возможен реверс без потери синхронизма всегда ниже .

Силовые схемы шагового электропривода

На рисунке приведена силовая схема питания фаз ШД при однополярном управлении и параллельном включении фаз с транзисторными ключами.

Другая схема представляет тиристорный коммутатор с искусственной коммутацией. Здесь тиристоры Т1-Т4 обеспечивают парную коммутацию обмоток ШД ОУ1-ОУ4 при которой в каждый момент включены 2 фазы из 4. Тиристоры Т1-Т3, а также Т2-Т4 образуют схемы двух триггеров, в которых переключение тиристоров происходит с помощью колебательных контуров . Пусть тиристор Т1 открыт и запитана обмотка ОУ1. Конденсатор заряжен до напряжения питания с плюсом на правой обкладке. Когда поступит управляющий импульс на Т3, он откроется и по обмотке ОУ3 потечет ток. В то же время по цепи происходит быстрый перезаряд конденсатора и при смене знака тока через тиристор Т1 последний закроется.