Отработка единичного шага

Особенности динамики работы ШД.

Рассмотрим процесс отработки ШД единичного шага. Пусть в исходном положении ротор ШД находится в положении, показанном на рис. 1.

Снимаем напряжение управления с фазы 1 и подаем напряжение на фазу 2. Возникает вращающий момент (момент синхронизации) под действием которого ротор начинает вращаться по направлению к фазе 2. Величина момента определяется углом рассогласования между продольной осью ротора и осью поля (осью фазного выступа 2). Угол , отсчитываемый от оси фазного выступа 1, начинает расти. Появляется динамический момент

По мере приближения к оси 2 момент вращения уменьшается и в момент совпадения осей становится нулевым.

Однако в этот момент динамический момент достигает максимума и под его действием ротор проходит равновесное состояние и угол становится больше . Появляется тормозной момент. Ротор тормозится, динамический момент падает до нуля в момент достижения ротором угла поворота . Ротор начинает движение назад и, если бы не было сил трения, он вернулся бы в исходное положение. На самом деле происходит рассеивание энергии, так как изменение магнитного сопротивления при движении ротора приводит к появлению переменной составляющей потока возбуждения, что вызывает появление ЭДС вращения в обмотках статора и, соответственно, появление демпфирующего момента.

Уравнение движения ротора можно записать

.

Здесь D – коэффициент внутреннего демпфирования. Если рассматривать движение относительно нового положения, т.е заменить на , то проведя линеаризацию можно представить ШД на единичном шаге как звено второго порядка

.

Колебания ротора – основной недостаток шагового привода, ограничивающий его применение или удорожающий его. Если качания ротора недопустимы, применяют старт-стопное управление.