ти тертя. Сили тертя можуть бути розділені на дві категорії: статичне тертя або тертя спокою, для подолання якого потрібен постійний момент і динамічне тертя або в'язке тертя, яке залежить від швидкості. Розглянемо статичне тертя. Припустимо, що для його подолання потрібно момент в половину від пікового. На рис. 14а штриховими лініями показаний момент тертя. Таким чином, для обертання ротора залишається тільки момент, що лежить на графіку за межами штрихових ліній. Звідси випливають два висновки: тертя знижує момент на валу двигуна і з'являються мертві зони навколо кожного положення рівноваги ротора (рис. 14б):
d = 2 (S/(pi/2)) arcsin (T f/T h) = (S/(pi/4)) arcsin (T f/Th),
де d - ширина мертвої зони в радіанах, S - кут кроку в радіанах, Tf - момент тертя, Th - момент утримання.
Мертві зони обмежують точність позиціонування. Наприклад, наявність статичного тертя в половину від пікового моменту двигуна з кроком 90 град. викличе наявність мертвих зон в 60 град. Це означає, що крок двигуна може коливатися від 30 до 150 град., залежно від того, в якій точці мертвої зони зупиниться ротор після чергового кроку. p> Наявність мертвих зон є дуже важливим для мікрошаговий режиму. Якщо, наприклад, є мертві зони величиною d, то мікрошаг величиною менше d взагалі не зрушить ротор з місця. Тому для систем з використанням мікрошагов дуже важливо мінімізувати тертя спокою. p> Коли двигун працює під навантаженням, завжди існує деяке зрушення між кутовим становищем ротора і орієнтацією магнітного поля статора. Особливо несприятливою є ситуація, коли двигун починає гальмування і момент навантаження реверсують. Потрібно відзначити, що запізніле або випередження відноситься тільки до положення, але не до швидкості. У будь-якому випадку, якщо синхронність роботи двигуна не втрачена, це запізнювання або випередження НЕ може перевищувати величини двох повних кроків. Це вельми приємний факт. p> Кожен раз, коли кроковий двигун здійснює крок, ротор повертається на S радіан. При цьому мінімальний момент має в місце, коли ротор знаходиться рівно між сусідніми положеннями рівноваги (рис. 15).
В
Рис. 15. Момент утримання та робочий момент крокової двигуна. br/>
Цей момент називають робочим моментом, він означає, який найбільший момент може долати двигун під час обертання з малою швидкістю. При синусоїдальної залежності моменту від кута повороту ротора, цей момент Tr = Th/(20.5). Якщо двигун робить крок з двома живити обмотками, то робочий момент дорівнює моменту утримання для однієї живиться обмотки. p> Параметри приводу на основі крокового двигуна сильно залежать від характеристик навантаження. Крім тертя, реальне навантаження володіє інерцією. Інерція перешкоджає зміні швидкості. Інерційна навантаження вимагає від двигуна великих моментів на розгоні і гальмуванні, обмежуючи таким чином максимальне прискорення. З іншого боку, збільшення інерційності навантаження збільшує стабільність швидкості. p> Такий параметр крокової двигуна, як залежність моменту від швидкості є найважливішим при виборі типу двигуна, виборі методу управління фазами і виборі схеми драйвера. При конструюванні високошвидкісних драйверів крокових двигунів потрібно враховувати, що обмотки двигуна являють собою індуктивність. Ця індуктивність визначає час наростання і спаду струму. Тому якщо до обмотки докладено напруга прямокутної форми, форма струму не буде прямокутної. При низьких швидкостях (рис. 16а) час наростання і спаду струму не здатне сильно вплинути на момент, однак на високих швидкостях момент падає. Пов'язано це з тим, що на високих швидкостях струм в обмотках двигуна не встигає досягти номінального значення (рис. 16б).
В
Рис. 16. Форма струму в обмотках двигуна на різних швидкостях роботи. br/>
Для того, щоб момент падав якомога менше, необхідно забезпечити високу швидкість наростання струму в обмотках двигуна, що досягається застосуванням спеціальних схем для їх харчування. p> Поведінка моменту при збільшенні частоти комутації фаз приблизно таке: починаючи з деякої частоти зрізу момент монотонно падає. Зазвичай для крокової двигуна наводяться дві криві залежності моменту від швидкості (рис. 17). <В
Рис. 17. Залежність моменту від швидкості. br/>
Внутрішня крива (Крива старту, або pull-in curve) показує, при якій максимальній моменті тертя для даної швидкості кроковий двигун здатний рушити. Ця крива перетинає вісь швидкостей в точці, званої максимальної частотою старту або частотою приемистости. Вона визначає максимальну швидкість, на якій ненавантажений двигун може рушити. На практиці ця величина лежить в межах 200 - 500 повних кроків на секунду. Інерційність навантаження сильно впливає на вид внутрішньої кривої. Велика інерційність відповідає меншій області під кривою. Ця область називається областю старту. Зовнішня крива (крива розгону, або pull-out curve) показує, при якій максимальній моменті тертя ...
