для даної швидкості кроковий двигун здатний підтримувати обертання без пропуску кроків. Ця крива перетинає вісь швидкостей у точці, званої максимальної частотою розгону. Вона показує максимальну швидкість для даного двигуна без навантаження. При вимірюванні максимальної швидкості потрібно мати на увазі, що через явища резонансу момент дорівнює нулю ще й на резонансній частоті. Область, яка лежить між кривими, називається областю розгону. Потрібно відзначити, що схема драйвера в значній мірі впливає на хід кривої момент-швидкість, але це питання буде розглянуто нижче.
Розігнати!
Для того, щоб працювати на великій швидкості з області розгону (мал. 17), необхідно стартувати на низькій швидкості з області старту, а потім виконати розгін. При зупинці потрібно діяти в зворотному порядку: спочатку виконати гальмування, і тільки увійшовши в область старту можна припинити подачу керуючих імпульсів. У Інакше відбудеться втрата синхронності і положення ротора буде загублено. Використання розгону і гальмування дозволяє досягти значно великих швидкостей - в індустріальних застосуваннях використовуються швидкості до 10000 повних кроків на секунду. Необхідно відзначити, що безперервна робота крокової двигуна на високій швидкості не завжди допустима зважаючи нагріву ротора. Однак висока швидкість короткочасно може бути використана при здійсненні позиціонування. При розгоні двигун проходить ряд швидкостей, при цьому на однією з передач можна зіткнутися з неприємним явищем резонансу. Для нормального розгону бажано мати навантаження, момент інерції якої як мінімум дорівнює моменту інерції ротора. На ненавантаженому двигуні явище резонансу проявляється найбільш сильно. Детально методи боротьби з цим явищем будуть описані нижче.
При здійсненні розгону або гальмування важливо правильно вибрати закон зміни швидкості і максимальне прискорення. Прискорення повинно бути тим менше, чим вище інерційність навантаження. Критерій правильного вибору режиму розгону - це здійснення розгону до потрібної швидкості для конкретного навантаження за мінімальний час. На практиці найчастіше застосовують розгін і гальмування з постійним прискоренням. Реалізація закону, за яким буде проводиться прискорення або гальмування двигуна, зазвичай проводиться програмно керуючим мікроконтролером, так як саме мікроконтролер зазвичай є джерелом тактової частоти для драйвера крокової двигуна. Хоча раніше для цих цілей застосовувалися керовані напругою генератори або пограмміруемие подільники частоти. Для генерації тактовою частоти зручно використовувати апаратний таймер, який є в складі практично будь-якого мікроконтролера. Коли двигун обертається із постійною швидкістю, досить завантажити в таймер постійне значення періода повторення кроків (тривалість кроку). Якщо ж двигун розганяється або гальмується, цей період змінюється з кожним новим кроком. При розгоні або гальмуванні з постійним прискоренням частота повторення кроків повинна змінюватися лінійно, соответствено значення періоду, яке необхідно завантажувати в таймер, повинно змінюватися за гіперболічним законом. p> Для найбільш загального випадку потрібно знати залежність тривалості кроку від поточної швидкості. Кількість кроків, яке здійснює двигун при розгоні за час t дорівнює:
N = 1/2At2 + Vt,
де N - число кроків, t - Час, V - швидкість, виражена в кроках в одиницю часу, A - прискорення, виражене у кроках, ділених на час в квадраті.
Для одного кроку N = 1, тоді тривалість кроку
t1 = T = (-V + (V2 +2 A) 0.5)/A
У результаті здійснення кроку швидкість стає рівною
Vnew = (V2 +2 A) 0.5
Обчислення за наведеними формулами досить трудомісткі і вимагають значних витрат процесорного часу. У той же час, вони дозволяють змінювати значення прискорення в довільний момент. Розрахунки можна істотно спростити, якщо зажадати сталості прискорення під час розгону і гальмування. У цьому випадку можна записати залежність тривалості кроку від часу розгону: V = V0 + At, де V - поточна швидкість, V0 - початкова швидкість (мінімальна швидкість, з якою починається розгін), A - прискорення; 1/T = 1/T0 + At, де T - тривалість кроку, T0 - Початкова тривалість кроку, t - поточний час;
Звідки T = T0/(1 + T0At)
Обчислення за цією формулою здійснити значно простіше, проте для того, щоб поміняти значення прискорення, потрібно зупинити двигун.
Резонанс
кроковий двигун властивий небажаний ефект, званий резонансом. Ефект проявляється в вигляді раптового падіння моменту на деяких швидкостях. Це може призвести до пропуску кроків і втрати синхронності. Ефект проявляється в тому випадку, якщо частота кроків збігаються з власної резонансною частотою ротора двигуна. p> Коли двигун здійснює крок, ротор не відразу встановлюється в нову позицію, а робить затухаючі коливання. Справа в тому, що систему ротор - магнітне поле - ...
