зується номінальна робоча напруга обмоток. Тому найпростіший спосіб живлення обмоток - це використання джерела постійної напруги. У цьому випадку струм обмежений провідникові обмоток і напругою джерела живлення (рис. 20а), тому такий спосіб харчування називають L/R-харчуванням. Струм в обмотці наростає за експоненціальним законом зі швидкістю, обумовленою індуктивністю, активним опором обмотки і прикладеною напругою. При підвищенні частоти струм не досягає номінального значення і момент падає. Тому такий спосіб харчування придатний тільки при роботі на малих швидкостях і використовується на практиці тільки для малопотужних двигунів.
В
Рис. 20. Харчування обмотки номінальною напругою (а) і використання обмежувального резистора (Б). br/>
При роботі на великих швидкостях потрібно збільшувати швидкість наростання струму в обмотках, що можливо шляхом підвищення напруги джерела живлення. При цьому максимальний струм обмотки повинен бути обмежений за допомогою додаткового резистора. Наприклад, якщо використовується напруга харчування в 5 разів більшу номінального, то потрібно такий додатковий резистор, щоб загальний опір склало 5R, де R - омічний опір обмотки (L/5R-пітаніе). Цей спосіб харчування забезпечує більш швидке наростання струму і як наслідок, більший момент (Рис. 20б). Однак він має істотний недолік: на резистори розсіюється додаткова потужність. Великі габарити потужних резисторів, необхідність відводу тепла і підвищена необхідна потужність джерела живлення - все це робить такий метод неефективним і обмежує область його застосування невеликими двигунами потужністю 1 - 2 вати. Потрібно сказати, що до початку 80-х років минулого століття параметри крокових двигунів, що приводяться виробниками, ставилися саме до такого способу харчування. Ще більш швидке наростання струму можна отримати, якщо використовувати для живлення двигуна генератор струму. Наростання струму відбуватиметься лінійно, це дозволить швидше досягати номінального значення струму. Тим більше, що пара потужних резисторів може коштувати дорожче, ніж пара потужних транзисторів разом з радіаторами. Але, як і в попередньому випадку, генератор струму буде розсіювати додаткову потужність, що робить цю схему живлення неефективною. Існує ще одне рішення, забезпечує високу швидкість наростання струми і низьку потужність втрат. Засноване воно на застосуванні двох джерел живлення. br/>В
Рис. 21. Харчування обмотки двигуна ступінчастим напругою. br/>
На початку кожного кроку короткочасно обмотки підключаються до більш високовольтного джерела, який забезпечує швидке наростання струму (рис. 21). Потім напруга живлення обмоток зменшується (момент часу t1 на рис. 21). Недоліком цього методу є необхідність двох ключів, двох джерел живлення і більш складною схеми управління. У системі, де такі джерела вже є, метод може виявитися досить дешевшим. Ще однією трудністю є неможливість визначення моменту часу t1 для загального випадку. Для двигуна з меншою індуктивністю обмоток швидкість наростання струму вище і при фіксованому t1 середній струм може виявитися вище номінального, що загрожує перегрівом двигуна. Ще одним методом стабілізації струму в обмотках двигуна є ключове (Широтно-імпульсна) регулювання. Сучасні драйвери крокових двигунів використовують саме цей метод. Ключовий стабілізатор забезпечує високу швидкість наростання струму в обмотках разом з простотою його регулювання та дуже низькими втратами. Ще однією перевагою схеми з ключовою стабілізацією струму є і те, що вона підтримує момент двигуна постійним, незалежно від коливань напруги живлення. Це дозволяє використовувати прості і дешеві нестабілізовані джерела живлення. p> Для забезпечення високої швидкості наростання струму використовують напругу джерела живлення, у декілька разів перевищує номінальну. Шляхом регулювання шпаруватості імпульсів, середня напруга і струм підтримуються на номінальному для обмотки рівні. Підтримання виробляється в результаті дії зворотного зв'язку. Послідовно з обмоткою включається резистор - датчик струму R (рис. 22а). Падіння напруги на цьому резистори пропорційно току в обмотці. Коли струм досягає встановленого значення, ключ вимикається, що призводить до падіння струму. Коли струм спадає до нижнього порогу, ключ знову включається. Цей процес повторюється періодично, підтримуючи середнє значення струму постійним.
В
Рис. 22. Різні схеми ключовою стабілізації струму. br/>
Керуючи величиною Uref можна регулювати струм фази, наприклад, збільшувати його при розгоні і гальмуванні і знижувати при роботі на постійній швидкості. Можна також задавати його за допомогою ЦАП у формі синусоїди, реалізуючи таким чином мікрошаговий режим. Такий спосіб управління ключовим транзистором забезпечує постійну величину пульсацій струму в обмотці, яка визначається гістерезисом компаратора. Однак частота перемикань залежатиме від швидкості зміни струму в обмотці, зокрема, від її індуктивності і від напруги...
