السائر المحركات

المحرك السائر هو جهاز كهروميكانيكي يحول الإشارات الكهربائية إلى حركات زاوية منفصلة للعمود. يسمح استخدام محركات السائر لهيئات العمل في الماكينات بأداء حركات محددة الجرعات من خلال تثبيت موضعها في نهاية الحركة.

المحركات السائر هي مشغلات توفر حركات زاوية ثابتة (خطوات). أي تغيير في زاوية الدوار هو استجابة محرك السائر لنبض الإدخال.

يتم دمج محرك السائر الكهربائي المنفصل بشكل طبيعي مع أجهزة التحكم الرقمية ، مما يسمح باستخدامه بنجاح في آلات قطع المعادن التي يتم التحكم فيها رقميًا ، وفي الروبوتات الصناعية والمتلاعبين ، وفي آليات الساعة.

يمكن أيضًا تنفيذ محرك كهربائي منفصل باستخدام سلسلة محركات كهربائية غير متزامنة، والتي يمكن أن تعمل في وضع الخطوة بسبب التحكم الخاص.

تُستخدم المحركات السائر في المحركات الكهربائية بطاقة تتراوح من جزء صغير من واط إلى عدة كيلووات.يمكن تحقيق امتداد لمقياس الطاقة لمحرك كهربائي منفصل باستخدام سلسلة من المحركات الكهربائية غير المتزامنة ، والتي يمكن ، بسبب التحكم المناسب ، أن تعمل في وضع الخطوة.

مبدأ تشغيل محركات السائر بجميع أنواعها على النحو التالي. بمساعدة مفتاح إلكتروني ، يتم إنشاء نبضات الجهد ، والتي يتم تغذيتها بملفات التحكم الموجودة على الجزء الثابت للمحرك السائر.

اعتمادًا على تسلسل إثارة ملفات التحكم ، يحدث تغيير منفصل أو آخر في المجال المغناطيسي في فجوة تشغيل المحرك. مع الإزاحة الزاوية لمحور المجال المغناطيسي لملفات التحكم الخاصة بالمحرك السائر ، يدور دواره بشكل منفصل متتبعًا المجال المغناطيسي. يتم تحديد قانون دوران الجزء المتحرك من خلال التسلسل ودورة العمل وتكرار نبضات التحكم ، بالإضافة إلى معلمات النوع والتصميم لمحرك السائر.

سيتم النظر في مبدأ تشغيل محرك متدرج (الحصول على حركة منفصلة للعضو الدوار) باستخدام مثال لأبسط دائرة لمحرك متدرج ثنائي الطور (الشكل 1).

أرز. 1. رسم تخطيطي مبسط لمحرك متدرج مع دوار نشط

يحتوي محرك السائر على زوجين من أعمدة الجزء الثابت المحددة بوضوح حيث توجد ملفات الإثارة (التحكم): الملف 3 مع المحطات 1H - 1K والملف 2 مع المحطات 2H - 2K. يتكون كل ملف من جزأين يقعان في أقطاب متقابلة للجزء الثابت 1 SM.

الدوار في المخطط المدروس هو مغناطيس دائم ثنائي القطب.يتم تشغيل الملفات بواسطة نبضات من جهاز تحكم يقوم بتحويل تسلسل أحادي القناة لنبضات التحكم في الإدخال إلى واحد متعدد القنوات (وفقًا لعدد مراحل محرك السائر).

ضع في اعتبارك تشغيل محرك متدرج ، بافتراض أنه في اللحظة الأولى يتم تطبيق الجهد على الملف 3. سيؤدي التيار في هذا الملف إلى جذب القطبين الموجودين عموديًا N و 8. نتيجة لتفاعل المجال المغناطيسي مع الثابت مغناطيس الجزء المتحرك ، سيشغل الأخير موضع توازن يكون فيه محاور الجزء الثابت والمجال المغناطيسي الدوار متماثلين.

سيكون الموضع مستقرًا لأن هناك لحظة مزامنة تعمل على الجزء المتحرك والتي تميل إلى إعادة الدوار إلى موضع التوازن: M = Mmax x sinα ،

حيث M. max - أقصى لحظة ، α - الزاوية بين محاور الجزء الثابت والمجال المغناطيسي الدوار.

عندما تقوم وحدة التحكم بتبديل الجهد من الملف 3 إلى الملف 2 ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي بأقطاب أفقية ، أي يقوم المجال المغناطيسي للجزء الثابت بعمل دوران منفصل بربع محيط الجزء الثابت. في هذه الحالة ، ستظهر زاوية تباعد بين محاور الجزء الثابت والدوار α = 90 درجة وسيعمل الحد الأقصى لعزم الدوران Mmax على الدوار. سوف يدور الدوار بزاوية α = 90 درجة ويتخذ وضعًا جديدًا مستقرًا. وهكذا ، بعد الحركة التدريجية للحقل الثابت ، يتحرك دوار المحرك خطوة بخطوة.

الوضع الرئيسي لتشغيل محرك السائر ديناميكي. تم تصميم محركات السائر ، على عكس المحركات المتزامنة ، للدخول في التزامن من حالة التوقف التام والكبح الكهربائي القسري.بفضل هذا ، يوفر محرك السائر الكهربائي البدء والإيقاف والعكس والانتقال من تردد واحد لنبضات التحكم إلى آخر.

يتم تشغيل محرك السائر عن طريق زيادة مفاجئة أو تدريجية في تردد إشارة الإدخال من الصفر إلى التشغيل ، ويتم التوقف عن طريق خفض الصفر ، والعكس هو عن طريق تغيير تسلسل تبديل لفات محرك السائر.

تتميز محركات السائر بالمعلمات التالية: عدد المراحل (ملفات التحكم) ونظام التوصيل الخاص بها ، ونوع محرك السائر (مع دوار نشط أو سلبي) ، وخطوة دوار واحدة (زاوية دوران الدوار بنبضة واحدة ) ، جهد إمداد الطاقة الاسمي ، أقصى لحظة زمنية ثابتة ، عزم الدوران المقنن ، عزم الدوران من القصور الذاتي ، تردد التسارع.

المحركات السائر هي أحادية الطور وثنائية الطور ومتعددة الأطوار مع دوار نشط أو سلبي. يتم التحكم في محرك السائر بواسطة وحدة تحكم إلكترونية. يظهر مثال على مخطط التحكم في السائر في الشكل 2.

أرز. 2. مخطط وظيفي لمحرك كهربائي بمحرك متدرج مفتوح الحلقة

يتم توفير إشارة تحكم على شكل نبضات جهد لإدخال الكتلة 1 ، والتي تحول تسلسل النبضات ، على سبيل المثال ، إلى نظام رباعي الطور من النبضات أحادية القطب (وفقًا لعدد مراحل محرك السائر) .

تولد الكتلة 2 هذه النبضات فيما يتعلق بالمدة والسعة اللازمتين للتشغيل العادي للمفتاح 3 ، إلى مخرجاتها التي يتم توصيل لفات المحرك السائر 4. يتم تشغيل المفتاح والكتل الأخرى بواسطة مصدر تيار مباشر 5.

مع زيادة متطلبات جودة محرك الأقراص المنفصل ، يتم استخدام دائرة مغلقة لمحرك كهربائي متدرج (الشكل 3) ، والتي ، بالإضافة إلى محرك السائر ، تتضمن محول P ، ومبدل K ، ومستشعر خطوة DSh. في مثل هذا المحرك المنفصل ، يتم تغذية معلومات حول الموضع الفعلي لعمود آلية العمل RM وسرعة محرك السائر إلى إدخال المنظم التلقائي ، والذي يوفر الطبيعة المحددة لحركة محرك الأقراص.

أرز. 3. مخطط وظيفي لمحرك الأقراص المنفصل ذو الحلقة المغلقة

تستخدم أنظمة القيادة المنفصلة الحديثة عناصر التحكم في المعالجات الدقيقة. يتوسع نطاق تطبيقات محركات السائر باستمرار. يعد استخدامها واعدًا في آلات اللحام ، وأجهزة المزامنة ، وآليات الشريط والتسجيل ، وأنظمة التحكم في إمداد الوقود لمحركات الاحتراق الداخلي.

مزايا محركات السائر:

• دقة عالية ، حتى مع بنية الحلقة المفتوحة ، أي بدون مستشعر زاوية التوجيه

• التكامل الأصلي مع تطبيقات الإدارة الرقمية ؛

• نقص المفاتيح الميكانيكية التي تسبب غالبًا مشاكل مع أنواع المحركات الأخرى.

عيوب السائر المحركات:

• عزم دوران منخفض ، ولكن مقارنة بمحركات القيادة المستمرة ؛

• سرعة محدودة

• مستوى عالي من الاهتزاز بسبب الحركة المتشنجة ؛

• أخطاء وتذبذبات كبيرة مع فقدان النبضات في أنظمة الحلقة المفتوحة.

تفوق مزايا المحركات السائر عيوبها بكثير ، لذلك يتم استخدامها غالبًا في الحالات التي تكون فيها الطاقة الصغيرة لأجهزة القيادة كافية.

تستخدم المقالة مواد من كتاب Daineko V.A.، Kovalinsky A.I. المعدات الكهربائية للمؤسسات الزراعية.