Обмотки двигателя обладают свойством, называемым индуктивностью, которое представляет собой сопротивление любому изменению электрического тока, проходящего через обмотку. Результатом индуктивности является выработка обратной ЭДС чтобы противостоять изменению тока.
Где:
Eb = обратная ЭДС (Вольт)
L = индуктивность (Гн, или Ом-с)
dI/dt = скорость изменения тока
Обратите внимание, что величина dI/dt выражается как частота, умноженная на ток (ω x I). Значение частоты задается с помощью:
Где:
ω = частота (рад/с)
S = частота вращения двигателя (об/мин)
N = количество магнитных циклов на оборот вала
Обмотки также оказывают сопротивление протекающему в них току. Это сопротивление пропорционально квадрату числа витков в обмотке. Согласно закону Ома, напряжение равно току, умноженному на сопротивление: V = I x R. Закон Ома, выраженный в терминах сопротивления, показывает:
Где:
R = сопротивление (Ом)
V = напряжение (вольты)
I = ток (ампер)
Хотя сопротивление и индуктивность имеют схожие свойства, сопротивление определяет максимальный ток в обмотке, тогда как индуктивность определяет максимальную скорость изменения тока в обмотке.
Таким образом, электрическая постоянная времени это время, за которое ток в обмотке достигает 63 процентов от своего номинального значения. Постоянная времени, находится путем деления индуктивности на сопротивление.
Где:
te= электрическая постоянная времени (ы)
Q: Почему электрическая постоянная времени составляет 63 процента от максимального номинального тока (а не, скажем, 50 процентов или 85 процентов)?
A: Потому что постоянная времени системы — это время, которое требуется системе на отклик на ступенчатое воздействие (время на рост результирующего выходного сигнала, когда входные данные очень быстро меняются с нуля на единицу), чтобы достичь 1-1/e от его конечной величины. Значение 1 – 1/e равно 0,632, или приблизительно 63 процента.
Обычно желательна меньшая постоянная времени, поскольку это означает, что ток быстрее поступает в обмотки. Это позволяет двигателю достичь своего номинального крутящего момента до переключения тока на следующую фазу. Когда частота вращения двигателя высока (высокая шаговая частота), обмотке не хватает времени для получения тока, достаточного для создания номинального крутящего момента.
Есть два способа добиться высокой скорости от шагового двигателя: увеличить скорость протекания тока или уменьшить постоянную времени, сохраняя индуктивность низкой. Первый вариант, увеличивающий скорость протекания тока, требует увеличения напряжения на двигателе. Хотя шаговые двигатели могут работать при напряжении выше номинального, более высокое напряжение также означает более высокий максимальный ток, что может привести к перегреву двигателя или размагничиванию ротора. В этом решении должна быть использована некоторая форма ограничения тока.
Второе решение — использующее двигатель с низкой индуктивностью (и, следовательно, с меньшей постоянной времени), зависит от выбора двигателя. Однако низкая индуктивнсть означает более высокий ток, и потребуется шаговый привод с более высоким номинальным током — и, следовательно, более высокой стоимостью.
Свежие комментарии