Trinnmotorer

Mer nylig ble begrepet trinnmotor var bare kjent for en smal krets av elektriske ingeniører. Nå har trinnmotorer fått den ærefulle retten til å bli kalt bare av deres "initialer" - SD-bevis for den utbredte bruken av elektriske maskiner av denne typen.

Fantasi ber uvillig om bildet av en trinnende elektrisk maskin med lemmer. Nei, dette er ikke en robot, selv om en trinnmotor kan kontrollere et av leddene. Selve bilen er veldig enkel. En trinnmotor kan være representert i form av flere elektromagneter med pulsviklinger på en fast del (stator) og en anker, som, når du svinger viklingene, roterer eller beveger seg gradvis. For å forstå hvordan en stepper motor fungerer, husk prinsippet om drift av andre elektriske maskiner, for eksempel synkron.

Det er to eller tre viklinger på statoren. De blir strømmet rundt av glatt forandrede sinusformede strømmer. Sammen med strømmen pulserer det elektromagnetiske feltet av hver vikling. Strømmene i viklingene stiger ikke og faller samtidig, men med en strengt definert tidsforsinkelse; selve viklingene forskyves i forhold til hverandre og opptar jevnt vekslende seksjoner av den sylindriske overflaten.

På grunn av dette danner to eller tre pulserende feltbølger (i henhold til antall viklinger) en bevegelsesbølge. For hver syklus med fullstendig endring av strøm i viklingene, løper den resulterende bølgen rundt hele den sylindriske overflaten til statorboringen eller deler av den. Feltet roterer jevnt og fører rotoren sammen. Strømmene i viklingene endres kontinuerlig, så feltet i arbeidsgapet og rotoren roterer kontinuerlig. Bevegelsen består av mange uendelig små forskyvninger.

Og hvis du på et tidspunkt stopper strømmen i å forandre, fryser du dem på oppnådd nivå, uansett, som, som på kino, viser den samme rammen i noen tid? Sammen med strømningene i viklingene vil bølgen i det bevegelige feltet fryse i en eller annen stilling, og med det stopper rotoren. La oss endre gruppen med rammer og stoppe den siste igjen, rotoren vil vri en viss vinkel og fryse igjen.

Gjenta dette igjen og igjen. Bilen gikk lydig i trinn. Det viste seg å være veldig enkelt å skifte strøm i viklinger med store eller små hopp, og fryse prosessen på hvilken som helst ramme. Det er nok å påføre trinn med rektangulære pulser på viklingene i stedet for kontinuerlig å skifte spenning. Hver impuls er et trinn, og den kan om ønsket bli forsinket til uendelig, det vil si, stopp prosessen og låse rotoren. Mens pulsen veksler sakte, går motoren tydelig.

Øyet vårt er i stand til å skille flere titalls trinn per sekund. Men rammene blinket: hundre, to hundre, tusen, flere titusenvis av trinn i sekundet. Ikke bare øynene våre, men også sensitive instrumenter skiller ikke lenger trinn, men ser bare rotasjon.

Trinnmotoren kjører som før, selv om den svinger litt, fordi den tar hvert neste trinn strengt når ankomst til neste kommando, og dette øyeblikket er kanskje ikke det mest praktiske. Bevegelsens interne automatisering blir ødelagt og erstattet av blind lydighet mot teamet. Men når som helst, når som helst, kan vi bestille: "Frys!". Rotoren vil svinge og fryse nøyaktig i angitt stilling.

Prøv å flytte ham med makt når det ikke er noe lag. Han vil motstå resolutt, og hvis motoren er anstendig, vil du ikke ta den med bare hender. Det elektromagnetiske feltet vil ikke skille seg fra rotoren, verken i bevegelse eller i ro. Det er det som holder ham i sin iherdige omfavnelse og får ham til å gjenta alle sine trinnbevegelser.

Forresten, "sying" av individuelle trinn, og hvis du vil, av elementære sykluser eller bevegelsessykluser til en uendelig sekvens, som vi oppfatter som kontinuerlig rotasjon med litt merkbare pulsasjoner av hastighet, forekommer i en likestrømmaskin på samme måte som i en forbrenningsmotor. Bare der, rollen som utrettelige operatører er ikke børster, men elektriske lys.

Feltet trinn, fordi de elektroniske nøklene åpnes av kommandoer fra utsiden, da forbyr de tilgang til strøm til viklingene. Trinnmotoren drives av en elektronisk hjerne, og dens funksjoner blir eksepsjonelle, noen ganger umåtelige.

Skjematisk diagram over enfase trinnmotor med et symmetrisk magnetisk system for klokker, tellere og industriell automatiseringsenhet.

CNC trinnmotor

Moderne teknologi er utenkelig uten fresing, dreining, EDM og mange andre digitalt kontrollerte maskiner. De fleste av dem fungerer takket være trinnmotorer.

Trinnmotorer slo seg ned i kontrollmekanismene til valsemaskiner, presser og andre metallurgiske maskiner, ble et av de vanligste elementene innen automatisering, arbeid i elektriske klokker, tidtakere og skranker, på skip, fly og kunstige jord-satellitter - hvor raskt, nøyaktig og pålitelig er nødvendig oppfyllelse av menneskets vilje.

Med utvidelsen av arbeidsprofesjonene til trinnmotoren oppstod en uavhengig utviklet retning - diskret elektrisk stasjon med trinnmotorer. Opprinnelsen var forskere og ingeniører av det problematiske laboratoriet for elektromekanikk MPEI.

Trinnmotoren vant den første seieren i 1957, da verdens første sovjetiske digitalt kontrollerte fresemaskin ble stilt ut på verdensutstillingen i Brussel, hvor forskjellige interessante utstillingsstativer ble presentert. Denne utstillingen ble tildelt Big Gold Medal og åpnet en ny side i maskinverktøy.

Boris Ivobotenko, doktor i tekniske vitenskaper