Krokové motory

Novšie sa tento pojem používa krokový motor bol známy iba úzkemu okruhu elektrotechnikov. Teraz majú krokové motory čestné právo byť povolaný iba svojimi „iniciálami“ - SD dôkaz o rozšírenom použití elektrických strojov tohto typu.

Predstavivosť nedobrovoľne podnecuje obraz krokového elektrického stroja s končatinami. Nie, nejde o robota, aj keď krokový motor dokáže ovládať jeden zo svojich kĺbov. Samotné auto je veľmi jednoduché. Krokový motor môže byť znázornený vo forme niekoľkých elektromagnetov s impulznými vinutiami na pevnej časti (stator) a kotvou, ktorá sa pri prepínaní vinutí otáča alebo sa pohybuje postupne. Pochopiť ako funguje krokový motor, nezabudnite na princíp činnosti iných elektrických strojov, napríklad synchrónnych.

Na statore sú dve alebo tri vinutia. Prúdia ich hladko sa meniacimi sínusovými prúdmi. Spolu s prúdom pulzuje elektromagnetické pole pulzované každým vinutím. Prúdy vo vinutí nestúpajú a neklesajú súčasne, ale s presne definovaným časovým oneskorením; vinutia samotné sa navzájom posúvajú a zaberajú rovnomerne sa meniace časti valcovej plochy.

Z tohto dôvodu tvoria dve alebo tri pulzujúce poľné vlny (podľa počtu vinutí) jednu pohybujúcu sa vlnu. Pre každý cyklus úplnej zmeny prúdu vo vinutiach vedie výsledná vlna okolo celého valcového povrchu otvoru statora alebo jeho časti. Pole sa rovnomerne točí a nesie rotor spolu s ním. Prúdy vo vinutí sa menia plynulo, takže pole v pracovnej medzere a rotor sa neustále otáčajú. Pohyb sa skladá z mnohých nekonečne malých posunov.

A ak v určitom okamihu zastavíte zmenu prúdov, zastavte ich na dosiahnutej úrovni, ktoré, podobne ako v kine, nejaký čas vykazujú rovnaký rámec? Vlna jazdného poľa spolu s prúdmi vo vinutiach v určitej polohe zamrzne a tým sa rotor zastaví. Zmeňte skupinu rámcov a znova zastavte posledný, rotor otočí o určitý uhol a znova zamrzne.

Opakujte to znova a znova. Auto poslušne kráčalo po schodoch. Ukázalo sa, že je veľmi jednoduché meniť prúdy vo vinutiach s veľkými alebo malými skokmi a zmraziť proces na ktoromkoľvek snímke. Postačuje aplikovať kroky pravouhlých impulzov na vinutia namiesto neustále sa meniacich napätí. Každý impulz je krokom a podľa potreby sa môže oneskoriť až do nekonečna, to znamená zastaviť proces a zablokovať rotor. Kým sa impulzy striedajú pomaly, motor výrazne postupuje.

Naše oko dokáže rozlíšiť niekoľko desiatok krokov za sekundu. Rámy však blikali: sto, dvesto, tisíc, niekoľko desiatok tisíc krokov za sekundu. Nielen naše oči, ale aj citlivé nástroje už nerozlišujú kroky, ale jednoducho vidia rotáciu.

Krokový motor beží, ako predtým, aj keď sa trochu kvíja, pretože v okamihu prijatia ďalšieho príkazu je potrebný každý ďalší krok, a tento okamih nemusí byť najvhodnejší. Vnútorný automatizmus pohybov je zničený a nahradený slepou poslušnosťou tímu. Ale v každom okamihu, v ktoromkoľvek kroku, môžeme objednať: „Zmraziť!“. Rotor sa bude otáčať a zamrzať presne v označenej polohe.

Pokúste sa ho násilne pohnúť, keď nenájdete tím. Rozhodne odolá, a ak je motor slušne postavený, nebudete ho brať holými rukami. Elektromagnetické pole sa nechce rozdeľovať s rotorom, či už v pohybe alebo v pokoji. Je to to, čo ho drží v jeho húževnatom objatí a núti ho opakovať všetky svoje krokové pohyby.

Mimochodom „šitie“ jednotlivých krokov, a ak chcete, elementárnych cyklov alebo cyklov pohybu do nekonečnej sekvencie, ktorú vnímame ako kontinuálnu rotáciu s mierne viditeľnými pulzáciami rýchlosti, sa vyskytuje v stroji s jednosmerným prúdom rovnakým spôsobom ako v spaľovacom motore. Iba tam, úloha neúnavných operátorov nie sú kefy, ale elektrické sviečky.

Polia sa stupňujú, pretože elektronické kľúče sa otvárajú zvonka pomocou príkazov, ktoré zakazujú prístup prúdu k vinutiu. Krokový motor je poháňaný elektronickým mozgom a jeho schopnosti sa stávajú výnimočnými, niekedy nesmierne.

Schéma jednofázového krokového motora so symetrickým magnetickým systémom pre hodinky, pulty a priemyselné automatizačné zariadenia.

Krokový motor CNC

Moderná technológia je nemysliteľná bez frézovania, sústruženia, EDM a mnohých ďalších digitálne riadených strojov. Väčšina z nich pracuje vďaka krokovým motorom.

Krokové motory usadené v riadiacich mechanizmoch valcovní, lisov a iných hutníckych strojov sa stali jedným z najbežnejších prvkov automatizácie, práce v elektrických hodinách, časovačoch a počítadlách, na lodiach, lietadlách a umelých satelitoch Zeme - všade, kde sa vyžaduje rýchla, presná a spoľahlivá naplnenie vôle človeka.

S rozširovaním pracovných profesií krokového motora vznikol nezávislý rozvinutý smer - diskrétny elektrický pohon s krokovými motormi, Jeho pôvod boli vedci a inžinieri problematického laboratória elektromechaniky MPEI.

Krokový motor získal prvé víťazstvo v roku 1957, keď bol na svetovej výstave v Bruseli vystavený prvý sovietsky digitálne riadený frézovací stroj, na ktorom boli predstavené rôzne zaujímavé výstavné stánky. Táto výstava získala veľkú zlatú medailu a otvorila novú stránku obrábacích strojov.

Boris Ivobotenko, doktor technických vied