Число фаз и его характеристики шагового двигателя
Двухфазный и трехфазный шаговый двигатель взят в качестве примера, чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между числом фаз и характеристиками шагового двигателя. Комплексный обзор количества фаз и характеристик:
Высокое разрешение
Согласно уравнению θs = 180 ° / PNr, угол шага равен 180 / PNr, поэтому, чем больше число фаз P, тем выше угловое разрешение. Увеличение разрешения может улучшить точность управления позиционированием, улучшить низкоскоростное отклонение от ступени, сделать возможным многофазное управление и улучшить демпфирование (улучшить характеристики торможения, уменьшить перерегулирование и время торможения при останове). Подробности в разделе «Технология привода».
Низкая вибрация
Как показано на рисунке ниже, показаны колебания крутящего момента двухфазного и трехфазного шаговых двигателей. Чем больше число фаз, тем больше мала относительная погрешность между значением крутящего момента Tg пересечения и максимальным статическим крутящим моментом Th кривой динамического крутящего момента коммутирующей двухфазной обмотки. Tg - нижний предел крутящего момента двигателя, а (Th-Tg) / Th - относительная погрешность пульсации крутящего момента. Чем больше число фаз, тем меньше значение, что является более выгодным для снижения вибрации. То есть, чем больше число фаз, тем меньше амплитуда пульсации крутящего момента, создаваемого двигателем, и чем выше частота, тем меньше генерируемая вибрация.
Высокоскоростной
Преимуществом многофазного шагового двигателя является его высокая скорость отклика. Шаговый двигатель является синхронным двигателем, а частота тока обмотки пропорциональна скорости вращения ротора. Если двигатель работает на высокой скорости, угловая частота тока обмотки увеличивается, так что реактивное сопротивление ωL, генерируемое индуктивностью L обмотки, увеличивается, тем самым уменьшая ток и вызывая падение крутящего момента.
Когда шаговый двигатель приводится в движение тысячами импульсов в секунду, импеданс Z обмотки двигателя значительно увеличивает реактивное сопротивление ωL по сравнению с сопротивлением постоянного тока. Когда двигатель работает на высокой скорости, если напряжение V постоянно, то ток фазы двигателя равен V / ωL. Механическая угловая скорость ωm равна ω = Nrωm, а ток обратно пропорционален Nr для двигателя с такой же механической угловой скоростью.
Согласно формуле θs = 180 ° / PNr, когда две фазы Nr = 50, угол шага составляет 1,8 °; когда пятифазный Nr = 20, угол шага составляет 1,8 °. Когда два шаговых двигателя вращаются с одинаковой скоростью на высокой скорости, ток пятифазной обмотки в 2,5 раза больше, чем у двух фаз. Поскольку ток мал, крутящий момент мал, поэтому крутящий момент пяти фаз больше, чем крутящий момент двух фаз.