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反应式步进电机的工作原理三相反应式步进电机的工作原理旋转:如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て这样经过A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。定子的各相激磁电流大小与相对应转子步进情况如本文图所示。此时,简化图,A相B相的节距θ0作步距角,转子每次电流各变化一次,每步进θ0/4,即已知步距角的四分之一。一般使用这种细分方法,可以使电流波形能够接近正弦波。此处增加细分步级的细分量,电流能近似正弦波,旋转转矩也能得到正弦波变化。2相步进电机的交链磁通与电流模型如下图所示。电流以角速度ω表示,A相比B相超前(π/2),电流公式如下所示:iA=IcosωtiB=Isinωt激磁磁通在A相与B相交链部分,考虑相位相差π/2,根据上图变成下式:ΦA=ΦcosθΦB=Φsinθ设A相转矩为TA,B相转矩为TB,2相微步进驱动时的转矩为T2,考虑 简单模型,令式(T1=NNrI(dΦ/dθ))中的N=1,Nr=l,则转矩公式如下所示:转子与定子的转动磁场同步,以负载角δ(如前文《PM型电机转矩的产生及负载角》及文《HB型电机的转矩与负载关系》的图中δ)转动,下式成立:θ=ωt-δ将上式3代入式式2,及θ=ωt-δ得下式:即T2为含ω的项消去,δ取一定值,能得到近似正弦波的转矩。如果不好理解,可以把线圈当三段导体,首尾两点相连就是三角形电路,三点相连的就是丫形电路。丫形电路存在三点交汇,三角形电路只有两点交汇,从这点也很好区分电路所属的类型,还可以看有无中性端点加以区别。有时因为很多电路需要,在电路启动时,就需要三角形和丫形电路相互转换使用,但有种情况却不能使用这种转换,那就是电路中存在电感或电容,就不能使用此转换模式,存在电容或电感的的电路,容易与电动机内部线圈形成串联谐振,电能不能等效转换。设用电流互感器测量变换器的原边电流,原边10A电流对应1V Ω的电阻来测量,但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W,这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以,要选用电流互感器,如所示。用电流检测互感器减小损耗当然,为了减少绕组电阻,我们把原边的匝数取为1匝,同时为了使电流降到一个比较低的水平,副边匝数应该比较多。如果副边匝数为N,由欧姆定律可得(10/N)R=1V,在电阻中消耗的功率为P=(1V)^2/R。 |
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