instalacje106

4. TEORIA SILNIKÓW SKOKOWYCH 94

Graniczna częstotliwość stanu quasistatycznego jest ograniczona przez czas zanikania oscylacji wirnika, które powstają przy przejściu z jednego położenia ustalonego w drugie. Sposoby tłumienia oscylacji będą rozpatrzone w p. 4,3.

W stanie ustalonym (przy pracy kinematycznej) silnik pracuje ze stałą częstotliwością impulsów sterujących, która jest większa od częstotliwości przy pracy ąuasistatyczncj.

Zasadniczym stanem pracy silnika skokowego jest stan dynamiczny {inieustalony). Stan ten zawiera: rozruch, hamowanie, nawrot, przejście od jednej częstotliwości do drugiej.

Charakterystyczną cechą silnika skokowego jest częstotliwościowa regulacja prędkości obrotowej w szerokich granicach. Przez zmianę częstotliwości możliwe jest też zatrzymanie w ustalonym położeniu, rozruch i nawrot.

Właściwości dynamiczne silnika skokowego określa kilka charakterystycznych pojęć: częstotliwość maksymalna rozruchu; częstotliwość graniczna i częstotliwość graniczna nawrotu. Ponadto istotne znaczenie mają: moment rozruchowy i maksymalny statyczny moment synchroniczny silnika skokowego.

Zgodnie z PN-87/E-01306 częstotliwość maksymalna rozruchu silnika skokowego jest to maksymalna częstotliwość impulsów zasilających silnik skokowy, przy której każdemu impulsowi odpowiada przesunięcie kątowe lub liniowe wirnika silnika o znamionową wartość skoku. Częstotliwość maksymalna rozruchu f_r zwiększa się ze wzrostem momentu synchronizującego, ze zmniejszeniem kąta skoku, a także ze zmniejszeniem momentu bezwładności i obciążenia. Polska norma nic odróżnia maksymalnej częstotliwości rozruchu przy biegu jałowym i pod obciążeniem, co można znaleźć w innych normach i w związku z tym w danych katalogowych różnych iinn.

Wartość częstotliwości maksymalnej rozruchu zawiera się zwykle w granicach i00000 Hz, przy czym najbardziej typową wartością jest ok. 500 Hz.

Częstotliwość graniczna f_lt silnika skokowego jest to największa częstotliwość impulsów zasilających silnik skokowy, przy której jeszcze każdemu kolejnemu impulsowi, przy płynnym zwiększeniu częstotliwości od zera, odpowiada przesunięcie kątowe (lub liniowe) wirnika o znamio« nową wartość skoku. Zachodzi nierówność f_g < f_t max. Częstotliwości

graniczne produkowanych na świecie silników skokowych mają bardzo szeroki zakres: od 75 Hz do 40 kHz.

Częstotliwość graniczna nawrotu f„ silnika skokowego jest to maksymalna częstotliwość impulsów zasilających silnik skokowy, przy której podczas zmiany kierunku obrotów (nawrotu) każdemu impulsowi odpowiada przesunięcie kątowe (lub liniowe) wirnika o znamionową wartość skoku. Zwykle zachodzi zależność /„ = (0,2 -^0,5)/,, _max.

Moment rozruchowy silnika skokowego jest to maksymalna wartość momentu obciążenia, przy której jest możliwy rozruch silnika skokowego bez utraty skoku.

Maksymalny statyczny moment synchroniczny silnika skokowego jest to maksymalna wartość statycznego momentu synchronicznego rozwijana przez silnik skokowy podczas jego ustalonej pracy, określana z przebiegu charakterystyki kątowej momentu.

Do objaśnienia charakterystycznych częstotliwości silnika skokowego zdefiniowanych powyżej mogą posłużyć charakterystyki mechaniczne M — f (/) silnika skokowego, przedstawione na rys. 4.3.

Obszar ograniczony osiami układu współrzędnych i krzywą B jest obszarem częstotliwości rozruchowych silnika, natomiast obszar za-

Rys. 4.3. Charakterystyki mechaniczne silnika skokowego

A — krzywa momentu pracy w funkcji częstotliwości; B — krzywa momentu rozruchowego w funkcji częstotliwości; f_g0 — częstotliwość graniczna przy biegu jałowym; /„ — częstotliwość graniczna (pod obciążeniem); f_r miU.₀ — maksymalna częstotliwość rozruchu (przy biegu jałowym); — maksymalna częstotliwość rozruchu (pod obciążeniem); f_r - częstotliwość rozruchu; /„ - częstotliwość pracy silnika; - moment pracy; M, — moment rozruchowy; Mi — moment obciążenia