1

Sterowanie silnika skokowego reluktancyjnego

Instrukcja do ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową silnika skokowego reluktancyjnego, sposobem
sterowania oraz wyznaczeniem jego charakterystyk dynamicznych. Silnik skokowy
rekuktancyjny z uwagi na swą budowę najczęściej zasilany jest unipolarnie. Najprostszym
sposobem jego sterowania jest sterowanie napięciowe. W takim przypadku napięcie zasilające
jest podawane na poszczególne pasma bez żadnych ograniczeń. Daje to dobre rezultaty w
zakresie stosunkowo małych częstotliwości pracy. Wraz ze wzrostem częstotliwości
taktowania prądy w poszczególnych nie osiągają już wartości ustalonych. Tym samym
prowadzi to ograniczenia wartości wytwarzanego momentu a w konsekwencji do zatrzymania
silnika. Jedną z metod zapobiegania temu problemowi jest stosowanie tzw. forsowanie
wzbudzenia. Polega ono na zwiększeniu wartości napięcia zasilającego przy jednoczesnym
dołączeniu dodatkowej rezystancji R

d

ograniczającej wartość prądu do wartości znamionowej.

Układ sterowania silnika zbudowano w oparciu o układ mikroprocesora 8-bitowego.
Umożliwia ona płyną zmianę częstotliwości podawanych impulsów, zmianę kierunku
wirowania oraz komutowanie uzwojeń w sekwencji 1/4, 1/2 i 3/8.

Parametry znamionowe czteropasmowego silnika skokowego EDS20:

napięcie znamionowe U

N

=15V,

prąd znamionowy I

Nph

=3.7A,

pobór mocy PinN =120 W,

skok znamionowy α

N

=3°,

moment znamionowy T

N

=4 Nm,

maksymalny moment synchronizujący T

Ns

=10 Nm,

moment rozruchowy T

l

=71 Nm,

moment bezwładności wirnika J=53300* 10

-7

kgm

2

,

rezystancja pasma R

ph

=3.95 Ω,

impedancja pasma Z

ph

=30.5 Ω,

częstotliwość graniczna f

g

=75 Hz.

2

W

Rd

Zasilacz

V

+

+

-

-

T1

T2

T3 T4

Ph1 Ph2 Ph3 Ph4

Mikroprocesorowy sterownik
silnika skokowego

Oscyloskop

cyfrowy

Rys. 1 Schemat pomiarowy do badania silnika skokowego reluktancyjnego

Program ćwiczenia:

1.

Zapoznanie się z budową, sposobem konfiguracji uzwojeń i danymi katalogowymi

silnika.

2.

Połączenie układu pomiarowego zgodnie ze schematem pomiarowym pokazanym na

rysunku 1.

3.

Wyznaczanie zależności częstotliwości granicznej f

g

=f(T

L

) oraz rozruchowej f

l

= f(T

L

)

przy (U

dc

=12V) dla pracy silnika przy:

•

Komutacji symetrycznej 1/4,

•

Komutacji symetrycznej 1/2,

•

Komutacji niesymetrycznej 3/8.

4.

Wyznaczanie zależności częstotliwości granicznej f

g

=f(T

L

) oraz rozruchowej f

l

= f(T

L

)

w warunkach forsowania wzbudzenia (U

dc

=15V oraz R

ad

≈

1

Ω

) dla pracy silnika przy:

•

Komutacji symetrycznej 1/4,

•

Komutacji symetrycznej 1/2,

•

Komutacji niesymetrycznej 3/8.

5.

Wyznaczanie zależności częstotliwości nawrotu f

n

=f(T

L

) przy (U

dc

=12V) dla pracy

silnika przy:

•

Komutacji symetrycznej 1/4,

•

Komutacji symetrycznej 1/2,

•

Komutacji niesymetrycznej 3/8

6.

Obserwacja przebiegów czasowych prądu i napięcia

3

7.

Obliczanie momentu obciążenia:

mgr

r

F

T

L

=

×

=

gdzie:

r = 0.1m,

m – masa obciążników [kg],

g – przyspieszenie ziemskie [m/s

2

].