1

Laboratorium „Sterowania mikromaszyn”, „MEMS i mikronapędy”

Badanie silnika skokowego reluktacyjnego

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.

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.

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

3. Wyznaczanie zależności częstotliwości granicznej f

g

=f(T

L

) oraz rozruchowej f

l

= f(T

L

) w warunkach

znamionowych (U

dc

=U

N

=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

>U

N

=15V oraz R

ad

≈1Ω) dla pracy silnika przy:

• Komutacji symetrycznej 1/4,
• Komutacji symetrycznej 1/2,
• Komutacji niesymetrycznej 3/8.

2

5. Wyznaczanie zależności częstotliwości nawrotu f

n

=f(T

L

) w warunkach znamionowych (U

dc

=U

N

=12V)

dla pracy silnika przy:

• Komutacji symetrycznej 1/4,
• Komutacji symetrycznej 1/2,
• Komutacji niesymetrycznej 3/8.

6. Obserwacja przebiegów czasowych prądu i napięcia.

7. Opracowanie wyników.

Obliczanie momentu obciążenia:

mgr

r

F

T

L

=

×

=

gdzie:

r= 0.1m,

m – masa obciążników [kg],

g – przyspieszenie ziemskie [m/s

2

].

Parametry znamionowe czteropasmowego silnika skokowego EDS20:

napięcie znamionowe U

N

=15V, prąd znamionowy I

Nph

=3.7A, pobór mocy P

inN

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.