instalacje105

4. Teoria silnika skokowego

4.1. Stany pracy silnika skokowego

Istotne znaczenie mają następujące stany pracy silnika skokowego:

—    statyczny;

—    ąuasistatyczny;

—    ustalony;

—    dynamiczny (przejściowy).

W stanie statycznym, w uzwojeniach silnika skokowego występuje prąd stały, wytwarzając nieruchome pole magnetyczne. Na wirnik działa moment synchronizujący, który dąży do przywrócenia początkowego położenia równowagi, naruszonego po zadziałaniu momentu z zewnątrz.

Zależność statycznego momentu synchronizującego M_st w funkcji kąta 8 pomiędzy osią biegunów wirnika i pola stojana można przyjąć z wystarczającą dokładnością jako sinusoidalną (rys. 4.1).

Stan ąuasistatyczny występuje przy odpracowywaniu pojedynczych skoków (np. w urządzeniach przesuwu taśmy, start-stopowych itp.).

Rys. 4.1. Idealny przebieg momentu statycznego silnika skokowego a - wartość skoku; — moment statyczny; 0 - kąt między osiami biegunów wirnika i pola stoiana

W stanie quasistatycznym wirnik przed wykonaniem każdego następnego skoku powinien osiągnąć położenie nieruchome. Silnik przechodzi z jednego położenia ustalonego w drugie (0-0' na rys. 4.1).

Działania momentu synchronicznego i momentu bezwładności powodują w czasie wykonywania skoku oscylacje pokazane na rys. 4.2a.

Rys. 4.2. Oscylacje wirnika silnika skokowego w czasie wykonywania skoków: a) przy czasie przełączania zapewniającym całkowite wytłumienie kołysań, b) przy małej wartości stosunku TJT; c) przy dużej wartości TJT

Na rysunku T jest czasem jednego skoku (czasem trwania impulsu). Pokazane oscylacje są tłumione przez straty tarcia, histerezę i prądy wirowe. Jeżeli czas przełączenia z jednego skoku na drugi jest dostatecznie długi, to drgania tc zostają całkowicie wytłumione i skok następny zaczyna się od zerowych warunków początkowych.

Jeżeli częstotliwość skoków jest za duża lub zbyt małe tłumienie, to przebieg może być taki, jak na rys. 4.2b. Na tym rysunku podano przebieg odpowiadający małej wartości stosunku TJT, gdzie T_m jest elektromechaniczną stałą czasową, na rysunku 4.2c zaś — dużej wartości TJT. Przebieg pokazany na rys. 4.2c jest niebezpieczny w układach czytników, np. taśmy dziurkowanej, ponieważ każde cofnięcie wirnika (położenie a) może być odczytane jako niezależny impuls.