instalacje152

7. ZASTOSOWANIA SILNIKÓW SKOKOWYCH 184

dów sterowania z silnikami skokowymi o znacznie lepszych właściwościach dynamicznych niż w przypadku układu otwartego [130; 133; 137; 141].

Właściwości dynamiczne silnika skokowego w układzie otwartym są gorsze niż w przypadku napędów z silnikami prądu stałego i indukcyjnymi. Dlatego trzeba brać pod uwagę jego pracę w układzie zamkniętym, w którym jego właściwości dynamiczne są porównywalne z właściwościami serwonapędów prądu stałego i asynchronicznych prądu przemiennego.

W publikacji [144] wykazano, że zastosowanie w napędach urządzeń do obróbki metali silnika skokowego w układzie zamkniętym ma wiele zalet w stosunku do napędu prądu stałego i umożliwia zwiększenie momentu znamionowego napędu.

Jest znanych kilka możliwych wariantów zastosowania silników skokowych w układzie ze sprzężeniem zwrotnym. Jednym z nich jest układ z przesuniętymi w fazie impulsami oscylatora w stosunku do impulsów silnika skokowego [141]. Schemat blokowy układu przedstawiono na rys. 7.4,

Sprzężenie zwrotne impulsowe

Rys, 7.4. UklaU zamknięty sterowania silnika skokowego z prędkośetowym sprzężeniem zwrotnym, z zastosowaniem przesunięcia fazowego

Działanie układu jest następujące. Gdy ciąg impulsów jest przekazany do silnika skokowego, wówczas impulsy sprzężenia zwrotnego są porównywane w komparatorze fazy z impulsami z oscylatora. Dzięki temu oscylator jest sterowany w ten sposób, źc jego sygnał wyjściowy jest przesunięty w fazie w stosunku do impulsów silnika, przy czym nie może to spowodować opuszczania skoków.

Po osiągnięciu przez silnik swojej końcowej prędkości układ regulacji prędkości powoduje odłączenie sprzężenia zwrotnego od oscylatora i silnik pracuje ze stałą częstotliwością wejściową.

Zaletą tego układu jest jego przydatność w urządzeniach ze sterowaniem numerycznym, gdyż silnik skokowy jest typowym siłownikiem cyfrowym.

Porównując rozpatrywany układ z serwonapędem prądu stałego można stwierdzić, że dokładność tego ostatniego jest określona przez czułość i przesunięcie fazowe pętłi sprzężenia zwrotnego, natomiast w przypadku silnika skokowego położenie końcowe wirnika może być określone z dokładnością ok. 3% przyrostu wartości skoku [141],

Silnik skokowy w układzie zamkniętym nie wymaga specjalnego hamowania mechanicznego, gdyż ma on z reguły rozwiązany problem tłumienia.

Prąd rozruchowy w silniku skokowym jest prawie taki sam jak prąd w stanie ustalonym, natomiast w serwonapędzie prądu stałego ma on dużą wartość. Straty mocy w obu przypadkach są porównywalne. Moment jednostkowy silnika wykonawczego prądu stałego ma na ogół wartość od 28 do 70mN*m/A, natomiast silnika skokowego — od 280 do 1120mN-m/A [141].

Jednakże — z powodu stosunkowo dużej indukcyjności silnika skokowego, która wynosi na ogół 10-^-80 mH (w porównaniu z L — 0,1 -r- lmH w przypadku silnika prądu stałego) — w układzie silnika skokowego musi być włączona szeregowo duża rezystancja w celu zapewnienia porównywalności stałych czasowych w obu przypadkach.

inne rozwiązanie układu do sterowania silnika skokowego ze sprzężeniem zwrotnym prędkościowym i położeniowym, zaproponowane w pracy [133], przedstawiono na rys. 7.5.

Rys. 7.5. Układ zamknięty sterowania silnika skokowego ze sprzężeniem zwrotnym prędkościowym i położeniowym