18337 instalacje085

2. KONSTRUKCJA I WŁAŚCIWOŚCI SILNIKÓW SKOKOWYCH 52

gdzie x jest podziałką zębową. Jest to dobrze widoczne na rys. 2.24, przedstawiającym wycinek magnetowodu takiego hybrydowego silnika liniowego, który jest w stanie zapewnić małą wartość skoku. Rdzenie są rozmieszczone w ten sposób, że są przesunięte względem siebie o połowę szerokości żłobka bJ2.

Montaż biegnika wymaga wyjątkowo dużej precyzji. Ruch biegni-ka osiąga się dzięki łożyskom walcowym, lub bardziej elegancko — powietrznym. Szczelinę powietrzną wykonuje się o wartości <5 < b_ż/5.

Silnik wytwarza siłę wskutek przemiany energii pola magnetycznego w szczelinie powietrznej wzdłuż wykonanego skoku. Energia pola magnetycznego jest funkcją drogi. Siła wynosi

&Wm ₌ dR„,

ÓX,„ ÓX_m

(2.9)

gdzie dRJdx_in jest zmianą reluktancji (oporu magnetycznego) wzdłuż drogi.

Zakładając bipolarne sterowanie obu cewek biegnika rozpatrzmy pracę skokową silnika liniowego, posługując się rys. 2.23. Magnes trwały wytwarza strumień magnetyczny <t>₀. Jeżeli elektromagnes l będzie zasilany takim prądem, że wytworzony przezeń strumień składowy wyniesie <P_X — <J>₀/2, to wypadkowy strumień magnetyczny w szczelinie powietrznej pod biegunem / wyniesie 4>₀, a pod biegunem 2 będzie równy zeru. Biegnik pozostanie w tym położeniu nieruchomy, gdyż energia magnetyczna jest w tym położeniu minimalna.

Pragnąc wykonać jeden skok o Ax_m — b_±/2 w lewo, należy elektromagnes / wyłączyć, natomiast zasilić prądem elektromagnes 2. Wówczas strumień wypadkowy w biegunie 3 będzie równy zeru, a w biegunie 4 wyniesie d><> i aby mógł się zamknąć na drodze o najmniejszej reluktancji musi się biegnik przesunąć o bj2 — t/4, tak by biegun 4 ustawił się naprzeciwko zęba części nieruchomej. Jeżeli prąd w uzwojeniu elektromagnesu 2 będzie miał zwrot przeciwny, to biegnik przemieści się o jeden skok Ax_m — bJ2 — r/4 w prawo.

Pokazany na rysunku 2.22c liniowy silnik skokowy jest znany jako elektrodynamiczny silnik skokowy [12]. Pomiędzy dwoma uzębionymi biegunami znajduje się biegnik wykonany ze szkła, który ma po obu stronach przewody w kształcie meandrów. Po odpowiednim zasileniu pasm uzwojenia impulsami prądowymi ze sterownika występują siły, które powodują, że biegnik porusza się skokowo. Wartość skoku jest równa 1/4 lub 1/8 podziałki zębowej.

W związku z małymi siłami działającymi przy małej indukcyj-ności wirnika oraz prostą budową, silnik taki jest korzystny do pozycjonowania elementów o małej masie.

Zaletą liniowego silnika skokowego jest bezpośrednia zamiana impulsowych sygnałów wejściowych na przemieszczenie liniowe.

Stwierdzono, że liniowe silniki skokowe mają większą dokładność i sprawność oraz lepsze charakterystyki dynamiczne w porównaniu z wirującymi silnikami skokowymi w połączeniu z mechanizmami przetwarzania ruchu obrotowego na postępowy.

Liniowym silnikom skokowym są poświęcone m. in. publikacje [29; 32].

2.6. Uzwojenia silników skokowych

2.6.1. Jednopasmowe silniki skokowe

Najprostszym uzwojeniem silnika skokowego jest uzwojenie jednopasmowe [21; 35]. Jednopasmowe silniki skokowe są najczęściej stosowane do napędu zegarów kwarcowych, a także wszelkiego rodzaju przyrządów pomiarowych. Są na przykład stosowane w czytnikach maszyn matematycznych i w mechanizmach napędu taśm.

Znany od dawna z literatury bardzo prosty silnik skokowy (rys. 2.25) jest w istocie jednopasmowym, hybrydowym silnikiem skokowym z magnesami trwałymi umieszczonymi na stojanie.

Wirnik silnika ma dwa zęby o specjalnie ukształtowanych nabie-gunnikach, które określają kierunek wirowania. Gdy prąd w uzwojeniu sterującym jest równy zeru, wówczas oś podłużna wirnika pokrywa się z osią magnesów trwałych (rys. 2.25). Kiedy uzwojenie otrzyma impuls

Rys. 2.25. Jednopasmowy silnik skokowy