53262 P1080284

7. Napędy robotów przemysłowych

-    siła przyciągająca ruchomy prowadnik (część pierwotną) do nieruchomych prowadnic działa tylko wówczas, gdy jest włączone zasilanie, silniki asynchroniczne cechuje duże zapotrzebowanie prądowe, wynikające z prądu magnesującego.

Natomiast napędy liniowe z trójfazowym silnikiem synchronicznym charakteryzują się tym, że:

-    stosunek siły napędowej do masy silnika jest o 50-5-100% większy niż silników asynchronicznych,

-    następuje niewielkie nagrzewanie się części wtórnej (statora silnika),

-    po wyłączeniu napędu cały czas występuje siła przyciągająca ruchomy prowadnik (część pierwotną) do nieruchomych prowadnic,

-    proste algorytmy, pełniące funkcję regulatora, wystarczają do sterowania pracą silnika, dzięki czemu możliwe jest stosowanie wyższych częstotliwości próbkowania.

7.4.5. Napędy z silnikami skokowymi

Silnik skokowy, zwany także silnikiem krokowym, przetwarza ciąg impulsów sterujących na ciąg obrotów kątowych. Kąt obrotu wirnika jest proporcjonalny do liczby impulsów sterujących, a prędkość obrotowa - do częstotliwości tych impulsów. Silniki skokowe są stosowane przede wszystkim w tych robotach, których obciążenie jest stosunkowo niewielkie. Silniki skokowe mogą pracować w układzie otwartym sterowania, bez kontroli wykonanego położenia, ponieważ po każdym impulsie sterującym wirnik wykonuje obrót o ściśle określony kąt. Wartość tego kąta, odpowiadającego pojedynczemu impulsowi sterującemu, nazywana jest skokiem lub krokiem silnika. Układ z silnikami skokowymi reaguje na serię impulsów, tak że wykonywany ruch o dokładnie określonej liczbie skoków odpowiada ściśle liczbie impulsów.

Ze względu na zasadę działania i cechy konstrukcyjne silniki skokowe można podzielić na trzy zasadnicze grupy [1]:

-    silniki o wirniku biernym (reluktancyjne) z momentem reluktancyj-nym,

-    silniki o wirniku czynnym (prawie wyłącznie maszyny magnetoelek-tryczne), wykorzystujące moment synchroniczny wzbudzeniowy,

-    silniki hybrydowe, wykorzystujące zarówno moment synchroniczny, jak i moment reluktancyjny.

Na rysunku 7.25 jest pokazana zasada działania trójfazowego silnika skokowego reluktancyjnego o sześciu biegunach na stojanie. Układ faz składa się z uzwojeń sterowania fazy pierwszej (//, 1₂), fazy drugiej (2_h 2i) i fazy trzeciej

(3,_t3₂)'

Kiedy prąd pojawi się w uzwojeniach 7/, J₂ fazy pierwszej, wirnik zajmuje pozycję I (rys. 7,25a), w której wartość reluktancji dla strumienia magnetycz* 214 nego jest minimalna. Gdy w następnej chwili prąd występuje w uzwojeniach lh

^ pierwszej i jednocześnie w 2/, 2₂ fazy drugiej, wirnik zajmie położenie h ^tóie D (rys. 7.25b). Następnie w paśmie 7/, 1₂ nie ma już prądów i wirnik p^^ałaniem sił pola magnetycznego od prądów w uzwojeniach 2_h 2? zajmuje jje Ul (rys. 7.25c) itd. Następne zmiany prądów powodują kolejne zmia--i/cji wirnika (rys. 7.25d —»rys. 7.25e —> rys. 7.25ft.

iB

Rysunek 7.25^___

Zasada działania trójfazowego reluktancyjnego silnika skokowego [1]

W celu polepszenia charakterystyk silniki skokowe są wykonywane ze zwiększoną liczbą faz: czterofazowe, pięciofazowe (i nawet z większą ilością faz), ponieważ ze wzrostem liczby faz maszyny elektrycznej zwiększają się moment obrotowy i liczba skoków na jeden obrót (to znaczy maleje wartość skoku znamionowego).

Struktura Seźterofazowego silnika skokowego jest pokazana na rys. 7.26. Silnik zawiera osiem biegunów wydatnych z ulokowanymi na każdym z nich trzema zębami oraz 30 zębów na wirniku. Silnik ten może realizować pracę peł-noskokowąz komutacją: 1-2-3-4-1-... (komutacja czterotaktowapojedyncza) lub /, 2-2, 3-3, 4-4, 1-1, 2-... (komutacja czterotaktowa parowa syme-tiyczna), półskokową: 1-1, 2-2-2, 3-3-3, 4-4-4, 1-1-... (komutacja ośmio-taktowa parowa niesymetryczna) oraz inny rodzaj pracy z odpowiednio zmie-uiającąsię kombinacją włączonych grup faz: 1,2-1,2,3-2,3-2,3,4-3,4-3,4, H*mm itd.

21