Trinmotorer

Mere for nylig udtrykket trinmotor var kun kendt for en smal cirkel af elektriske ingeniører. Nu har steppemotorer fået den ærefulde ret til kun at blive kaldt af deres "initialer" - SD-bevis for den udbredte anvendelse af elektriske maskiner af denne type.

Fantasi tilskynder ufrivilligt til billedet af en trappende elektrisk maskine med lemmer. Nej, dette er ikke en robot, selvom en trinmotor kan kontrollere en af ​​dens samlinger. Selve bilen er meget enkel. En trinmotor kan repræsenteres i form af adskillige elektromagneter med pulsviklinger på en fast del (stator) og en anker, som ved skiftning af viklingerne roterer eller bevæger sig gradvist. At forstå hvordan en stepper motor fungerer, husk princippet om drift af andre elektriske maskiner, f.eks. synkron.

Der er to eller tre viklinger på statoren. De flydes rundt ved glat skiftende sinusformede strømme. Sammen med strømmen pulserer det elektromagnetiske felt af hver vikling. Strømmene i viklingerne stiger ikke og falder samtidig, men med en strengt defineret tidsforsinkelse; selve viklingerne forskydes i forhold til hinanden og optager jævnt skiftende sektioner af den cylindriske overflade.

På grund af dette danner to eller tre pulserende feltbølger (i henhold til antallet af viklinger) en bevægende bølge. For hver cyklus med en fuldstændig ændring i strøm i viklingerne løber den resulterende bølge rundt om hele cylindriske overflade af statorboringen eller en del deraf. Feltet roterer jævnt og bærer rotoren sammen. Strømmene i viklingerne ændres kontinuerligt, så feltet i arbejdsgabet og rotoren roterer kontinuerligt. Bevægelsen består af mange uendeligt små forskydninger.

Og hvis du på et tidspunkt stopper strømmen med at ændre dig, fryser dem på det opnåede niveau, alligevel, som ligesom i biografen viser den samme ramme i nogen tid? Sammen med strømningerne i viklingerne fryser bølgen i det bevægende felt i en eller anden position, og med det stopper rotoren. Lad os ændre gruppen af ​​rammer og stoppe den sidste igen, rotoren drejer en bestemt vinkel og fryser igen.

Gentag dette igen og igen. Bilen gik lydigt i trin. Det viste sig at være meget simpelt at skifte strømme i viklinger med store eller små spring, hvorefter processen fryses på enhver ramme. Det er nok at anvende trin med rektangulære impulser på viklingerne i stedet for kontinuerligt at skifte spændinger. Hver impuls er et trin, og det kan om ønsket blive forsinket til uendelig, det vil sige, stop processen og lås rotoren. Mens impulser skifter langsomt, kører motoren tydeligt.

Vores øje er i stand til at skelne flere titus trin i sekundet. Men rammerne blinkede: hundrede, to hundrede, tusind, flere titusinder af trin i sekundet. Ikke kun vores øjne, men også følsomme instrumenter skelner ikke længere trin, men ser simpelthen rotation.

Trappemotoren kører som før, selvom den svinger lidt, fordi den tager hvert næste trin strengt på tidspunktet for ankomsten af ​​den næste kommando, og dette øjeblik er måske ikke det mest praktiske. Bevægelsernes interne automatisering ødelægges og erstattes af blind lydighed mod teamet. Men på ethvert tidspunkt og på ethvert trin kan vi bestille: "Frys!". Rotoren svinger og fryser nøjagtigt i den angivne position.

Prøv at flytte ham med magt, når der ikke er noget hold. Han vil resolut modstå, og hvis motoren er af en anstændig konstruktion, vil du ikke tage den med dine blotte hænder. Det elektromagnetiske felt vil ikke dele med rotoren, hverken i bevægelse eller i hvile. Det er det, der holder ham i sin ihærdige omfavnelse og får ham til at gentage alle sine trinbevægelser.

I øvrigt forekommer "syning" af individuelle trin, og hvis du vil, af elementære cykler eller bevægelsescyklusser i en uendelig sekvens, som vi opfatter som kontinuerlig rotation med let mærkbare hastighedspulseringer, i en jævnstrømsmaskine på samme måde som i en forbrændingsmotor. Kun der, udrættelige operatørs rolle er ikke børster, men elektriske lys.

Feltet trækker, fordi de elektroniske nøgler åbnes med kommandoer udefra, så de forbyder adgang til strøm til viklingerne. Trinmotoren drives af en elektronisk hjerne, og dens egenskaber bliver ekstraordinære, undertiden utroligt.

Skematisk diagram over en enfaset stepmotor med et symmetrisk magnetisk system til ure, tællere og industriel automatiseringsenhed.

CNC trinmotor

Moderne teknologi kan ikke tænkes uden fræsning, drejning, EDM og mange andre digitalt styrede maskiner. De fleste af dem fungerer takket være trinmotorer.

Trappemotorer bosatte sig i styremekanismerne for valsemøller, presser og andre metallurgiske maskiner, blev et af de mest almindelige elementer i automatisering, arbejde i elektriske ure, timere og tællere, på skibe, fly og kunstige jord-satellitter - hvor hurtigt, nøjagtigt og pålideligt er påkrævet opfyldelse af menneskets vilje.

Med udvidelsen af ​​steppemotorens arbejdsyrker opstod en uafhængig udviklet retning - diskret elektrisk drev med stepmotorer. Dets oprindelse var videnskabsmænd og ingeniører af det problematiske laboratorium for elektromekanik MPEI.

Trappemotoren vandt den første sejr i 1957, da verdens første sovjetiske digitalt kontrollerede fræsemaskine blev udstillet på verdensudstillingen i Bruxelles, hvor forskellige interessante udstillingsstander blev præsenteret. Denne udstilling blev tildelt Big Gold Medal og åbnede en ny side i værktøjsmaskiner.

Boris Ivobotenko, doktor i tekniske videnskaber