Автоматические системы и приборы с шаговыми двигателями

Книга название: Автоматические системы и приборы с шаговыми двигателями
Автор: Ш.Ю. Исмаилов
Год печати: 1968
Кол-во страниц: 139
Формат: Djvu

Дискретный характер работы шагового двигателя и других узлов автоматических систем и приборов облегчает задачи их согласования, а также значительно упрощает общую структуру. С этой точки зрения применение шагового исполнительного двигателя способствует дальнейшему развитию весьма перспективных цифровых и импульсных автоматических систем, приборов и устройств. Практически мгновенный разгон, шаговая отработка с фиксацией и другие особенности шагового двигателя создают благоприятные условия для получения высоких качественных показателей систем без применения корректирующих устройств. Интерес к шаговым двигателям заметно возрос после появления машин с большой приемистостью, когда представилась возможность создания быстродействующих систем и регистрирующих приборов. При применении шагового двигателя отпадает необходимость дополнительного преобразования сигналов в дискретных системах. Большинство двигателей рассчитаны на питание от низковольтных источников, что позволяет использовать полупроводниковые приборы в схемах управления ШД. Немаловажным достоинством систем с ШД является удобство связи с цифровыми вычислительными устройствами благодаря свойствам всей схемы и дискретному характеру выходной величины.

Последнее время в нашей стране и за рубежом расширяются исследования и разработки в области проектирования систем с ШД. В СССР разработан и внедрен ряд систем программного управления станками (ЭНИМС). Однако в литературе почти не уделяется внимания системам с ШД замкнутого типа. Некоторые авторы оправдывают нецелесообразность построения замкнутых систем способностью ШД отрабатывать управляющие импульсы без потери шага. Одновременно с этим во многих источниках отмечается наличие режимов, при которых двигатель работает с потерей шага, что приводит к накоплению ошибки в автоматических системах. Кроме того, замкнутые системы с исполнительным ШД обладают свойствами, которые выгодно отличают их от систем с обычными исполнительными двигателями. Некоторые системы вообще возможно построить только с использованием особенностей шагового двигателя. В предлагаемой работе сделана попытка обобщить материалы по применению ШД в автоматике и приборостроении. Естественно, что в небольшом объеме трудно описать все возможные варианты применения ШД. Поэтому приводятся типичные примеры систем, приборов и устройств.

Этой работе предшествовали два издания библиотеки по автоматике, посвященные вопросам расчета и \"проектирования привода с шаговым двигателем и самих двигателей. В дополнение к ним здесь основное внимание уделяется системам замкнутого типа, т. е. системам, в которых ШД охвачен обратной связью. Описание свойств шагового двигателя и известных схем привода с ШД составляет незначительную часть содержания. В целях последовательности изложения лишь часть материала первого параграфа первой главы и описание характеристик двигателя заимствованы из упомянутых работ. Известные структуры систем с ШД коротко и обобщенно рассмотрены во второй главе. Кроме принципов построения ШД, в первой главе приведены также особенности их работы в автоматических системах и приборах и некоторые экспериментальные результаты исследования ШД. Вторая глава посвящена системам управления, дистанционной передачи разомкнутого типа и применению ШД в вычислительных устройствах. В третьей главе подробно рассмотрены принципы построения систем и приборов замкнутого типа с исполнительным шаговым двигателем. Предварительно все системы разбиты на группы по виду управляющего сигнала. Классификация систем приводится после изучения их основных свойств.

Методика расчета статической погрешности автоматических регистрирующих приборов с ШД, способы представления ШД эквивалентными схемами в зависимости от условий работы и вопросы анализа систем рассмотрены в четвертой главе. Ограниченность материала по расчету статической погрешности и анализу систем обусловлена малым объемом книги. Подробное изложение этих вопросов представляет несомненный интерес и может явиться предметом самостоятельной работы. Описание схем основных узлов систем и приборов дано в пятой главе. Шаговый двигатель (ШД) является электромеханическим исполнительным элементом, способным преобразовать импульсы тока в линейное или угловое перемещение. ШД и угловые двигатели нашли широкое применение в системах программного управления станками, силовых следящих приводах, дистанционных системах передачи, вычислительных устройствах и т. п. Использование шаговых двигателей в автоматических приборах и устройствах обеспечивает значительные преимущества, а в некоторых случаях позволяет построить схемы, основанные на особенностях работы ШД.

Появившись несколько позже электрических двигателей непрерывного вращения, ШД в дальнейшем были вытеснены или нашли весьма ограниченное применение в синхронных передачах. Исполнительными элементами автоматических систем, в том числе и импульсных, стали электрические и гидравлические двигатели непрерывного типа. Однако импульсным и цифровым системам с дискретным представлением сигналов больше соответствует элемент, непосредственно реагирующий на разностный сигнал, без промежуточных преобразований. Таким исполнительным элементом и является шаговый двигатель. Благодаря импульсному управлению и шаговой отработке с фиксацией положения, ШД значительно отличается характером работы от электрического двигателя постоянного или переменного тока. Как правило, ШД имеют более сложную схему управления, поэтому они могут найти применение там, где особенности их работы позволяют добиться улучшения качественных характеристик системы или получить определенный технико-экономический эффект.

Скачать бесплатно книгу Автоматические системы и приборы с шаговыми двигателями