Silniki skokowe - cz. 1: budowa i zasada działania



Podobne dokumenty
Modelowanie silników skokowych

Mikrosilniki prądu stałego cz. 1

Mikrosilniki prądu stałego cz. 1

Silniki skokowe - cz. 2: rodzaje pracy i charakterystyki

Elektromagnesy prądu stałego cz. 1

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 3 Dobór silnika skokowego do pracy w obszarze rozruchowym

Napędy urządzeń mechatronicznych

Ćwiczenie 3. Dobór silnika skokowego do pracy w obszarze rozruchowym

Mikrosilniki prądu stałego cz. 2

Kacper Kulczycki. Krótko o silnikach krokowych (cz. 2.)

Mikrosilniki prądu stałego cz. 2

Matematyczne modele mikrosilników elektrycznych - silniki prądu stałego

Elektromagnesy prądu stałego cz. 1

Mikrosilniki prądu przemiennego

ROBOTY PRZEMYSŁOWE LABORATORIUM SILNIKI SKOKOWE

Zasady doboru mikrosilników prądu stałego

Ćwiczenie 5. Modelowanie silnika skokowego w środowisku MATLAB / SIMULINK

Silniki prądu stałego z komutacją bezstykową (elektroniczną)

KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH

PAScz3. Elektryczne maszynowe napędy wykonawcze

Silniki krokowe. 1. Podział siników krokowych w zależności od ich budowy.

MiAcz3. Elektryczne maszynowe napędy wykonawcze

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

PRĄDNICE I SILNIKI. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Napędy elektromechaniczne urządzeń precyzyjnych - projektowanie. Ćwiczenie 3 Dobór mikrosilnika prądu stałego do układu pozycjonującego

Temat: Silniki komutatorowe jednofazowe: silnik szeregowy, bocznikowy, repulsyjny.

BADANIE SILNIKA SKOKOWEGO

Maszyny elektryczne specjalne Special electrical machines

Silniki skokowe 1.2. SILNIKI Z MAGNESEM STAŁYM

Wykład 4. Strumień magnetyczny w maszynie synchroniczne magnes trwały, elektromagnes. Magneśnica wirnik z biegunami magnetycznymi. pn 60.

1 Wprowadzenie. Rys Wirnik 2-fazowego hybrydowego silnika krokowego

Proste układy wykonawcze

Cel ćwiczenia. Przetwornik elektromagnetyczny. Silniki krokowe. Układ sterowania napędu mechatronicznego z silnikiem krokowym.

Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego do napędu bezpośredniego przy pracy w warunkach ustalonych

Badanie napędu z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Ćwicz. 10 Sensory i elementy wykonawcze automatyki SiEWA/SK SILNIK KROKOWY. W ramach ćwiczenia bada się własności czterofazowego silnika krokowego.

Wykaz ważniejszych oznaczeń Podstawowe informacje o napędzie z silnikami bezszczotkowymi... 13

Maszyny Elektryczne Specjalne Special Electrical Machines. Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. niestacjonarne

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O NAPĘDZIE Z SILNIKAMI BEZSZCZOTKOWYMI 1.1. Zasada działania i

- kompensator synchroniczny, to właściwie silnik synchroniczny biegnący jałowo (rys.7.41) i odpowiednio wzbudzony;

Temat: ŹRÓDŁA ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

Wprowadzenie do mechatroniki

Maszyny elektryczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

Badania mikromaszyn elektrycznych

Silniki synchroniczne

BADANIA SYMULACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH PRZEZNACZONYCH DO NAPĘDU WYSOKOOBROTOWEGO

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

PL B1. INSTYTUT NAPĘDÓW I MASZYN ELEKTRYCZNYCH KOMEL, Katowice, PL BUP 17/18

LABORATORIUM PRZETWORNIKÓW ELEKTROMECHANICZNYCH

Silnik indukcyjny - historia

Table of Contents. Table of Contents UniTrain-I Kursy UniTrain Kursy UniTrain: Maszyny elektryczne List of articles:

Układ sterowania ruchem silnika krokowego z weryfikacją dokładności pozycjonowania

Energoelektronika Cyfrowa

Badania maszyny reluktancyjnej przełączalnej, przeznaczonej do napędu lekkiego pojazdu elektrycznego

BADANIA MASZYNY RELUKTANCYJNEJ PRZEŁĄCZALNEJ PRZEZNACZONEJ DO NAPĘDU LEKKIEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

w10 Silnik AC y elektrotechniki odstaw P

BADANIA LABORATORYJNE DWUPASMOWEGO SILNIKA RELUKTANCYJNEGO PRZEŁĄCZALNEGO PRZEZNACZONEGO DO NAPĘDU WYSOKOOBROTOWEGO

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

I. Podstawowe wiadomości dotyczące maszyn elektrycznych

Ćwiczenie 2 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

Studium rozwiązań konstrukcyjnych wysokoobrotowych silników reluktancyjnych przełączalnych

OBLICZENIA POLOWE SILNIKA PRZEŁĄCZALNEGO RELUKTANCYJNEGO (SRM) W CELU JEGO OPTYMALIZACJI

Charakterystyka rozruchowa silnika repulsyjnego

Wykład 5 Konstrukcja robotów medycznych

SILNIK SYNCHRONICZNY ŚREDNIEJ MOCY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI ZASILANY Z FALOWNIKA

Elektromagnetyzm. pole magnetyczne prądu elektrycznego

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

Wykład 5. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów

SPOSOBY OGRANICZANIA PULSACJI MOMENTU ELEKTROMAGNETYCZNEGO W SILNIKACH PRĄDU STAŁEGO WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

Analiza wpływu klasycznych metod sterowania na zakres pracy ze stałą mocą czteropasmowego silnika reluktancyjnego przełączalnego 16/12

bieguny główne z uzwojeniem wzbudzającym (3), bieguny pomocnicze (komutacyjne) (5), tarcze łożyskowe, trzymadła szczotkowe.

Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

BADANIE SILNIKA RELUKTANCYJNEGO PRZEŁĄCZALNEGO (SRM) CZĘŚĆ 1 POMIARY MOMENTU STATYCZNEGO

KARTA PRZEDMIOTU Rok akademicki: 2010/11

TEMATY PRAC DYPLOMOWYCH do wyboru w wiosna 2017 r.

Laboratorium Maszyny CNC

WPŁYW ALGORYTMU STEROWANIA PRZEKSZTAŁTNIKA NA WŁAŚCIWOŚCI NAPĘDU Z SILNIKIEM BEZSZCZOTKOWYM

Ćwiczenie 3 Falownik

Rys. 1. Krzywe mocy i momentu: a) w obcowzbudnym silniku prądu stałego, b) w odwzbudzanym silniku synchronicznym z magnesem trwałym

Laboratorium Elektroniki w Budowie Maszyn

Silnik prądu stałego. Sterowanie silnika prądu stałego

Silniki prądu przemiennego

I. OPIS STANOWISKA DO BADANIA SILNIKÓW KROKOWYCH

Identyfikacja cieplnych modeli elektrycznych układów napędowych

BADANIA WYSOKOOBROTOWEGO DWUPASMOWEGO SILNIKA RELUKTANCYJNEGO PRZEŁĄCZALNEGO

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

Napędy urządzeń mechatronicznych

Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, Spis treści

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Aktory

KARTA PRZEDMIOTU Rok akademicki: 2010/11

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Maszyny elektryczne Electrical machines. Energetyka I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

4. Napędy elektryczne

2. Struktura programu MotorSolve. Paweł Witczak, Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych PŁ

PL B1. INSTYTUT NAPĘDÓW I MASZYN ELEKTRYCZNYCH KOMEL, Katowice, PL BUP 05/12

Nastawniki (aktuatory, aktory)

Transkrypt:

Jakub Wierciak Silniki skokowe - cz. 1: budowa i zasada działania Człowiek- najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Zasady działania siłowników elektrycznych (Heimann, Gerth, Popp 2001) Z wykorzystaniem siły Lorenza (elektrodynamiczne) - silniki prądu stałego - silniki indukcyjne - silniki liniowe - silniki jednofazowe komutatorowe Z wykorzystaniem siły reluktancji (elektromagnetyczne) - elektromagnesy - silniki skokowe - silniki synchroniczne

Powstawanie momentu reluktancyjnego (Wróbel 1993) U napięcie zasilania, I prąd wzbudzający, Z liczba zwojów, Φ strumień magnetyczny, θ kątowe położenie zwory

Schemat działania silnika skokowego o wirniku biernym (Wróbel 1993) a), b), c) - położenia wirnika w trzech kolejnych taktach, d) - przebiegi napięć pasmowych

Silnik skokowy o wirniku biernym komutowany ręcznie (JIEE 1927) a) silnik, b) przełącznik obrotowy, c) rozwinięty model przełącznika

Zasada działania reluktancyjnego silnika skokowego (Kenjo, Sugawara 2003)

Silnik skokowy C. J. Walkera z 1919 roku (Wróbel 1993) 1- uzwojenie stojana, 2 wirnik

Silnik skokowy (Pochanke 1996) Silnik skokowy - elektromechaniczny przetwornik energii przetwarzający sygnał elektryczny w postaci ciągu impulsów w dyskretne (skokowe) kątowe lub liniowe przemieszczenie mechaniczne. Silnik skokowy ma stojan z uzwojeniem pasmowym lub cewkami i wirnik, który może być wykonany jako czynny, jako bierny lub hybrydowy.

Komutacja (Pochanke 1996) Komutator - układ elektroniczny służący do zasilania cewek lub pasm uzwojenia określonym układem napięć stałych. Każdemu układowi napięć odpowiada stały strumień magnetyczny w szczelinie maszyny o określonym kierunku w przestrzeni. Takt komutacji - stan elektryczny uzwojeń. Cykl komutacji - taka liczba taktów, która powoduje przy określonym sposobie komutacji, uzyskanie wszystkich możliwych sposobów rozkładu pola magnetycznego maszyny.

Komutacja symetryczna i niesymetryczna (Pochanke 1996) Komutacja symetryczna - w każdym takcie komutacji wzbudzana jest jednakowa liczba pasm uzwojenia Komutacja niesymetryczna - w kolejnych taktach komutacji wzbudzana jest niejednakowa liczba pasm uzwojenia

Działanie silnika skokowego o wirniku czynnym (komutacja symetryczna) (Sochocki 1996)

Zasada działania silnika skokowego z wirnikiem czynnym (komutacja niesymetr.) (Pochanke 1996)

Sposoby unipolarnej komutacji uzwojeń silnika czteropasmowego, dwubiegunowego (Pochanke 1996)

Komutacja unipolarna (Jaszczuk 2000)

Sposób połączenia uzwojenia silnika w dwa pasma (Sochocki 1996)

Sposoby bipolarnej komutacji uzwojeń silnika dwupasmowego, dwubiegunowego (Pochanke 1996)

Komutacja dwupasmowa bipolarna (Jaszczuk 2000)

Cyklogramy przy sterowaniu ośmiotaktowym (Sochocki 1996) a) sterowanie niesymetryczne, b) sterowanie symetryczne

Zasada sterowania mikroskokowego (API Portescap 2000) a) Pasmo 1 Pasmo 2 b) Pasmo 2 Pasmo 1 a) przebieg prądów w dwu sterowanych pasmach, b) ilustracja ruchu wirnika

Komutacja mikroskokowa silników (Jaszczuk 2000)

Schemat napędu z silnikiem skokowym (Acarnley 1982) Zasilacz układów logicznych Zasilacz silnika Sterownik Układ logiczny Generator Impulsy taktujące Sygnał kierunku Komutator Sygnały sterujące pasm Wzmacniacze mocy Prądy pasm Silnik Instrukcje

Klasyfikacja silników skokowych (Wróbel 1993) Elektryczne silniki skokowe Wirnikowe Liniowe o wirniku reluktancyjnym o magnesach trwałych hybrydowe o zmiennej reluktancji hybrydowe

Silniki reluktancyjne (variable reluctance stepping motors) J. Wierciak: Napędy elektromechaniczne urządzeń mechatronicznych

Przekroje poprzeczne silników skokowych reluktancyjnych (Sochocki 1996) a) silnik trójpasmowy, b) silnik czteropasmowy symetryczny c) silnik czteropasmowy niesymetryczny P 1, P 2, P 3 początki pasm K 1 koniec pasma 1

Trójpasmowy reluktancyjny silnik skokowy o różniących się podziałkach wirnika i stojana (Sochocki 1996)

Skok silnika reluktancyjnego (Pochanke 1996) Silniki reluktancyjne umożliwiają uzyskanie bardzo małych skoków wirnika, mniejszych od jednego stopnia. 2 Z k r α Z r k kąt skoku silnika liczba zębów wirnika liczba taktów w cyklu komutacji

Schemat budowy czteropasmowego silnika reluktancyjnego (Jaszczuk 2000) Silnik z jednakową podziałką kątową zębów wirnika i stojana

Silniki z wirnikiem czynnym (permanent magnet (PM) motors) J. Wierciak: Napędy elektromechaniczne urządzeń mechatronicznych

Zasada działania silnika skokowego z wirnikiem czynnym (Pochanke 1996)

Przebieg komutacji czteropasmowego silnika z wirnikiem czynnym (Pochanke 1996) Napięcie U 1 2 3 4 5 6 7 8 (4) (3) (2) (1) Czas t

Komutacja czteropasmowa (Jaszczuk 2000)

Silnik skokowy dwupasmowy o magnesie trwałym w wirniku (Jaszczuk 2008)

Dwupasmowy silnik skokowy z wirnikiem czynnym (Jaszczuk 2000) a) b) a) schemat budowy silnika, b) przebieg komutacji pasm; 1 wirnik z magnesami trwałymi, 2 stojan uzwojony dwupasmowo

Przykłady konstrukcji silników skokowych z wirnikiem czynnym (Pochanke 1996) a) b) a) silnik z wirnikiem pazurowym, b) silnik z wirnikiem tarczowym

Silnik skokowy tarczowy (Jaszczuk 2008) brak sprzężeń magnetycznych między pasmami wirnik o bardzo małym masowym momencie bezwładności

Skokowy silnik tarczowy firmy ESCAP (Jaszczuk 2008)

Skokowe silniki tarczowe firmy Escap (Jaszczuk 2008)

Silnik pazurowy dwustojanowy (Jaszczuk 2008)

Stojan skokowego pazurowego silnika firmy HSI (HSI 2000)

Elementy silnika pazurowego (Jaszczuk 2008)

Mikrosilnik skokowy pazurowy (Jaszczuk 2008)

Silniki hybrydowe (hybrid stepping motors) J. Wierciak: Napędy elektromechaniczne urządzeń mechatronicznych

Struktura wirnika silnika hybrydowego (Kenjo, Sugawara 2003) Pakiet blach Magnes trwały

Konstrukcja silnika hybrydowego (Kenjo, Sugawara 2003) Magnes trwały Uzwojenie stojana Uzębione wieńce wirnika

Przekrój poprzeczny dwupasmowego silnika hybrydowego (Kenjo, Sugawara 2003) Znacznik Magnes trwały

Drogi strumieni magnetycznych w silniku hybrydowym (Kenjo, Sugawara 2003) Wirnika Stojana

Praca silnika hybrydowego przy pojedynczym zasilaniu pasm (Kenjo, Sugawara 2003)

Typowy schemat komutacji dwupasmowego hybr. silnika skokowego (Pochanke 1996) Napięcie U 1 2 3 4 (2) (1) Czas t

Komutacja dwupasmowa bipolarna (Jaszczuk 2000)

Hybrydowy silnik skokowy (Siemens 2000)