Шаговые исполнительные двигатели

Шаговый двигатель преобразует импульсы управления в перемещение вала на определенный угол, который называется шагом. Возможна фиксация вала в определенном положении. Такие двигатели используются в импульсных системах регулирования. Если на двигатель подается периодическая последовательность импульсов с определенной частотой то двигатель начнет вращаться, совершая один за другим шаги.

Частота следования импульсов должна быть согласована с инерционностью двигателя, т.е. до прихода следующего импульса двигатель должен отработать предыдущий шаг.

Шаг зависит от числа полюсов статора и ротора и от способа управления (способа подачи импульсов).

Шаговый двигатель исполняется как двигатель синхронный, чаще всего с возбуждением от постоянных магнитов или реактивный.

В отличие от синхронных машин непрерывного вращения шаговые двигатели имеют на статоре явно выраженные полюса, на которых расположены катушки обмоток управления. Ротор выполняется в виде постоянного магнита.

Предположим импульс подается на катушку, расположенную вертикально. Ротор стремится занять такое положение в пространстве машины, при котором оси потоков ротора и статора совпадают. Дальше подается импульс на обе катушки и ротор займет среднее положение между двумя полюсами. Следующий импульс подается на катушку расположенную горизонтально и ротор займет горизонтальное положений. И так далее. Такое управление называется не симметричным.

Если при каждом шаге импульс подается только на одну катушку, то такое управление называется симметричным. При этом шаг увеличивается в два раза.

Реальные шаговые микродвигатели являются многополюсными. Двигатель с p парами полюсов, имеет зубчатый ротор в виде звездочки с равномерно расположенными вдоль окружности 2p постоянными магнитами. Увеличение числа пар полюсов ограничено технологическими возможностями и увеличением потока рассеяния. Поэтому p = 4-6. Обычно величина шага ротора активных шаговых двигателей составляет десятки градусов.

Энергосбережение

Высокие затраты энергоресурсов приводят к:

· снижению конкурентоспособности продукции из-за высокой доли энергозатрат в стоимости продукции;

· высокие инвестиционные затраты на обеспечение энергоресурсов.

Энергосбережение – это реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.

Энергетический ресурс – носитель энергии, которой используется в настоящее время или может быть использован в перспективе.

Эффективное использования энергетических ресурсов – достижение экономически оправданной абсолютной или удельной величины потребления или потерь энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдение требований к охране окружающей среды.

Потенциал энергосбережения – количество топливно-энергетических ресурсов, которое можно сберечь при их эффективном использовании.

Существует два направления по разработке мероприятий по энергосбережению:

· Экономия топливно-энергетических ресурсов путем совершенствования энергоснабжения. Мероприятия данной группы могут снизить потребление топливно-энергетических ресурсов на 10-15 %, они как правило являются малозатратными или среднезатратными, их нужно внедрять в первую очередь. Это: модернизация источников теплоснабжения, снижение потерь энергоносителей в системах энергоснабжения, уменьшение числа преобразований энергоносителей, автоматизация энергосберегающих установок, повышение качества энергоносителей.

· Экономия топливно-энергетических ресурсов путем совершенствования энергопотребления. Данные мероприятия могут дать большее снижение потребления топливно-энергетических ресурсов, чем мероприятия первой группы, но они как правило многозатратные. Это такие мероприятия как: организационно-технически мероприятия (выбор наиболее экономичных энергоносителей, внедрение технологии, машин, механизмов с улучшенными энерготехнологическими характеристиками), повышение степени использования вторичных энергоресурсов, утилизация низкопотенциального тепла.