background image

 

1

Laboratorium „Sterowania mikromaszyn”, „MEMS i mikronapędy” 

 

Badanie silnika skokowego reluktacyjnego 

 

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową silnika skokowego reluktancyjnego, sposobem sterowania oraz 
wyznaczeniem jego charakterystyk dynamicznych. Silnik skokowy rekuktancyjny z uwagi na swą budowę 
najczęściej zasilany jest unipolarnie. Najprostszym sposobem jego sterowania jest sterowanie napięciowe. W 
takim przypadku napięcie zasilające jest podawane na poszczególne pasma bez żadnych ograniczeń. Daje to 
dobre rezultaty w zakresie stosunkowo małych częstotliwości pracy. Wraz ze wzrostem częstotliwości 
taktowania prądy w poszczególnych nie osiągają już wartości ustalonych. Tym samym prowadzi to ograniczenia 
wartości wytwarzanego momentu a w konsekwencji do zatrzymania silnika. Jedną z metod zapobiegania temu 
problemowi jest stosowanie tzw. forsowanie wzbudzenia. Polega ono na zwiększeniu wartości napięcia 
zasilającego przy jednoczesnym dołączeniu dodatkowej rezystancji R

d

 ograniczającej wartość prądu do wartości 

znamionowej. Układ sterowania silnika zbudowano w oparciu o układ mikroprocesora 8-bitowego. Umożliwia 
ona płyną zmianę częstotliwości podawanych impulsów, zmianę kierunku wirowania oraz komutowanie 
uzwojeń w sekwencji 1/4, 1/2 i 3/8. 
 
Program ćwiczenia 

1.  Zapoznanie się z budową, sposobem konfiguracji uzwojeń i danymi katalogowymi silnika. 

 

2.  Połączenie układu pomiarowego zgodnie ze schematem pomiarowym pokazanym na rysunku 1. 

W

Rd

Zasilacz

V

+

+

-

-

T1

T2 T3 T4

Ph1 Ph2 Ph3 Ph4

Mikroprocesorowy sterownik

silnika skokowego

Oscyloskop

cyfrowy

 

Rys. 1 Schemat pomiarowy do badania silnika skokowego reluktancyjnego 

 

3.  Wyznaczanie zależności częstotliwości granicznej f

g

=f(T

L

) oraz rozruchowej f

l

= f(T

L

) w warunkach 

znamionowych (U

dc

=U

N

=12V) dla pracy silnika przy: 

•  Komutacji symetrycznej 1/4, 
•  Komutacji symetrycznej 1/2, 
•  Komutacji niesymetrycznej 3/8. 

 

4.  Wyznaczanie zależności częstotliwości granicznej f

g

=f(T

L

) oraz rozruchowej f

l

= f(T

L

) w warunkach 

forsowania wzbudzenia (U

dc

>U

N

=15V oraz R

ad

 

≈1Ω) dla pracy silnika przy: 

•  Komutacji symetrycznej 1/4, 
•  Komutacji symetrycznej 1/2, 
•  Komutacji niesymetrycznej 3/8. 

background image

 

2

5.  Wyznaczanie zależności częstotliwości nawrotu f

n

=f(T

L

) w warunkach znamionowych (U

dc

=U

N

=12V) 

dla pracy silnika przy: 

•  Komutacji symetrycznej 1/4, 
•  Komutacji symetrycznej 1/2, 
•  Komutacji niesymetrycznej 3/8. 

6.  Obserwacja przebiegów czasowych prądu i napięcia. 

 

7.  Opracowanie wyników. 

 

Obliczanie momentu obciążenia: 

mgr

r

F

T

L

=

×

=

 

gdzie:  

r= 0.1m, 

 

 

m – masa obciążników  [kg], 

 

 

g – przyspieszenie ziemskie [m/s

2

]. 

 

Parametry znamionowe czteropasmowego silnika skokowego EDS20: 

napięcie znamionowe U

N

=15V, prąd znamionowy I

Nph

=3.7A, pobór mocy P

inN

 120 W, skok znamionowy 

α

N

=3

°, moment znamionowy T

N

=4 Nm, maksymalny moment synchronizujący  T

Ns

=10 Nm, moment 

rozruchowy T

l

=71 Nm, moment bezwładności wirnika J=53300* 10

-7

 kgm

2

, rezystancja pasma R

ph

=3.95 

Ω, 

impedancja pasma Z

ph

=30.5 

Ω, częstotliwość graniczna f

g

=75 Hz.