Разработка индуктора для непрерывно-последовательного нагрева цилиндрической детали

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет 
«ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина)»
(СПбГЭТУ “ЛЭТИ”)

Направление (специальность)
13.04.02-«Электротехника и Электроэнергетика»
Профиль (программа, специализация)
Электротехнология  (профиля, специализации)
Факультет
«Электротехники и автоматика»
Кафедра
«Электротехнологической и преобразовательной техники»
К защите допустить

Зав. кафедрой

Блинов Ю.И.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
БАКАЛАВРА (МАГИСТРА)

Тема: «Разработка индуктора для непрерывно-последовательного нагрева цилиндрической детали»

Студент(ка)



Садиров Ё.Х.Ё


подпись


Руководитель



Кудряш М.Н.

(Уч. степень, уч. звание)
подпись


Консультанты



Иванов И.И.

(Уч. степень, уч. звание)
подпись






Иванов И.И.

(Уч. степень, уч. звание)
подпись






Иванов И.И.

(Уч. степень, уч. звание)
подпись




Санкт-Петербург
2016
ЗАДАНИЕ
НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ


Утверждаю

Зав. кафедрой «ЭТПТ»

____________ Блинов Ю.И.

«___»______________2016 г.

Студент(ка)
Садиров Ё.Х.

Группа
0401
Тема работы: Разработка индуктора для непрерывно-последовательного нагрева цилиндрической детали
Место выполнения ВКР: Кафедры  ЭТПТ
Исходные данные (технические требования): 
кратко указываются основные требования к ВКР
Содержание ВКР: 
Кратко перечисляются основные разделы ВКР
Перечень отчетных материалов: пояснительная записка, иллюстративный материал,иные отчетные материалы
Дополнительные разделы: указывается наименование дополнительного раздела

Дата выдачи задания
Дата представления ВКР к защите
«___»______________20___ г.
«___»______________20___ г.


Студент

Садиров Ё.Х.
Руководитель: ассистент каф. ЭТПТ, Dr.-Ing

      Кудряш М.Н.
                            (Уч. степень, уч. звание)


Консультант

Иванов И.И.
                            (Уч. степень, уч. звание)



КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАНВЫПОЛНЕНИЯ 
ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ
              

Утверждаю

Зав. кафедрой «ЭТПТ»

____________ Блинов Ю.И.

«___»______________2016___ г.

Студент
Садиров Ё.Х.

Группа
0401
Тема работы: Разработка индуктора для непрерывно-последовательного нагрева цилиндрической детали
№ п/п
Наименование работ
Срок выполнения
1
Обзор литературы по теме работы
00.00 – 00.00
2
Наименование раздела
00.00 – 00.00
3
Наименование раздела
00.00 – 00.00
4
Наименование раздела
00.00 – 00.00
5
Оформление пояснительной записки
00.00 – 00.00
6
Оформление иллюстративного материала
00.00 – 00.00

Студент

Садиров Ё.Х.
Руководитель:ассистент каф. ЭТПТ, Dr.-Ing

Кудряш М.Н.
                            (Уч. степень, уч. звание)


Консультант

Иванов И.И.
                            (Уч. степень, уч. звание)


АННОТАЦИЯ









































СОДЕРЖАНИЕ
Стр
Введение …………………………………………………………………….
Глава 1.РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНДУКТОРА ДЛЯ НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ДЕТАЛИ
 Ознакомление с принципом индукционного нагрева и 
изучение методик для расчета индукторов…………………………
 Изучение индукционного генератора Minac 12/18 и его
 системы управления…………………………………………………
 Расчет и проектирование индуктора для нагрева 
цилиндрической детали……………………………………………..
Глава2.РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
2.1.Ознакомление с принципом действия шаговый двигатель и   
шагового    привода………………………………………………….
2.2.   Система и элементы линейного перемещения………………………
2.3.   Расчёт и проектирование механизма вращения детали и
 перемещения индуктора……………………………………………….
Глава 3.РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО НАГРЕВА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
3.1.   Проектирование элементов линейного перемещения
индуктора и  вращения детали в виде формат  3D………………
3.2.Системы управления механизмы вращения детали 
и перемещения индуктора……………………………………………
Глава 4.
4.1.  Разработка чертежей блок управления и элементов линейного перемещения индуктора и  вращения детали………………………...
4.2.   Чертежи  все элементы в виде формат 3D…………………………
Заключение……………………………………………………………..
         Литература...............................................................................................










ВВЕДЕНИЕ 

     Индукционный нагрев базируется в поглощении электромагнитной энергии железными туловищами,закаченными в моментально неустойчивое 
магнитное поле. Согласно закону электромагнитной индукции втуловище 
(заготовке, продукте) наводится ЭДС перед воздействием какой в туловище 
проходят, таким (образом именуемые вихревые токи, нагревающие туло-вище.Основные составляющие установок индукционного нагрева это источ-ник питания и индуктор. В аппаратахтипичною частоты в свойстве источ-ников питания применяют транзисторные преобразователи.
     Установки индуктивного нагрева испущены в производственных 
фирмах.В исправительном изготовлениитоки средней и высочайшей частоты используются с целью сквозного и поверхностного нагрева элементов счугуна и стали под закалку, перед теплой диструкцией (вязкой, штамповкой), при возобновлении элементовспособами наплавки и индукционной металлизации, при пайке жесткими припоями и др. 
     Особенноеположение захватывает неглубокая закаливание элементов. 
Вероятность сосредоточения силы вустановленном участке элемента дает 
возможность приобретать комбинирование внешнего здорового пласта с пластичностью глубоких кругов, что же существенно увеличивает износоустой-чивость и надежность к знакопеременным и результативным перегрузкам. 
Низкочастотный (50 Гц) наведенный нагреваниеобретает использование в 
электро-водонагревателях










 ОЗНАКОМЛЕНИЕ  С ПРИНЦИПОМ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА И ИЗУЧЕНИЕ  МЕТОДИК ДЛЯ РАСЧЁТА ИНДУКТОРОВ

     Принцип индукционного нагрева содержится в преображении энергии электромагнитного поля, съедаемой электропроводным нагреваемым объектом, в тепловую энергию. В установках индукционного нагрева индуктор творит электромагнитное поле. Индуктор дает собой многовитковую цилиндрическую катушку (соленоид). При пропускании переменного электрического тока через индуктор, кругом индуктора появляется переменное магнитное поле.
Нагреваемый предмет помещают вовнутрь индуктора либо вблизи с ним. Изменяющийся поток вектора магнитной индукции, сделанный индуктором, пронизывает нагреваемый предмет и индуктирует электрическое поле. Электрические полосы данного поля размещены в плоскости, перпендикулярной течению магнитного потока и замкнуты, т.е электрическое поле в нагреваемом объекте перемещает вихревой характер. Перед деянием электрического поля сообразно закону Ома, появится токи проводимости(вихревые токи ).
	В нагреваемом объекте энергия индуктированного переменного электрического поля необратимо переходит в тепловую. Это тепловое рассеивание энергии, следствием что считается нагрев объекта, ориентируется существованием токов проводимости (вихревые токов). Наверное - третье перевоплощение энергии электромагнитного поля, при этом энергетическое соответствие данного перевоплощения описывается 
законодательством Джоуля Ленца 
	Аппарат для индукционного нагрева металлов состоит обычно из последующих главных частей• 
 генератор высочайшей частоты;
 индуктор,представляющий собой спираль подходящей формы
поперечного сечения, либо провод какой-никакой-или формы в       зависимости от вида нагреваемого объекта;
 конденсаторная батарея, компенсирующая маленький коэффициент мощности индуктора
Существует два основных методов нагрева 
 Метод одновременного нагрева 
2)Метод непрерывно последовательный нагрева 
	Метод одновременного способа содержится в том, будто закаливаемая деталь устанавливается в индуктор и греется сразу сообразно всей плоскости, которую необходимо укреплять. Данный способ используют для деталей с не большей поверхностью(втулок пальцев, роликов и .т.д) если деталь круглой формы, то для наиболее равномерного нагрева ее приводят во вращение опосля нагрева по требуемой температуры индуктор отключается, и автоматически включается подача охлаждающей воды. охлаждение, как и нагрев, проводится одновременно по всей поверхности.
	Непрерывно-последовательный метод обработки состоит в том, что индуктор непрерывно перемещается относительно детали, а за индуктором движется сблокированное с ним охлаждающее устройство в виде спрейера. Таким образом последовательно нагревается и закаливается вся поверхность детали. Если деталь имеет круглую форму, то для большей равномерности нагрева она вращается вокруг своей оси 
	Способ индукционного нагрева базируется на использовании последующих главных законов и явлений 
 :Закон электромагнитный индукции
 Поверхностный эффект 
 Эффект близости
 Изменение свойств стали в процессе  нагреве 
Выбор и расчет индуктора состоит из следующих этапов:• 
 Соответственно  деталь выбирается конфигурация индуктора; 
 отбор частоты, глубины и ширины закаленного слоя; теплового расчета в итоге которого ориентируются мощность и время, требуемое для нагрева детали на установленную глубину при данной температуре плоскости;
 электротехническогорасчета, который дозволяет избрать главные характеристики индуктора, конечную его конфигурацию и его остывание;
   
   






























2.Изучение индукционного генератораMinac 12/18 и его системы управления

	Мобильные индукционные систем серии Minac еще наиболее элементарный эксплуатации, нежели их возымевшие признание предшественники.Индукционный генератор поставляетсяпроизводителем готовой к эксплуатации. 
Все, что необходимо сделать после поставки, это:
1. закрепить индуктор,
2. включить источник электропитания,
3. включить остужающую воду.
	В моделях с закрытыми системами остывания нужно лишь включить
источник электропитания. Опосля установки генератора Minac точная многоязычная панель управления на базе меню гарантирует очень комфортные сервис.
	Не считая такого, таковым упрошенным интерфейсом управления пользователя обустроено все оснащение серии Minac. Почти все модели Minac поставляются в выполнении "Twin" (двойная система) с 2-мя независящими выходами силы. Варианты Twin имеют разделенные мониторы панели управления сообразно 1 для всякого выхода силы. Оборудованием Minac легко управлять. Переносные трансформаторы (HHT) имеют клавиши подключениявыключения и четкие регуляторы силы. 
Практически, действовать с трансформаторами HHT этак ведь элементарно, как с обыкновенной электродрелью. 
Эластичные кабели с водяным остыванием, объединяющие трансформатор с преобразователем, гарантируют удачный доступ к болванкам.
     С аппаратом Minac разрешено заполучить стремительный, четкий(наг-рев конкретной доли подробности) нагрев с высочайшей ступенью повторяемости, будто существенно усиливает производительность.
     Для подключения и регулировки значения выходящий силы установок Мinac работает курок переносного трансформатора. Эластичный кабель
переносного трансформатора по 10 метров протяженностью отчуждает вероятность производить подробности в труднодоступных местах.
     Данный индукционный генератор серии Minac 12/18 представлено на рисунке 1.
         
Рисунок 1-Мобильные установки индукционного нагрева генератор серии Minac12/18

     Дляудобство оператора работают комфортные ручки на трансформаторе и сменный опорный трос. Микроконтроллер установки дозволяет предварительно выставлять температуру нагрева, а еще программировать очередности нагрева с плавным повышением, убавлением и поддержанием значения выходящий силы в установленный отрезок времени.Еще может быть смотреть из-за энергии, выделенной в нагреваемой детали.
     Эти способности установки разрешают заполучить процесс с высочайшей ступенью повторяемости и вероятностью контролирования нагрева. Переносимость установкии ее приспособленность  просторный 
     
разряд разных применений индукционного нагрева дозволяет нам исполнить фактически всякую задачку нагрева.Установки Minacвыпускаются на наибольшую выходную мощность от 10 по 220 кВт при работе в повторно-коротко временном режиме. При постоянномработе наибольшая выходная мощность располагаться в пределах от 6 по 140 кВт. Рабочий спектр частот от 10 по 25 кГц.























3.Расчет и проектирование индуктора для нагрева цилиндрической
детали

Длярасчёт  индуктора  заданы параметры:
Диаметр  заготовки                    D2=20 мм;
Длина заготовки                         а2=200 мм; 
Напряжение на индукторе          U=30  В; 
Мощность генератора                  P=18  кВт 
В формулы все размеры подставляются в метрах,
 Диаметр индуктора 

             D1=(1,5 ?2,5) D2 =1,5 ? 0,02= 0,03м

 Длина индуктора 
для нагревателя периодического действия

a_1=a_2 +(1 ?1,5) D1 =0,02+(1 ?0,03)=0,05м

 Горячая глубина проникновения  тока

?_к= 0.5/?f = 0.5/?18000 =0.00372 м

m_2 =D_2/(?2 ?_к )=0.02/(?2?0.00372) =3.8

При m_2>3
A=0.3;B=0.37

  Активные и внутреннее реактивное сопротивления цилиндра:

? r?_2=(??_2 m_(2 )^2 A)/a_2  =(3.14 ??10?^(-6) ?3.8?^(2  )? 0.3)/0.02=6.81??10?^(-4) Ом

?    х?_2м =(? r?_2 В)/А =(6.8??10?^(-4)?0.37)/0,3 =8.38??10?^(-4) Ом

где   ?_2=?10?^(-6) Ом?м–удельная сопротивления для стали


  Реактивное сопротивление:
х_0=(x_10 k_1 a_1)/((a_1-a_2 k_(1 )))= (20??10?^(-4)?0,9?0,05)/((0,05-0.02?0.85)) =27,27??10?^(-4) Ом

где k-поправочный  коэффициент 
k_1-f(D_1/a_1) =f (0.535)=0.9

x_10=(?????_(0 ?S_1 ))/a_1 =(2?3,14? 18??10?^3?4??3,14?10?^(-7)?7??10?^(-4))/0,05 =20??10?^(-4) Ом

Площадь поперечного  сечения провода.
	
S_1= (?D_1^2)/4=(3,14??0,03?^2)/4 =7??10?^(-4) м^2

  Реактивность рассеяния индуктора .

x_s =???^2 (D_1^2-D_2^2 )??10?^(-7)/a_2  =113.04???10?^3?3,14?^2?(?(?0,03?^2-?0,02?^2 ))?
??10?^(-7)/0,02= 27,8??10?^(-4) Ом

7)Коэффициент приведения активного сопротивления цилиндра :

c=1/??( r_2/x_0 )?^2+(1+ (x_s+x_2м)/x_0 )?^2 =1/?? ( (6,81??10?^(-4))/(27,27??10?^(-4) ))?^2+(1+ (27,8??10?^(-4)+8,38??10?^(-4))/(27,27??10?^(-4) ))?^2 = 0.185

Приведенное активное сопротивления цилиндра:
?r??_2=cr_2=0,185?6,81??10?^(-4)=1.26??10?^(-4) Ом
Приведенное реактивное сопротивление :

?x??_2=c[x_s+x_2м+(?( x_s+x_2м)?^2+(r_2^2))/x_0 ]= 
0,185?[27.8??10?^(-4)+8,38??10?^(-4)+?(27,8??10?^(-4)+8.38??10?^(-4) )^2+(6.81??10?^(-4) )?^2/(27,27??10?^(-4) )]==15,7??10?^(-4) Ом

10) Толщина индуктирующего провода выбирается по возможности близкой к оптимальной, равной  d_(1 )? 1.6?_(1 )=1,6 ?5.2??10?^(-4)=8,32??10?^(-4) м;
?_1=0.07/?f=0.07/?18000 =5.2??10?^(-4)м
Так как у нас толщина индуктирующего провода d_(1 )=0,8 мм и этот толщина очень тонкая и не прочная поэтому, толшину передной стенкивыбираем
равной ? d?_(1 )=2мм
11) Активное и внутреннее реактивное сопротивления индуктирующего провода:
r_1п=(?_1 ??D^'?_1)/((a_1 d_1 g) )=(2??10?^(-8)?3.14?0.03052)/((0.05?0.002?0.87) )=2,2??10?^(-5)  Ом
?D^'?_1=D1 +?_1 = 0,03+0,00052=0,03052м  при ? d?_(1 )>?_1
?_1=2??10?^(-8)-удельное сопротивления меди [Ом?м]
g=коэффициент заполнения индуктора медью по высоте  (0,85 ?0,9)
r_1=r_1п k_r=2,2??10?^(-5)?3,7=8,14??10?^(-5)Ом
x_1м=r_1п k_x=2,2??10?^(-5)?3,65=8,03??10?^(-5)Ом
где   k_r=k_x=f (d_(1 )/?_1) =  зависимость  поправочных коэффициентов для             вычисления активного и внутреннего  реактивного сопротивления от относительной толщины  проводника 
d_1/?_1 =(2??10?^(-3))/(5.2??10?^(-4) )=3,8

k_r=1,5- коэффициент увелечения активного сопротивления              k_x=1,23-коэффициент изменения внутренного реактивно                                    сопротивления
12) Эквивалентное активное, реактивное и полное сопротивления индуктора:
r_э=r_1+?r'?_2=8,14??10?^(-5)+1,26??10?^(-4)=?2,07 ?10?^(-4)Ом
x_э=x_1м+?x'?_2=8,03??10?^(-5)+15,7? ?10?^(-4)=16,5??10?^(-4)Ом
z_э=?(r_э+x_э ) =?(?2,07?^2+?16,5?^2 )??10?^(-4) =16,62??10?^(-4)Ом
13) Коэффициент полезного действия индуктора :
?_и=(r_2^')/r_э =(1,26??10?^(-4))/(2,07??10?^(-4) )=0,6
14) Коэффициент мощности индуктора :
cos?=r_э/z_э =?2,07 ?10?^(-4)/(16,62??10?^(-4) )=0,12
15) Полезная средняя мощность:
P_т=8,5??10?^5  G/t_k = 8,5??10?^5  0,048/5,56=7,33 квт
G=(??D_2^2)/4 a_2 ?=(3,14??0,02?^2?0,02?7,8*?10?^3)/4=0,048 кг
t_k=KD_2^'2=2.1??10?^4?(?0,01628?^2)=5,56 cек
где-G-   масса заготовок в   кг
t_k – время нагрева
D_2^'-приведенный диаметр для цилиндрических и наименьший размер          сечения для прямоугольных заготовок;
?-       глубина слоя в котором выделяется  главная часть энергии        индуктированного тока
?=?_к  при   D_2/?_к ?5;
так как: D_2/?_к =0,02/0,00372=5,37?5;  ?=?_к=0.00372  м
D_2^'=D_2-? = 0.02-0.00372=0.01628 м
16) Тепловые потери через изолирующий цилиндр
?P_T=(3.74?a_1)/lg(D_1/D_2 ) =(3.74?0.05)/lg(0.03/0.02) =1,06 квт
17)Полная средняя мощность в заготовке
P_2=P_т+?P_т=7,33+1,06=8,39 квт
Ток в индукторе:
I_и^'=?(P_2/(r_2^' ))=?((8,39??10?^3)/(1,26??10?^(-4) ))=8,16??10?^3 A
Плотность тока в индукторе
?_(и ?)  (I_И^' ??10?^(-6))/(a_1??_1?g)=(8,1??10?^3 ??10?^(-6))/(0.05?5.2??10?^(-4)?0.87)=358A
20)Напряжение на индукторе
U_и^'=I_и^'?z_э=8,1??10?^3?16,62??10?^(-4)=13,5 В
21)Полныйк.п.д.  индуктора
?_t=P_т/P_2 =7,33/8,39=0,87
?=?_и??_t=0,6?0,87=0,52
22)Мощность подведенная к индуктора
P_и=P_2/?_и =P_т/?=7,33/0,52=14,09 квт
23)Число витков индуктора
?=U_и/U_и^'=30/13,5?2,22 вит
Принимаем ?=2 вит;
Высота витка:
b=(a_1 g)/(?+1)=(0.05?0.87)/(2+1)=0.0145м
24)Ток в индукторе
I_и=(I_и^')/?=(8,1??10?^3)/2=4050 А
25)Активное, реактивное и полное сопротивления индуктора 
r_и=?^2?r_э=2^2??2,07 ?10?^(-4)=8,28??10?^(-4)Ом
x_и=?^2?x_э=2^2?16,5??10?^(-4)=66??10?^(-4)Ом
r_и=?^2?z_э=2^2?16,62+??10?^(-4)=66,48??10?^(-4)Ом
27)Количество охлаждающей воды
W=(0.24?P??10?^(-3))/((T_2-T_1))=(0.24?6,7??10?^(-3))/30=0,0535???10?^(-3)   м?^3/сек
?P=P_т (1/?-1)=7,33(1/0,52-1)=6,7 квт
T_2-T_1=30?-разность температур воды на выходе и входе;

28) Площадь отверстия трубки
s=W/?=(0,0535??10?^(-3))/2?2,6??10?^(-5) м^2
Принимаем  скорость  воды  ?=2 м?сек, обычно ?=1?2 м?сек

29)   Размеры трубки индуктирующего провода
b=(a_1?g)/(?+1)=(0.05?0.87)/(2+1) 0.0145м
Выбираем трубку (15 х 10 х 2) мм.

30)    Проверка на турбулентность:

           Гидравлический диаметр
D_0=4s/F=(4?2,6??10?^(-5))/[2(15+10)??10?^(-3) ] =0,208??10?^(-2)  м
где  F-охлаждаемый периметр трубки, м
s- площадь отверстия трубки м^2

Критерий Рейнольда
R_e=(?D_0)/?^' =(2?0,208??10?^(-2))/(0.66??10?^(-6) )=6,3??10?^5>2300
т.е движение турбулентное, так как R_e>2300

31)   Перепад давления по длине трубки

      Коэффициент сопротивления при шероховатости
?_1=?10?^(-2) (k/D_0 )^0.314=?10?^(-2) (3/0,00208)^0.314=0,098
где k= 3- коэффициент шероховатости 
Длина трубки 
l_и=?D_1 ?=3.14?0.03?2=0,18 м


?p=(?4.9??10?^2 ??_1 ?^2 l_и)/D_0 =(4.9??10?^2?0.098?2^2?0,18)/(0,208??10?^(-2) )=16,6??10?^3  н?м^2 
Чтобы учесть возможные местные уменьшения сечения трубки припайке, а также повороты у выводов, следует полученный результат увеличить в 1,5- раза 
??p?^'=1,5?16,6??10?^3=25??10?^3  н?м^2 
Если индуктор питается от городского водопровода, то перепад давления  не должен превышать 2??10?^5  н?м^2   .





2.Ознакомление с принципом действия шаговый двигатель и шагового привода
2.1. Шаговый  электродвигатель
Шаговый электродвигатель – наверное синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток подаваемый в 1 из обмоток статора вызывает фиксацию ротора. Поочередная активация обмоток мотора вызывает дискретные угловые движения (шаги)ротора.[3]
Конструктивно шаговые электродвигатели состоят из статора, на магнито-жесткого был использован. Шаговые двигатели с магнитным ротором разрешают получать более значительный крутящий момент и гарантируют фиксацию ротора при обесточенных обмотках.
Статор гибридного двигателя еще владеет зубцы, обеспечивая огромное численность эквивалентных полюсов, в различие от главных полюсов, на каких размещены обмотки. Традиционно используются 4 главных полюса для 3.6 град. движков и 8 главных полюсов для 1.8 — 0.9 град. движков. Зубцы ротора гарантируют наименьшее противодействие магнитной цепи в конкретных положениях ротора, что делает лучше неподвижный и динамический момент. Наверное гарантируется подходящим месторасположением зубцов, когда часть зубцов ротора располагаться взыскательно против зубцов статора, а часть между ними.
Ротор гибридного мотора владеет зубцы, находящиеся в осевом направленности. Ротор поделен на 2 доли, между которыми размещен трубчатый неизменный магнит. Таковым образом, зубцы верхней половинки ротора считаются северными полюсами, а зубцы нижней половинки — южными. Не считая такого, верхняя и нижняя половинки ротора направлены приятель условно приятеля на половину угла шага зубцов. Количество пар полюсов ротора одинаково численности зубцов на одной из его половинок. Зубчатые полюсные наконечники ротора, как и статор, набраны из отдельных пластинок для убавления утрат на вихревые токи.
Использование. В машиностроении величайшее распределение возымели приподнято моментные двухфазные гибридные шаговые электродвигатели с угловым движением 1,8°/шаг (200 шагов/кругооборот) либо 0,9°/шаг (400 шаг/о). Пунктуальность выставления шага ориентируется качеством механической отделки ротора и статора электродвигателя. Изготовители современных шаговых электродвигателей обеспечивают пунктуальность выставления шага в отсутствии перегрузки по 5 % от величины шага.
Шаговые электродвигатели используются в приводах машин и устройств, работающих в старт-стопном режиме, либо в приводах постоянного перемещения, в каком месте правящее действие задаётся последовательностью электро импульсов, к примеру, в станках с ЧПУ.
Шаговые двигатели с неизменными магнитами имеют все шансы использоваться в качестве измерителей угла поворота благодаря возникновению ЭДС на обмотках при вращении ротора. При данном, несмотря на удобство использования и неплохую пунктуальность и воспроизводимость, нужно учесть, что:
• В отсутствии вращения вала недостает ЭДС; найти состояние стоящего вала невозможно.
• Вероятна приостановка вала в зоне неуравновешенного баланса (переходно меж полюсами) ШД. Следующий запуск вала приведёт к тому, что, в зависимости от чувствительности компаратора, станет пропуск данного полюса, либо два импульса заместо одного. В двух вариантах все последующие отсчёты станут с ошибкой на один шаг. Для фактически совершенного, однако никак не 100%, уничтожения такового поведения нужно использовать муфту с подходящим гистерезисом (угловым люфтом)
Шаговые электродвигатели стандартизованы национальной ассоциацией 
изготовителей электрооборудования (NEMA) сообразно посадочным 
объемам и объему фланца: NEMA 17, NEMA 23, NEMA 34, величина фланца 42 мм, 57 мм, 86 мм, 110 мм соответственно. Шаговые электродвигатели NEMA 23 имеют все шансы создавать крутящий момент по 30 кгс*см, NEMA 34 по 120 кгс*см и по 210 кгс*см для движков с фланцем 110 мм. [2]
Пример шаговый двигатель сери NEMA 23 представлено на рисунке 2.



Рисунок 2- Шаговый электродвигатель серии NEMA 23.

Шаговые движки создают сравнимо высочайший момент при невысоких скоростях вращения. Момент значительно падает при повышении скорости вращения.

Преимущества.
     Главное преимущество шаговых приводов - пунктуальность. При подаче потенциалов на обмотки шаговый движок обернется взыскательно на установленный угол.
     Недостатки
     Вероятность «проскальзывания» ротора — более популярная проблема данных двигателей. Наверное имеет возможность случится при превышении перегрузки на валу, при неверной настройке управляющей программы (к примеру, убыстрение старта либо торможения никак не правильно перемещаемой массе), при приближении скорости вращения к резонансной. Электрически наверное никак не имеет возможность существовать подмечено, потому контроллер все следующие перемещения станет создавать с ошибкой. Для ответственных применений устанавливают датчики обратной взаимосвязи (контроль вращения либо движения), однако эти датчики довольно дороги. Присутствие измерителя дозволяет найти проблему, однако автоматом скомпенсировать ее в отсутствии приостановки производственной програмки может быть лишь в совсем редкостных вариантах. Чтоб избежать проскальзывания ротора, как один из методик, разрешено прирастить мощность двигателя


1


.......................