Четырехфазный шаговый электродвигатель ШДА-2ФКА
Общие сведения
Четырехфазный шаговый электродвигатель ШДА-2фКА предназначен для отработки дискретных угловых перемещений при переключении его обмоток, осуществляемом специальным электронным коммутирующим устройством.
Двигатель предназначен для внутригосударственных поставок и для поставок на экспорт.
Структура условного обозначения
ШДА-2фКА:
ШДА - шаговый двигатель с активным ротором;
2 - условное обозначение габарита;
ф - с внутренней магнитной фиксацией ротора;
КА - модификация исполнения.
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды при эксплуатации:
От 0 до 60°С в номинальном режиме работы.
От 0 до 80°С в кратковременном режиме при фиксированной стоянке под током или при частоте управляющих импульсов 125 Гц с продолжительностью рабочего периода 30 мин.
Верхнее значение относительной влажности окружающей среды в течение 10 сут в составе привода - 98% при температуре 40°С.
Пониженное атмосферное давление в течение 5 мин - 133·10-6 Па.
Повышенное давление воздуха или другого газа - 122 кПа.
Двигатель стоек к воздействию смены температур от минус 50 до 115°С.
Двигатель выдерживает воздействие:
вибрационных нагрузок: в диапазоне частот от 25 до 30 Гц с ускорением 19,6 м·с-2 (2 g) в течение 30 мин;
в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц с ускорением от 39,24 до 206,01 м·с-2 (от 4 до 21 g), при амплитуде, не превышающей 1,5 мм;
линейных (центробежных) нагрузок с ускорением 147 м·с-2 (15 g) в течение 30 мин.
При воздействии вибрационных нагрузок ускорение изменяется по линейному закону.
Номинальный режим работы двигателя кратковременный с продолжительностью рабочего периода 10 мин при окружающей температуре от 0 до 35°С.
Допускается работа при температуре до 60°С.
Допустимые режимы работы двигателя при фиксированной стоянке под током или при частоте управляющих импульсов 125 Гц:
продолжительный при температуре окружающей среды от 0 до 35°С;
кратковременный с продолжительностью рабочего периода 30 мин при температуре окружающей среды до 80°С.
После работы в указанных режимах перерыв для охлаждения двигателя до температуры не выше 35°С должен быть не менее 2 ч.
Конструктивное исполнение по способу монтажа - IМ9181 в соответствии с ГОСТ 2479-79.
Рабочее положение в пространстве произвольное.
Сопротивление изоляции электрически не связанных между собой обмоток и других токоведущих цепей относительно друг друга и раздельно относительно корпуса составляет не менее:
20 МОм в нормальных климатических условиях при практически холодном состоянии.
2 МОм во всех условиях в процессе эксплуатации и хранения.
Изоляция электрических цепей относительно корпуса двигателя в нормальных климатических условиях выдерживает без пробоя и перекрытия воздействие испытательного напряжения 500 В (действующее значение), а изоляция электрически не связанных между собой обмоток относительно друг друга - испытательного напряжения 250 В (действующее значение) переменного тока частотой 50 Гц.
Двигатель соответствует требованиям технических условий ИЖБК.521.374.011 ТУ и комплекта документаций согласно ИЖБК.521.374.011.
Двигатель в упакованном для транспортирования виде стоек к воздействию ударных нагрузок:
с ускорением 49,5 м·с-2 (5g) при длительности импульса от 1 до 6 мс и количестве ударов 500;
с ускорением 98,1 м·с-2 (10g) при длительности импульса от 1 до 10 мс и количестве ударов 15000;
с ускорением 147,2 м·с-2 (15g) при длительности импульса от 1 до 10 мс и количестве ударов 5000.
Ориентировочное количество ударов в минуту от 40 до 80.
Температура окружающего воздуха при транспортировании двигателя в упаковке предприятия-изготовителя от минус 60 до 65°С.
Допускается транспортирование в составе аппаратуры изделия в сухом воздухе с начальной точкой росы не выше минус 45°С при температуре окружающей среды от минус 50 до 60°С любым видом транспорта без ограничения скорости и расстояния.
Условия хранения двигателя соответствуют условиям I (отапливаемое хранилище) и условиям 5 (навесы в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом) ГОСТ 15150-69.
Эксплуатацию двигателей следует проводить в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации ИЖБК.521.374.011 ТО.
При хранении двигателя в составе аппаратуры изделия допускается проведение регламентных проверок путем подачи импульсов напряжения питания на обмотки.
Для сохранения работоспособности двигателя кабельная сеть, соединяющая двигатель с электронным коммутирующим устройством, должна быть экранирована.
После монтажа двигателя в аппаратуру изделия допускается трехкратная проверка электрической прочности изоляции токоведущих частей относительно корпуса напряжением 400 В (действующее значение) в течение 1 мин.
Изготовитель гарантирует качество двигателя при соблюдении режимов работы и условий эксплуатации, правил хранения и транспортирования, а также указаний по установке и монтажу. % ИЖБК.521.374.011 ТУ,ИЖБК.521.374.011
Технические характеристики
Напряжение питания, В - 27- + Номинальный вращающий момент при нагрузке, имеющей пружинный характер, Н·м - 58,8·10-4 Номинальный момент инерции нагрузки, кг·м2 - 2,94·10-7 Номинальная приемистость, шаг·с-1, не менее - 125 Номинальный шаг,...° - 22,5 Максимальная приемистость, шаг·с-1, не менее - 220 Потребляемый ток, А, не более - 0,56 Статический фиксирующий момент, Н·м, не менее - 29,4·10-4 Момент инерции ротора двигателя, кг·м2 - 1,66·10-7 Сопротивление обмотки фазы постоянному току, приведенное к температуре 20°С, Ом - 127,5-142,5 Статическая погрешность отработки шагов при холостом ходе, %, не более - ±10 Индуктивность обмотки, мГн - 45-55 Масса двигателя, кг, не более - 0,27
Примечания: 1. Под напряжением питания понимают напряжение на выводах двигателя, находящегося в режиме фиксированной стоянки под током.
2. Под потребляемым током понимают среднее значение тока, протекающего в общем проводе, образованном соединением выводов 2 и 5 в соответствии с рис. 1.
Принципиальная электрическая схема подключения электродвигателя
ШДА-2фКА к электронному коммутирующему устройству:
S - электронное коммутирующее устройство;
М - двигатель;
G - генератор импульсов;
PA - амперметр;
PV - вольтметр
Двигатель в течение 0,1 с допускает повышение напряжения питания до 33,5 В, а в течение 0,05 с - понижение напряжения питания до 17,5 В в режимах, упомянутых выше.
Двигатель допускает изменение направления вращения с частотой реверса до 20 Гц (при количестве импульсов в серии до пяти) без пропуска шага или выбега при частоте управляющих импульсов 125 Гц при всех значениях напряжения питания, упомянутых выше, при этом момент нагрузки на валу и момент инерции нагрузки не должны превышать номинальных значений.
Двигатель допускает работу на механических упорах в приводах, указанных в технических условиях ИЖБК.521.374.011.1 ТУ, при подаче на обмотки статора импульсов напряжения в последовательности, указанной на рис. 2 и описанной в разделе "Конструкция и принцип действия", суммарно 60 мин.
Форма импульсов напряжения:
U - напряжение питания;
t - время;
a - длительность фронта импульса, a Ј10 мкс;
b - временной сдвиг между импульсами, b/T = 0,025±0,05;
t1 - длительность импульса напряжения в обмотке фазы, t/T = 0,5±0,07;
T - период импульсов напряжения в обмотке фазы
Величина динамической погрешности при отработке одиночных управляющих импульсов или серии управляющих импульсов с частотой 125 Гц не превышает 1,5 шага при номинальных значениях момента нагрузки на валу и момента инерции нагрузки и всех значениях напряжения питания, упомянутых выше.
Предельное значение приемистости двигателя при номинальном моменте инерции нагрузки составляет не менее 125 шаг·с-1 в следующих режимах и условиях:
моменте нагрузки на валу 54·10-4 Н·м, напряжении питания 21 В и повышении температуры во время номинального режима до 60°С;
моменте нагрузки на валу 54·10-4 Н·м, напряжении питания 23 В в кратковременном режиме с продолжительностью рабочего периода 30 мин и окружающей температуре 80°С (допустимый режим работы двигателя при фиксированной стоянке под током или при частоте управляющих импульсов 125 Гц);
моменте нагрузки на валу 49·10-4 Н·м, напряжении питания 21 В в продолжительном режиме (допустимый режим работы двигателя при фиксированной стоянке под током или при частоте управляющих импульсов 125 Гц);
моменте нагрузки на валу 49·10-4 Н·м, напряжении питания 20 В и повышении температуры во время номинального режима до 60°С;
моменте нагрузки на валу 39,2·10-4 Н·м, напряжении питания 17,5 В и повышении температуры во время номинального режима до 60°С.
Максимальный статический синхронизирующий момент двигателя при напряжении питания 33,5 В составляет не более 440·10-4 Н·м.
Минимальная наработка двигателя - 36 ч суммарно при частоте управляющих импульсов 125 Гц и 100 ч суммарно при фиксированной стоянке под током, в том числе:
5 ч суммарно в кратковременном режиме с продолжительностью рабочего периода 30 мин при окружающей температуре 80°С;
при одноразовом повышении температуры до 60°С в процессе работы в номинальном режиме.
Минимальный срок службы двигателя - 17 лет.
Минимальный срок сохраняемости двигателя - 17 лет, в том числе:
в упаковке предприятия-изготовителя в отапливаемом хранилище не более 1 года;
вмонтированных в аппаратуру изделия при окружающей температуре от минус 5 до 35°С в сухом воздухе с точкой росы (35±5)°С при нормальном атмосферном давлении и влажности воздуха до 35% в течение 17 лет.
В пределах срока сохраняемости допускается хранение двигателя вмонтированным в аппаратуру защищенного объекта не более 1 года под навесом.
Гарантийная наработка в пределах гарантийного срока эксплуатации - 136 ч.
Гарантийный срок эксплуатации - 17 лет.
Гарантийный срок хранения - 17 лет.
Двигатель четырехфазный, одностаторный, с постоянными магнитами на роторе, реверсивный.
Управление двигателя осуществляется от электронного коммутирующего устройства по четырехтактной системе коммутации.
Принципиальная электрическая схема подключения к электронному коммутирующему устройству показана на рис. 1.
Двигатель имеет активный (с возбуждением от постоянных магнитов) ротор и статор с четырьмя обмотками управления.
В режиме фиксированной стоянки под током в каждый момент времени находятся под напряжением две обмотки управления.
Образующееся при этом магнитное поле удерживает активный ротор в определенном положении.
В режиме дискретного вращения осуществляется коммутация обмоток фаз статора в последовательности, указанной на рис. 2.
При этом происходит дискретное перемещение магнитного поля статора, что приводит к дискретному повороту ротора с единичным шагом 22,5°.
Направление вращения - правое со стороны выхода вала при чередовании импульсов напряжения, указанном на рис. 2.
Для изменения направления вращения вала последовательность чередования импульсов напряжения, подаваемых на выводы обмоток, должна быть следующая: 1,2-4,5; 2,3-4,5; 2,3-5,6; 1,5-5,6; 1,2-4,5 и т.д.
Общий вид двигателя приведен на рис. 3.
Общий вид электродвигателя:
1 - щит;
2 - обмотка;
3 - корпус;
4 - магнит;
5 - магнитопровод;
6 - ротор;
7 - защитная шайба;
8 - вал;
9, 10 - подшипник;
11 - винт;
12 - вывод;
13 - бирка;
14 - втулка;
15, 16 - шайбы регулировочные
Статор двигателя состоит из магнитопровода с четырехфазной обмоткой. Магнитопровод набран из листов матнитомягкого материала толщиной 0,35 мм. Обмотка выполнена медным проводом круглого сечения и уложена в шестнадцати изолированных пазах магнитопровода.
Выводы от обмотки, выполненные двумя параллельными проводами сечением 0,12 мм2 каждый, выходят через изолирующую втулку в щите. На каждый из выводов надета бирка с соответствующей маркировкой.
Корпус и щит выполнены из немагнитного материала.
Статор впрессован в корпус. Для исключения перемещения статора в корпусе на магнитопроводе выполнена лыска, а в корпусе - отверстие. Лыску и отверстие при сборке совмещают и заливают клеем холодного отверждения.
Ротор двигателя типа "звездочка" имеет восемь магнитных полюсов.
Магнитная система ротора состоит из постоянного магнита с направленной кристаллизацией.
Магнит установлен на грани втулки и опрессован термореактивным прессматериалом. Втулка напрессована на вал.
Вал изготовлен из стали, обладающей повышенной коррозийной стойкостью.
Ротор вращается в двух шариковых радиальных однорядных подшипниках. На вал подшипники насажены до упора в заплечики.
Наружные обоймы подшипников установлены в гнездах щита и корпуса.
Щиты к корпусу крепятся винтами.
Ротор имеет осевой люфт величиной до 0,2 мм. Осевой люфт обеспечивается регулировочными шайбами.
Защитная шайба предохраняет от попадания посторонних частиц внутрь двигателя.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателя приведены на рис. 4.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры
электродвигателя ШДА-2фКА
Примечания:
1. ЦМ - центр тяжести.
Координаты центра тяжести указаны ориентировочные.
2. Материал вала сталь 14x17Н2 по ГОСТ 5632-72. ¬
В комплект поставки входят двигатель и паспорт.
Техническое описание и инструкция по эксплуатации высылается потребителю по заказу в одном экземпляре с первой партией двигателей.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
