|
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
(МГС)
INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION
(ISC) |
|
|
ГОСТ |
|
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ |
IEC/TS |
|
СТАНДАРТ |
60034-20-1— |
|
|
2013 |
МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ Часть 20-1 Управляющие двигатели. Шаговые двигатели (IEC/TS 60034-20-1:2002, ЮТ)
Издание официальное
Москва
Стандартинформ
2014
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИН-МАШ)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 11.2013 г. №44-2013)
За принятие стандарта проголосовали:
|
Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004-97 |
Код страт по МК(ИСО 3166)004-97 |
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
|
Беларусь |
BY |
Госстандарт Республики Беларусь |
|
Киргизия |
KG |
Кыргызстандарт |
|
Россия |
RU |
Росстандарт |
|
Таджикистан |
TJ |
Таджикстамдарт |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 08 апреля 2014 г. № 325-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 1ЕСЯЭ 60034-20-1-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01 июня 2015 г.
5 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC/TS 60034-20-1:2002 Rotating electrical machines — Pari 20-1: Control motors-Stepping motors (Машины электрические вращающиеся. Часть 20-1. Управляющие двигатели. Шаговые двигатели).
Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным межаународным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.
Степень соответствия — идентичная (ЮТ).
6 ВЗАМЕН ГОСТ 16264.5-85
ГОСТ IEC/TS 60034-20-1—2013
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
©Стандартинформ, 2014
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
III
Содержание
1 Область применения.....................................................................................................................................1
2 Нормативные ссылки....................................................................................................................................1
3 Термины и определения...............................................................................................................................1
4 Обозначения величин и их размерность.....................................................................................................5
5 Размеры..........................................................................................................................................................6
5.1 Двигатели типа 1 (на основе метрической системы)..........................................................................6
5.2 Двигатели типа 2 (на основе английской системы мер).....................................................................7
6 Методы испытаний и критерии допуска.....................................................................................................10
6.1 Выступающий конец вала, концентричность диаметра втулки и перпендикулярность
установочной поверхности к валу.....................................................................................................10
6.2 Момент инерции ротора.......................................................................................................................11
6.3 Испытание на электрическую прочность............................................................................................11
6 4 Термическое сопротивление и тепловая постоянная времени тт.............................................11
6.6 Индуктивность двигателя....................................................................................................................11
6.7 Сопротивление на постоянном токе...................................................................................................11
6 8 Погрешность угла шага........................................................................................................................11
6.9 Фиксирующий момент..........................................................................................................................11
6.10 Удерживающий момент.....................................................................................................................12
7 Особые испытания......................................................................................................................................12
7.1 Общие положения................................................................................................................................12
7.2 Повышение температуры обмотки.....................................................................................................12
7.3 Механическая характеристика............................................................................................................12
7 4 Выходной сигнал, собственная частота и время установления......................................................12
7.5 Максимальная скорость нарастания выходного напряжения..........................................................12
7.6 Скорость втягивания............................................................................................................................12
7.7 Опрокидывающий момент...................................................................................................................12
7.8 Максимальная скорость обратного хода............................................................................................13
7.9 Резонанс................................................................................................................................................13
8 Паспортная табличка и прочая информация............................................................................................13
8.1 Паспортная табличка...........................................................................................................................13
8.2 Типовые режимы..................................................................................................................................13
8.3 Значения, указываемые производителем..........................................................................................14
8 4 Идентификация проводов и нумерация клемм.................................................................................15
8.5 Оформление каталога.........................................................................................................................16
8.6 Базовые рабочие характеристики.......................................................................................................17
9 Требования к электромагнитной совместимости.....................................................................................17
10 Требования к безопасности......................................................................................................................17
Приложение А (обязательное) Методы испытаний.....................................................................................18
Приложение В (справочное) Особые испытания.........................................................................................23
Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным
международным стандартам..............................................................................................27
IV
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ Часть 20-1
Управляющие двигатели. Шаговые двигатели
Rotating electrical machines.
Part 20-1. Control motors-Stcpping motors
Дата введения — 2015—06—01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на вращающиеся шаговые электродвигатели.
Данный стандарт устанавливает требования к вращающимся управляющим двигателям и методам испытаний. Он также предъявляет требования к размерам, маркировке и информации, представляемой производителем в соответствующих спецификациях и каталогах.
Настоящий стандарт не распространяется на индукционные двигатели, шаговые двигатели гидравлического и храловичкового типа, линейные двигатели, двигатели с механическим коммутатором, синхронные двигатели.
2 Нормативные ссылки
В целях применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
IEC 60034-1:1996 Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance (Машины электрические вращающиеся. Часть 1: Номинальные значения и эксплуатационные характеристики)
IEC 60034-7 Rotating electrical machines — Part 7: Classification of types of construction, mounting arrangements and terminal box position (IM code) (Машины электрические вращающиеся — Часть 7: Классификация типов конструкций и монтажных устройств и положения распределительной коробки (код IM))
IEC 60072-1:1991 Dimensions and output series for rotating electrical machines — Part 1: Frame numbers 56 to 400 and flange numbers 55 to 1080 (Машины электрические вращающиеся. Размеры и ряды выходных мощностей. Часть 1: Габаритные номера от 56 до 400 и номера фланцев от 55 до 1080)
IEC 60072-3:1994 Dimensions and output series for rotating electrical machines — Part 3: Small built-in motors — Flange numbers BF10 to BF50 (Машины электрические вращающиеся. Размеры и ряды выходных мощностей. Часть 3: Малогабаритные встроенные двигатели. Номера фланцев от BF 10 до BF 50)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 осевое давление (усилие) (axial thmst): Сила, действующая на вал вдоль его оси вращения.
3.2 двухполюсный привод (bipolar drive): Система привода шагового двигателя, в которой возбуждение таково, что создающий момент вращения ток меняет направление в обмотках.
Издание официальное
3.3 когтеобразный полюс [canstack construction (claw pole)): Двигатель с постоянным магнитом, где два или более витка удерживаются в своем положении с помощью пары щитков с чередующимися когтями или зубцами.
3.4 когтевой момент (cogging torque): Вращающий момент в невозбужденном двигателе, возникающий от тенденции ротора и статора к взаимному выравниванию в положении минимального магнитного сопротивления.
3.5 коммутация (commutation): Процесс последовательного возбуждения обмоток двигателя, при котором относительная величина угла между магнитными полями статора и ротора поддерживается в заданных пределах.
Примечание — Коммутация осуществляется механическим или электронным способом
3.6 непрерывный опрокидывающий момент, Гс, (continuous stall torque): Максимальный непрерывный опрокидывающий момент, который остановленный двигатель может развивать при данных условиях.
3.7 противоЭДС, Е, (counter e.m.f.): Генерируемое напряжение, производимое относительным движением магнитного поля и обмотки.
Примечания:
1 Как правило, оно дается в виде максимального или среднеквадратичного значения
2 Вид значения напряжения (максимальное или среднеквадратичное) должен быть указан
3.8 коэффициент противоЭДС, КЕ (counter e.m.f. constant (back e.m.f. constant)): ПротивоЭДС на единицу скорости при заданной температуре двигателя.
3.9 позиция остановки (detent position): Положение, в котором ротор двигателя с постоянными магнитами или гибридный шаговый двигатель останавливается при отсутствии питания и нагрузки.
3.10 фиксирующий момент (detent torque): Максимальный фиксирующий момент, который может быть приложен к валу двигателя с невозбужденным постоянным магнитом или гибридного шагового двигателя, чтобы не вызывать постоянного вращения.
3.11 направление вращения (direction of rotation): Направление вращения при взгляде на продолжение вала, находящееся в соответствии с посадочной поверхностью. Вращение вала против часовой стрелки считается положительным, а по часовой стрелке — отрицательным.
3.12 схема возбуждения (drive circuit): Комбинация трансляторной логической схемы и мощного усилителя, который включает фазы шагового двигателя в заданной последовательности.
3.13 момент трения, Г» (friction torque): Сопротивление силы трения, возникающее при вращении ротора двигателя.
3.14 удерживающий момент, 7м (holding torque): Максимальный равномерный момент, который может быть приложен к стрежню шагового двигателя, возбуждаемого заданным током без сообщения ему непрерывного вращения.
3.15 гибридный шаговый двигатель (hybrid (НУ) stepping motor): Шаговый двигатель с постоянными магнитами для поляризации полюсов ротора из низковязкого магнитного материала.
3.16 максимальная скорость обратного хода (maximum reversing rate): Максимальная частота следования импульсов, при которой шаговый двигатель без нагрузки способен войти в режим обратного хода и оставаться в синхронизме при заданных условиях работы привода.
3.17 максимально допустимая рабочая температура (maximum safe operating temperature): Максимальная температура, которую постоянно или интервалами способен в течение заданного срока службы выдерживать шаговый двигатель без ущерба для своих компонентов.
3.18 максимально допустимая скорость для сохранения синхронизма (maximum slew rate): Максимальная частота следования импульсов, при которой шаговый двигатель без нагрузки может оставаться в синхронизме при заданных условиях работы привода.
3.19 режим, или последовательность шагов (mode or step sequence): Определенная последовательность возбуждающих импульсов, генерируемых схемой возбуждения.
3.20 момент инерции ротора (относительно оси), J, (moment of inertia of rotor (about an axis)): Сумма (интеграл) произведений элементов массы тела и квадратов их расстояний от заданной оси.
3.21 превышение или переходное превышение (overshoot or transient overshoot): Величина, на которую вал шагового двигателя поворачивается сверх окончательной заданной позиции шага.
3.22 максимальный ток, /,* (peak current): Максимальный прерывистый ток. который при заданных условиях не вызывает повреждение двигателя или необратимой деградации его характеристик.
ГОСТ IEC/TS 60034-20-1—2013
3.23 пиковый момент, Гр* (peak torque): Максимальный момент, развиваемый двигателем при определенных условиях, когда подается максимально допустимый ток.
3.24 шаговый двигатель с постоянными магнитами (PM) (permanent magnet (PM) stepping motor): Шаговый двигатель с полюсами ротора из постоянного магнита.
3.25 позиционная погрешность (positional error): Отклонение в режиме холостого хода от теоретической финальной позиции после выполнения последовательности шагов, выраженное в процентах от базового угла шага.
3.26 опрокидывающий момент (pull-out torque): Максимальный момент, который может быть приложен к вращающемуся валу шагового двигателя, работающего при заданной частоте следования импульсов при заданных условиях работы привода без вынуждения двигателя пропускать шаги.
3.27 частота следования импульсов (pulse rate): Скорость совершения последовательных шагов.
3.28 радиальная нагрузка (radial road): Сила, действующая на вал двигателя перпендикулярно оси вращения, выраженная как эквивалентное значение силы в середине вала.
3.29 номинальный ток (rated current): Среднеквадратичный ток. протекающий при номинальном напряжении и скорости в пределах температурного режима.
3.30 разрешение (resolution): Величина, обратная количеству шагов на один оборот вала двигателя.
3.31 время установления (setting time): Полное время с момента первого достижения заданного значения до момента, когда амплитуда колебательного движения ротора не уменьшится до 1 % шага или другого заданного значения (см. рисунок 1).
3.32 выходной сигнал (single step response): Выполнение одного шага по команде, как показано на рисунке 1.
3.33 заторможенный ротор (stalled motor (locked motor)): Состояние, при котором ротор удерживается в стационарном положении, в то время как напряжение подано к клеммам двигателя.
3.34 шаг (step): Последовательное движение ротора от какой-либо позиции к следующей.
3.35 угловой шаг (step angle): Угол, на который вал шагового двигателя без нагрузки может повернуться. когда на две соседние фазы подано напряжение.
3.36 погрешность углового шага (step angle error): Максимальное процентное отклонение от теоретически рассчитанного углового шага.
3.37 шаговый двигатель (stepping motor): Двигатель, ротор которого вращается дискретными угловыми приращениями, когда обмотки статора возбуждены в заданном режиме.
3
3.38 шаги за один оборот (steps per revolution): Количество дискретных шагов на один оборот.
3.39 положение шагового двигателя (step position): Угловая величина, характеризующая положение вала возбужденного шагового двигателя, не вызывающая непрерывное вращение.
Примечание — Положение шагового двигателя не обязательно совпадает с позицией остановки.
3.40 синхронизм (synchronism): Состояние, при котором каждый управляющий импульс заставляет ротор поворачиваться на один шаг.
3.41 термическое сопротивление, Rlh (thermal resistance): Сопротивление нагреванию.
3.42 тепловая постоянная времени, тш (thermal time constant): Время, необходимое обмотке двигателя для достижения удельной величины 0.632 от ее постоянного нагрева в стационарном состоянии с постоянной нагрузкой при заданных условиях.
3.43 пульсация момента (torque ripple): Изменение момента, за исключением когтевого момента. за один поворот вала при заданных условиях испытаний, выраженное как отношение половины амплитуды пикового момента к среднему моменту.
3.44 трансляторная логическая схема (translator logic): Логическая схема, которая преобразует серию входящих импульсов в режим избранного типа для шагового электродвигателя.
3.45 коэффициент вязкостного демпфирования (у источника питания с бесконечным сопротивлением), £)v (viscous damping factor (at infinite source impedance)): Мера потерь момента при вращении, которая приблизительно пропорциональны скорости:
4 Обозначения величин и их размерность
|
Таблица 1 — Список обозначений |
|
Обозначение |
Название |
Единица в системе СИ |
|
а |
Коэффициент вязкостного демпфирования |
Нм с |
|
Ев |
ПротивоЭДС |
В |
|
f |
Частота |
Гц |
|
1 |
Ток |
А |
|
Ip* |
Максимальный ток |
А |
|
J |
Момент инерции |
кг м* |
|
Jr |
Момент инерции по отношению к вращающейся оси ротора |
кг м* |
|
Ke |
Коэффициент ПротивоЭДС |
Вс |
|
Кт |
Коэффициент момента |
Нм А1 |
|
L |
Индуктивность |
Гн |
|
m |
Масса |
кг |
|
Po |
Выходная мощность |
Вт |
|
P |
Мощность |
Вт |
|
R |
Сопротивление |
Ом |
|
Rmt |
Входное/выходное сопротивление двигателя |
Ом |
|
Rtn |
Термическое сопротивление |
КВт"1 |
|
T |
Момент |
Нм |
|
Tc |
Непрерывный опрокидывающий момент |
Нм |
|
T, |
Момент трения |
Нм |
|
TH |
Удерживающий момент |
Нм |
|
Tpk |
Пиковый момент |
Нм |
|
V |
Напряжение |
В |
|
V# |
Пиковое напряжение |
В |
|
V, |
Напряжение питания |
В |
|
Of |
Температура в момент времени t |
°с |
|
|
Температура внешней среды |
°с |
|
0/ |
Финальная температура теплового равновесия |
•с |
|
|
Тепловая постоянная времени |
с |
|
w |
Угловая скорость ю = d<p/<tt |
с"1 |
|
5
ГОСТ IEC/TS 60034-20-1—2013
5 Размеры
5.1 Двигатели типа 1 (на основе метрической системы)
Двигатели, за исключением шаговых электродвигателей с когтеобразными полюсами, должны иметь размеры в соответствии с:
IEC 60072-3 — для фланцев с номерами до BF50 включительно;
IEC 60072-1 — для фланцев с номерами свыше BF50.
Шаговые электродвигатели с когтеобразными полюсами должны иметь размеры в соответствии с таблицей 2. см. рисунок 2.
6
