Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что если на шаговый двигатель подать 5 вольт

Шаговый мотор

можно использовать шаговый двигатель от матричного принтера, они достаточно мощные и стабильные SilverShadow, 30 Дек. 10, 14:58

Шаговый движек со всех сторон хорош, но требует достаточно сложной схемы управления.
Это был бы идеальный вариан, если бы не сложность схемы управления.
Kotische, 30 Дек. 10, 17:13

Отличная идея .
Просто гениальная .
Никакой сложной схемы управления там нет !
Если взять шаговый двигатель с подключением обмоток по схеме как на рисунке, то для управления достаточно 4
транзистора в нижнем ключе.
Большинство шаговых двигателей, работают по такой схеме (принтеры).
Сопротивление обмоток шагового двигателя в основном расчитано на 5 или 12 вольт.
Берем в нижнем ключе транзисторы серии IRL, они управляются 5-ю вольтами, прямо с микроконтроллера без драйверов.
http://www.electroprivod.ru/fl57st_h.htm
А вот наша схема
http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=33475
http://www.joyta.ru/551-upravlenie-shagovym-dvigatelem/
Надо только написать прогу в МК и оттарировать подачу, и вывести регулироваку на потенциометр !
Попробую за праздники соорудить опытный образец с шаговым двигателем.

Посл. ред. 31 Дек. 10, 12:21 от MMaster

НАсчет шаговиков я разговаривал с В_Б неделю назад.
Но он мне сказал, что транзисторов нужно восемь, и схема управления очень сложна. Поэтому я эту идею бросил, хотя движок приличный (шаговик, я имею ввиду) у нас стоит дешевле грязи — 400 рублей)))
Погоди радоваться. В_Б более внятно, чем я, распишет тебе подводные камни — тогда и оценишь задачу.
Если получится — будет просто здорово.

П.С. Вроде должны быть специализированные микросхемы, сразу с силовыми ключами, для управления шаговиками. Может, в этом направлении помыслить, граждане?

НАсчет шаговиков я разговаривал с В_Б неделю назад.
Но он мне сказал, что транзисторов нужно восемь, и схема управления очень сложна. Поэтому я эту идею бросил, хотя движок приличный (шаговик, я имею ввиду) у нас стоит дешевле грязи — 400 рублей)))
Погоди радоваться. В_Б более внятно, чем я, распишет тебе подводные камни — тогда и оценишь задачу.
Если получится — будет просто здорово.

П.С. Вроде должны быть специализированные микросхемы, сразу с силовыми ключами, для управления шаговиками. Может, в этом направлении помыслить, граждане?
игорь223, 31 Дек. 10, 12:42

8 транзисторов надо, если шаговый двигатель биполярный с двумя обмотками без средней точки.
Схему которую я нарисовал, реально рабочая, я уже по такой схеме запускал ШД.
Униполярные движки со средней точкой, поэтому и появились, чтоб упростить управление.
Специализированные микросхемы есть, но они рулят при промышленных маштабах выпуска.
В нашем случае на рассыпухе будет дешевле и проще, особенно на этапе отладки.
У меня даже печатные платы есть под похожую схему (управление бесколлекторником).

Посл. ред. 31 Дек. 10, 12:51 от MMaster

Специализированные микросхемы есть, но они рулят при промышленных маштабах выпуска. MMaster, 31 Дек. 10, 12:44

Масштабы выпуска тут не при чем!
Спец микросхемы делают следующие вещи:
1. Все ключи (транзисторы) находятся в одном корпусе.
2. Управление ключами — импульсное (ШИМ)
3. Обратная связь по датчику тока меняет парметры ШИМа.
4. Примитивная логика — не дает открыться двум ключам одновременно (защита от короткого замыкания через ключи)
5. Возможность деления шагов — работа с микрошагом

1. — это чисто удобство, уменьшение количества внешней обвязки.
2. — это потому что для нормальной работы движка, его обмотки требуют управления ТОКОМ, а не напряжением.
Это деалется, вопервых для повышения быстродействия, вовторых для уменьшения нагрева обмоток.
При управлении напряжением, движек будет сильно греться, но работать будет очень медленно и не будет развивать тягового усилия.
3. — это часть пункта 2.
4. — чисто «защита от дурака», и повышение удобства — у драйвера обычно 2 входа, направление вращения и тактовый.
5. — повышается угловое разрешение, это если нужны очень маленькие шаги или очень плавное вращение.

В наших целях это всё действительно не особо актуально.

В нашем случае на рассыпухе будет дешевле и проще, особенно на этапе отладки. MMaster, 31 Дек. 10, 12:44

Да ты шо. 😮
У спец микросхемы всей обвязки мотор да токозадаящий резистор, и управление — два провода, направление и тактовый.
А на рассыпухе делать — зубы вспотеют!
Управление 8 полевиками, каждым в своей фазе, согласитель, всё же несколько не совсем просто.

А вот наша схема. Надо только написать прогу в МК MMaster, 31 Дек. 10, 11:23

Посл. ред. 31 Дек. 10, 15:33 от Kotische

Kotische, обрати внимание на ссылочку, которую дал olegmak3. Ты, наверное, не углядел, что она управляется постоянным напряжением — т.е. положение (число шагов относительно нулевой позиции) шаговика задается уровнем управляющего напряжения. Отличная схема и самый правильный вариант для привода всяких кранов и т.п.

Для привода движка подачи браги прогу нужно немного поменять так, чтобы от уровня управляющего напряжения зависело не положение шаговика, а скорость его вращения. Но там вроде должны были быть исходники.

Правда нужен шаговик с редуктором. olegmak3у хорошо, у него-то есть готовые.

Посл. ред. 31 Дек. 10, 15:56 от Rudy

Правда нужен шаговик с редуктором. olegmak3у хорошо, у него-то есть готовые.
Rudy, 31 Дек. 10, 15:48

собирал на ULN2003 мощность хватает только головки таскать garry1964, 31 Дек. 10, 16:26

Масштабы выпуска тут не при чем!
Спец микросхемы делают следующие вещи:
1. Все ключи (транзисторы) находятся в одном корпусе.
2. Управление ключами — импульсное (ШИМ)
3. Обратная связь по датчику тока меняет парметры ШИМа.
4. Примитивная логика — не дает открыться двум ключам одновременно (защита от короткого замыкания через ключи)
5. Возможность деления шагов — работа с микрошагом

1. — это чисто удобство, уменьшение количества внешней обвязки.
2. — это потому что для нормальной работы движка, его обмотки требуют управления ТОКОМ, а не напряжением.
Это деалется, вопервых для повышения быстродействия, вовторых для уменьшения нагрева обмоток.
При управлении напряжением, движек будет сильно греться, но работать будет очень медленно и не будет развивать тягового усилия.
3. — это часть пункта 2.
4. — чисто «защита от дурака», и повышение удобства — у драйвера обычно 2 входа, направление вращения и тактовый.
5. — повышается угловое разрешение, это если нужны очень маленькие шаги или очень плавное вращение.

В наших целях это всё действительно не особо актуально.
Да ты шо.
У спец микросхемы всей обвязки мотор да токозадаящий резистор, и управление — два провода, направление и тактовый.
А на рассыпухе делать — зубы вспотеют!
Управление 8 полевиками, каждым в своей фазе, согласитель, всё же несколько не совсем просто.
Да так сделать можно, и ДЛЯ НАШИХ ЦЕЛЕЙ это довольно таки неплохой вариант.
Фишка только в том, что ключи будут создавать нехилые помехи,
процессора имеют обыкновение от помех «виснуть»,
а если схема «зависнет» с открытым ключём, то есть большие шансы что ключь и мотор просто сгорят!

Kotische, 31 Дек. 10, 15:22

Посл. ред. 09 Янв. 11, 10:58 от MMaster

Можно конечно и с контролёром а можно и без.
схема 1 и

схема 2
А ещё можно просто одну катушку включить напрямую к переменному току, а другую через конденсатор (как асинхронный движок)
Для общего развития, любой асинхронный движок может работать как шаговый, если на фазы подовать постоянное напряжение попеременно. (напругу только в 4 раза меньше)

Посл. ред. 27 Февр. 11, 18:02 от Селянин

любой 3х фазный асинхронный движок скороткозамкнутым ротором, соединённый на звезду, может работать как шаговый, если на фазы подовать постоянное напряжение попеременно. (напругу только в 4 раза меньше) Селянин, 27 Февр. 11, 18:00

только пока не знаю зачем KD, 27 Февр. 11, 18:58

Все размещаемые материалы отражают исключительно мнения их авторов и могут не совпадать с мнением Администрации форума ХоумДистиллер.

Читать еще:  Ваз калина плавают обороты двигателя на холостом ходу

© 2021 ХоумДистиллер (форум самогонщиков, пивоваров, виноделов, ректификаторов, зерновиков) & Simple Machines LLC
ПК версия

Добро пожаловать на ХоумДистиллер!

Хорошо, что ты зашел к нам, у нас много полезной информации и отличный ПОИСКОВИК в помощь!

Предупреждаем, Форум использует cookie файлы.

Советы для начинающих. Arduino и шаговый двигатель Nema 17

Перед началом очередного проекта на Arduino, было решено использовать шаговый двигатель Nema 17.

Почему именно Nema 17? В первую очередь, из-за отличного соотношения цена/качество.

Перед подключением Nema 17, за плечами был определенный опыт работы с шаговиком 24byj48 (даташит). Управлялся он и с помощью Arduino, и с помощью Raspberry pi, проблем не возникало. Основная прелесть этого двигателя — цена (около 3 долларов в Китае). Причем, за эту сумму вы приобретаете двигатель с драйвером в комплекте. Согласитесь, такое можно даже и спалить, не особо сожалея о содеянном.

Теперь появилась задача поинтереснее. Управлять шаговым двигателем Nema 17 (даташит). Данная модель от оригинального производителя реализуется по цене около 40 долларов. Китайские копии стоят раза в полтора-два дешевле — около 20-30 долларов. Очень удачная модель, которая часто используется в 3D принтерах и CNC-проектах. Первая возникшая проблема — как подобрать драйвер для этого двигателя. Силы тока на пинах Arduino для питания не хватит.

Общие принципы работы шаговых двигателей

Внешний вид шагового двигателя 28-BYJ48 (купить на AliExpress) представлен на следующем рисунке:

Первый вопрос, который напрашивается при взгляде на этот рисунок – почему в отличие от обычного двигателя из этого шагового двигателя выходят 5 проводов различных цветов? Чтобы понять это давайте сначала разберемся с принципами работы шагового двигателя.

Начнем с того, что шаговые двигатели не вращаются, а “шагают”, поэтому они и называются шаговыми двигателями. То есть в один момент времени они будут передвигаться только на один шаг. Чтобы добиться этого в устройстве шаговых двигателей присутствует несколько катушек и на эти катушки нужно подавать питание в определенной последовательности чтобы двигатель вращался (шагал). При подаче питания на каждую катушку двигатель делает один шаг, при последовательной подаче питания на катушки двигатель будет совершать непрерывные шаги, то есть вращаться. Давайте более подробно рассмотрим катушки, присутствующие внутри шагового двигателя.


Как можно видеть из рисунка, двигатель имеет однополярную катушку с 5 выводами. Но фактически это 4 катушки, на которые нужно подавать питание в определенной последовательности. На красные провода необходимо подать +5V, на остальные 4 провода необходимо подать землю чтобы запустить в работу соответствующую катушку. Мы будем использовать плату Arduino чтобы подавать питание на эти катушки в определенной последовательности и тем самым заставлять двигатель вращаться. Более подробно ознакомиться с принципами работы шаговых двигателей можно в статье про подключение шагового двигателя к микроконтроллеру AVR.

Так почему же этот двигатель называется 28-BYJ48? Честно говоря, мы не знаем точного ответа на этот вопрос. Некоторые наиболее важные технические характеристики этого шагового двигателя приведены на следующем рисунке.

На первый взгляд от такого количества характеристик может закружиться голова, но давайте попробуем выделить из них самые важные, те, которые нам понадобятся для дальнейшей работы. Во-первых, мы знаем, что это шаговый двигатель 5V, поэтому необходимо подавать на красный провод 5V. Также мы знаем что это четырехфазный шаговый двигатель поскольку в нем четыре катушки. Передаточное число этого двигателя — 1: 64. Это означает, что вал, который вы видите снаружи, сделает одно полное вращение в том случае, когда двигатель внутри сделает 64 оборота. Это происходит благодаря шестерням, которые включены между двигателем и выходным валом. Эти шестерни помогают в увеличении крутящего момента.

Еще одним важным показателем, который нам следует знать, является угол шага: 5.625°/64. Это значит что когда двигатель сделает последовательность в 8 шагов он будет поворачиваться на 5.625° при каждом шаге и за один полный оборот он сделает 64 шага (5.625*64=360).

Расчет шагов на оборот для шагового двигателя

Важно знать, как рассчитать количество шагов за один оборот для вашего шагового двигателя, потому что только тогда вы можете эффективно его запрограммировать.

В Arduino для управления двигателем мы будем использовать 4-шаговую последовательность, поэтому угол шага будет составлять 11.25°. Поскольку изначально он равен 5.625°(приведен в даташите), то для 8 шаговой последовательности получим 11.25° (5.625*2=11.25).

Справедлива следующая формула:

Количество шагов за оборот = 360 / угол шага.

В нашем случае 360/11.25 = 32 шага за оборот.

Зачем нужен драйвер мотора для управления шаговым двигателем

Большинство шаговых двигателей будут работать только с помощью модуля драйвера мотора. Это связано с тем, что микроконтроллер (в нашем случае плата Arduino) не может обеспечить достаточный ток на своих контактах ввода/вывода для работы двигателя. Поэтому мы будем использовать внешний драйвер мотора для управления нашим шаговым двигателем — модуль ULN2003 (купить на AliExpress). В сети интернет можно найти рейтинги эффективности различных драйверов мотора, но эти рейтинги будут меняться в зависимости от типа используемого шагового двигателя. Основной принцип, которого следует придерживаться при выборе драйвера мотора – он должен обеспечивать достаточный ток для управления шаговым двигателем.

ДОКУМЕНТАЦИЯ

Документация

Инициализация

Библиотека поддерживает два типа драйверов:

  • STEPPER2WIRE – специализированный 2-х проводной драйвер для шагового мотора с протоколом STEP-DIR, например A4988, DRV8825, TMC2208 и прочие.
  • STEPPER4WIRE и STEPPER4WIRE_HALF – 4-х проводной драйвер, т.е. полномостовой (например L298N) или транзисторная сборка (например ULN2003). STEPPER4WIRE управляет мотором в полношаговом режиме (выше скорость и момент).
  • STEPPER4WIRE_HALF – в полушаговом (меньше скорость и момент, но больше шагов на оборот и выше точность).

При инициализации указывается тип драйвера, количество шагов на оборот и пины:

  • GStepper stepper(steps, step, dir); // драйвер step-dir
  • GStepper stepper(steps, step, dir, en); // драйвер step-dir + пин enable
  • GStepper stepper(steps, a1, a2, b1, b2); // драйвер 4 пин
  • GStepper stepper(steps, a1, a2, b1, b2, en); // драйвер 4 пин + enable
  • GStepper stepper(steps, a1, a2, b1, b2); // драйвер 4 пин полушаг
  • GStepper stepper(steps, a1, a2, b1, b2, en); // драйвер 4 пин полушаг + enable

Где steps – количество шагов на один оборот вала для расчётов с градусами, step , dir , a1 , a2 , b1 , b2 – любые GPIO на МК, en – пин отключения драйвера EN, любой GPIO на МК. Пин en опциональный, можно не указывать.

Работа схемы

Схема устройства представлена на следующем рисунке.


Чтобы подавать питание на соответствующие катушки шагового двигателя мы будем использовать цифровые контакты 8, 9, 10 и 11 платы Arduino, к которым подключены соответствующие контакты драйвера двигателей ULN2003. Потенциометр, с помощью которого мы будем управлять вращением шагового двигателя, подключен к аналоговому контакту A0 платы Arduino.

Драйвер мотора запитывается от контакта 5V платы Arduino. Но если вы будете подсоединять какую-нибудь нагрузку к шаговому двигателю, то вам потребуется внешний источник питания для драйвера мотора. Мы в нашем примере эксплуатируем шаговый двигатель без нагрузки, поэтому нам хватило питания от платы Arduino. И не забудьте соединить землю платы Arduino с землей драйвера мотора.

Объяснение программы для платы Arduino

Перед тем как начать писать программу для платы Arduino давайте разберемся что должно происходить внутри этой программы. Как мы уже говорили ранее, мы будем использовать метод 4-шаговой последовательности, то есть нам нужно будет сделать 4 шага чтобы выполнить один полный оборот двигателя.

Номер шагаКонтакты, на которое подается питаниеКатушки, на которое подается питание
Шаг 18 и 9A и B
Шаг 29 и 10B и C
Шаг 310 и 11C и D
Шаг 411 и 8D и A
Читать еще:  Как установить зажигание на двигателе 406 инжекторе

На драйвере мотора есть 4 светодиода, по свечению которых можно судить о том, на какую катушку подается питание в конкретный момент. Более подробно все эти процессы можно посмотреть в видео, приведенном в конце статьи.

Мы напишем программу, в которой необходимое количество шагов для двигателя мы будем вводить в мониторе последовательного порта (serial monitor) платы Arduino. Полный текст программы приведен в конце статьи, здесь же мы рассмотрим наиболее важные его фрагменты.

Как мы рассчитали ранее, полное число шагов для полного оборота нашего шагового двигателя, равно 32, пропишем это в следующей строчке кода:

#define STEPS 32

Далее мы должны сказать плате Arduino через какие ее контакты мы будем управлять шаговым двигателем (то есть к каким ее контактам подключен драйвер мотора).

Stepper stepper (STEPS, 8, 10, 9, 11);

Примечание: последовательность номеров контактов, указанная в приведенной команде (8,10,9,11) – специально упорядочена таким образом чтобы подавать питание на катушки шагового двигателя в правильном порядке. Если вы измените номера контактов, к которым подключен шаговый двигатель, то вы соответствующим образом должны их упорядочить для подачи в приведенную команду.

Мы будем использовать специальную библиотеку для работы с шаговыми двигателями, поэтому для задания скорости вращения шагового двигателя мы можем использовать команду вида:

Для двигателя 28-BYJ48 скорость вращения можно установить в диапазоне от 0 до 200.

Теперь, чтобы двигатель сделал один шаг, мы можем использовать следующую команду:

Количество шагов, которое должен сделать двигатель, определяется переменной “val”. Поскольку мы имеем 32 шага (для оборота) и передаточное число 64 мы должны сделать 2048 (32*64=2048) “шагов” в этой команде для совершения одного полного оборота двигателя.

Соответственно, чтобы шаговый двигатель сделал один шаг по часовой стрелке, необходимо использовать команду:

А один шаг против часовой стрелки:

В нашей программе мы будем считывать значение на аналоговом контакте A0 платы Arduino и сравнивать его с предыдущим значением (Pval). Если оно увеличилось, то мы будем делать 5 шагов двигателем по часовой стрелке, а если уменьшилось – то 5 шагов двигателем против часовой стрелки.

potVal = map(analogRead(A0),0,1024,0,500); if (potVal>Pval) stepper.step(5); if (potVal stepper.step(-5); Pval = potVal;

БИБЛИОТЕКА GYVERSTEPPER

GyverStepper v1.5

GyverStepper – производительная библиотека для управления шаговыми моторами

  • Поддержка 4х фазных (шаг и полушаг) и STEP-DIR драйверов
  • Автоматическое отключение питания при достижении цели
  • Режимы работы: Вращение с заданной скоростью
  • Следование к позиции с ускорением и ограничением скорости
  • Следование к позиции с заданной скоростью (без ускорения)
  • Быстрый алгоритм управления шагами
  • Два алгоритма плавного движения:
      Модифицированный планировщик из библиотеки AccelStepper: максимальная плавность и скорость до 7’000 шагов/секс ускорением (для активации пропиши дефайн SMOOTH_ALGORITHM )
  • Мой планировщик обеспечивает максимальную производительность: скорость до 30’000 шагов/сек с ускорением (активен по умолчанию). Т.е. на небольшой скорости экономит кучу процессорного времени для других задач.

    Поддерживаемые платформы: все Arduino (используются стандартные Wiring-функции)

    Версия 1.1: добавлена возможность плавно менять скорость в режиме KEEP_SPEED. Добавлены примеры multiStepper и accelDeccelButton Версия 1.2: добавлена поддержка ESP и других Ардуино-совместимых плат Версия 1.3: исправлена логика setTarget(val, RELATIVE) Версия 1.4: добавлена задержка между STEP HIGH и STEP LOW

    Работа проекта

    Когда вы сделаете все необходимые соединения в схеме данного проекта у вас должна получиться примерно следующая конструкция:

    После этого загрузите программу в плату Arduino и откройте окно монитора последовательной связи (serial monitor). После этого вы можете вращать ручку потенциометра и наблюдать как в соответствии с ее поворотами шаговый двигатель будет вращаться по часовой и против часовой стрелки.

    Шаговой двигатель для ЧПУ: как определиться с выбором?

    Какие критерии определяющие для выбора?

    Надо помнить о том, что, по сравнению с обычными двигателями, шаговые требуют более сложных схем для управления. А критериев не так уж много.

    1. Параметр индуктивности.

    Первый шаг – определение квадратного корня из индуктивности обмотки. Результат потом умножаем на 32. Значение, полученное в качестве итога, потом требуется сравнивать с напряжением источника, от которого питание идёт к драйверу.

    Эти числа не должны отличаться друг от друга слишком сильно. Мотор будет греться и шуметь слишком сильно, если напряжение питания больше полученного значения на 30 и больше %. Если же он меньше, то, по мере нарастания скорости, крутящий момент убывает. Чем больше индуктивность – тем проще сохранить высокий крутящий момент. Но для этого надо подобрать драйвер, имеющий большое напряжение питания. Только в этом случае шаговой двигатель работает нормально.

    1. График того, как крутящий момент и скорость зависят друг от друга.

    Это позволит понять, насколько двигатель в принципе соответствует запросам и техническому заданию.

    1. Параметры геометрического плана.

    Особое внимание рекомендуется уделить диаметру вала, фланцу и длине двигателя.

    Кроме того, следующие показатели так же рекомендуется внимательно изучить:

    • Максимальный статический синхронизирующий момент.
    • Момент по инерции у роторов.
    • Ток внутри фазы по номиналу.
    • Общее сопротивление фаз омического типа.

    CNC-DESIGN

    Шаговые двигатели выбор и расчет основных параметров. Шаговый двигатель — это электромеханическое устройство, которое преобразует электрические импульсы в дискретные механические движения. Вал шагового двигателя вращается с дискретным шагом, когда на него подаются управляющие импульсы в правильной последовательности. Вращение двигателей напрямую зависит от входящих импульсов, так же они напрямую управляют направлением и скоростью вращения вала двигателя.

    Преимущества и недостатки шагового двигателя: Преимущества: — угол поворта двигателя пропорционален входным импульсам; — фиксация положения при остановке током удержания; — точное позиционирование и повторяемость движения, так как большинство шаговых двигателей имеют точность 3-5% шага, и эта ошибка не суммируется от одного шага к следующему; — низкая инертность при запуске, остановке и реверсе; — высокая надежность, поскольку в двигателе отсутствуют контактные щетки, поэтому срок службы двигателя в основном зависит от срока службы подшипников; — реакция двигателя на цифровые входные импульсы обеспечивает управление без обратной связи, что делает систему более простой и, следовательно, более экономичной; — можно достичь очень низкой скорости синхронного вращения с нагрузкой, которая напрямую связана с валом; — можно реализовать широкий диапазон скоростей вращения, так как скорость пропорциональна частоте входных импульсов; — шаговые двигатели дешевле серводвигателей.

    Недостатки: — может возникнуть явление резонанса, при некорректном расчете узла или системы управления; — двигатель непрост вэксплуатации наочень высоких скоростях, 3000+ об/мин; — сложность системы управления; — падение мощности с ростом скорости вращения; — отсутствие обратной связи; — невысокая удельная мощность; — низкая скорость вращения; — шум.

    Выбор шагового двигателя. Шаговый двигатель можно использовать когда требуется контролируемое движение. Они могут использоваться в приложениях, где необходимо контролировать угол поворота, скорость, положение и синхронизацию. Из-за присущих выше преимуществ, шаговые двигатели нашли свое место в различных устройствах: принтеры, плоттеры, лазерные резаки, гравировальные станки, устройства захвата и так далее. При выборе шагового двигателя для вашего устройства необходимо учитывать несколько факторов: Как двигатель будет связан с нагрузкой? Какие скорость и ускорения необходимо реализовать? Какой крутящий момент необходим для перемещения исполнительного механизма? Какая степень точности требуется при позиционировании?

    Количество полюсов (однополюсный/биполярный) Обычно шаговые двигатели имеют две фазы, но также существуют трех- и пятифазные двигатели. Биполярный двигатель с двумя фазами имеет одну обмотку/фазу, а однополярный двигатель имеет одну обмотку с центральным отводом на фазу. Иногда шаговый двигатель называют четырехфазным двигателем, хотя он имеет только две фазы. Двигатели с двумя отдельными обмотками на фазу могут приводиться в двухполярный или однополярный режим. Желательно, чтобы количество проводов на двигателе соответствовало количеству контактов на драйвере, чтобы не заниматься различными ухищрениями при подключения.

    Номинальный ток Обычно указывается максимальный ток, который подается одновременно на обе обмотки. Максимальный ток через одну обмотку (который действительно имеет значение при использовании микрошагов) указывается достаточно редко. При подаче номинального тока на одну обмотку происходит нагрев двигателя, из-за этого обычно ограничивают ток двигателя не более 85% от номинального тока. Для достижения максимального крутящего момента двигателя без перегрева, необходимо выбрать двигатель с номинальным током не более чем на 25% выше, чем рекомендуемый максимальный ток привода шагового двигателя.

    Читать еще:  Что такое раскоксовка двигателя и как она делается

    Крутящий момент Выходной крутящий момент и мощность шагового двигателя зависят от размера двигателя, теплоотвода, рабочего цикла, обмотки двигателя и типа используемого привода. Если шаговый двигатель работает без нагрузки во всем диапазоне частот, одна или несколько точек собственных колебаний резонанса могут быть обнаружены либо по звуку, либо по датчикам вибрации. Полезный крутящий момент от шагового двигателя может быть резко уменьшен за счет резонансов. Работы на резонансных частотах следует избегать. Внешнее демпфирование, дополнительная инерция или применение микрошагов используются для уменьшения эффекта резонанса.

    Удерживающий момент Это максимальный крутящий момент, который может обеспечить двигатель, когда обе обмотки находятся под напряжением при полном токе. Крутящий момент пропорционален току (за исключением очень малых токов), поэтому, например, если вы установите драйверы на 85% от номинального тока двигателя, то максимальный крутящий момент будет 85% * 0,707 = 60% от указанного удерживающего момента. Крутящий момент возникает, когда угол ротора отличается от идеального угла, который соответствует току в его обмотках. Когда шаговый двигатель ускоряется, возникает крутящий момент для преодоления собственной инерции ротора и массы нагрузки, приводимой в движении. Чтобы создать этот крутящий момент, угол ротора должен отставать от идеального угла. Известно, что использование микрошага снижает крутящий момент. На самом деле это означает, что угол запаздывания равен углу, соответствующему одному микрошагу (поскольку вы хотите, чтобы положение было с точностью до одного микрошага), более высокое значение микрошага предполагает уменьшение угла, а значит и уменьшение крутящего момента. Крутящий момент на единицу угла (что действительно имеет значение) не уменьшается при увеличении микрошага. Иными словами, отправка импульса на двигатель на один микрошаг 1/16 приводит к точно таким же фазовым токам (и, следовательно, к тем же силам), что и к отправке двух 1/32 микрошагов или четырех 1/64 микрошагов и так далее.

    Размер Шаговые двигатели также классифицируются в соответствии с размерами корпуса, которые соответствуют размеру рамы двигателя. Например, шаговый двигатель NEMA11 имеет размер рамы приблизительно 1,1 дюйма (28 мм). Аналогично, шаговый двигатель NEMA23 имеет размер корпуса 2,3 дюйма (57 мм) и т. д. Однако длина корпуса может изменяться от двигателя к двигателю в рамках одной и той же классификации размеров, при этом крутящий момент двигателя с определенным размером рамы будет увеличиваться с увеличением длины корпуса.

    — габарит рамы 20х20 мм; — диапазон длин: 30-42 мм; — крутящий момент: 0,18-0,3 кг*см.

    Как подобрать нужный драйвер для управления шаговым двигателем?

    Для того, чтобы подобрать замену вышедшему из строю драйверу шагового двигателя, необходимо учесть несколько параметров:

    1. Двигатели бывают с 2-х фазным питанием и 3-х фазным.

    У 2-х фазных двигателей обычно 2,4,6 или 8 проводов. Для них соответственно необходимы драйверы с выходом питания на 2 фазы. На драйвере клемма, которая отвечает за питание двигателя, обычно подписана: A+, A-, B+, B-.

    ___________________

    Драйвер Leadshine DM442 для двухфазных двигателей _____________________ Двухфазный двигатель Moons 34HD4404-02

    У 3-х фазных двигателей обычно 3 или 6 проводов. На драйвере клемма, которая отвечает за питание двигателя, подписана: U, V, W.

    ________________

    Драйвер Leadshine 3ND583 для трёхфазных двигателей _________________ Трёхфазный двигатель Leadshine 573S-09

    2. Драйвера тоже должны получать питание для работы.

    Обычно им необходимо питание не “жёстко установленное” (например, 48 вольт), а в диапазоне, например, от 20 до 50 вольт (как на примере выше, драйвер 3ND583). Идеально, если диапазон питания старого драйвера и нового пересекаются. В другом случае, необходимо проверить блоки питания оборудования на предмет того, есть ли у них такие выходы питания, чтобы подходили под диапазон питания драйвера.

    Например, в лазерном станке стоит материнская плата Ruida RDLC-320a, которая питается от 24 вольт. Значит где-то в оборудовании размещен блок питания, который раздает питание 24 вольта. Значит драйвер можно так же запитать от блока питания, который даёт питание материнской плате.

    Если у вас в станке стоит материнская плата Ruida RDLC-320a, то вы без сомнения сможете запитать драйвер Moons SR4H

    3. Каждому двигателю необходима своя сила тока (А – амперы) для нормальной работы.

    Если поставить силу тока меньшую необходимой, то двигатель в какие-то моменты вообще не будет крутиться, так как ему передаётся малое “усилие”. Наоборот, если поставить слишком высокую силу тока, то двигатель будет перегреваться и может совсем выйти из строя.

    Подобрать необходимую силу тока можно из характеристики двигателя. Либо взять драйвер, который ранее работал в сопряжении с данным двигателем, и посмотреть, на какую силу тока он был настроен (для этого на драйвере есть pin-переключатели и соответствующая таблица).

    __________________

    К двигателю 57HS09 с током фазы 3А подойдёт драйвер Leadshine DM442, у которого можно настроить выдаваемую силу тока от 2,36 до 3,31А

    4. Драйвер передает некоторое кол-во импульсов (сигналов) на двигатель для того, чтобы вал двигателя сделал один оборот на 360 градусов. Он может передавать 2 импульса, чтобы двигатель делал один оборот. Или 10 000 импульсов, и двигатель так же будет делать один оборот.

    Кол-во импульсов на один оборот так же настраивается на драйвере pin-переключателями соответственно таблице. Необязательно, чтобы данная характеристика сходилась на старом и на новом драйвере. Но желательно, чтобы значение, установленное на старом драйвере, делилось на одно из возможных значений на новом драйвере без остатка. Таким образом будет проще настроить передаточное число.

    Например, на старом драйвере было значение 1000. На новом драйвере значение 200. Тогда передаточное число, которое надо будет подстроить в программе, будет больше в 5 раз. Без остатка.

    Если же на старом драйвере было значение 1000, а на новом 300, то передаточное число будет в 3,33(3) раза выше. Это не точная цифра, и подстроить верное передаточное число будет сложнее.

    Идеальный вариант, когда на новом драйвере есть значение пульсов на 1 оборот такое же, как и установленное значение на старом драйвере.

    Краткая инструкция как быстро подобрать драйвер аналогично тому, который недавно вышел из строя

    1. Берем наш старый драйвер и смотрим на расположение pin-переключателей:

    _________

    2. Если сверить расположение наших pin-переключателей с таблицей, то получаем следующий результат: драйвер настроен на выдаваемую силу тока от 2,03А до 2,84А, а установленное количество шагов на 1 оборот — 6 400.

    3. Драйвер DM442 двухфазный, о чём говорят обозначения A+, A-, B+, B- на одной из колодок.

    4. Необходимое питание для драйвера в диапазоне от 20 до 40 вольт, что говорит надпись в нижнем левом углу.

    5. В поисках нужного драйвера я наткнулся на драйвер Moons SR4H, который наиболее вероятно подойдёт под замену вышедшему из строя Leadshine DM442.

    ____________

    Pin-переключатели я настроил на 2.5А, количество шагов на оборот — 1/32, что, в соответствии с инструкцией к данному драйверу, означает 6 400 импульсов на 1 оборот двигателя. Необходимое питание для Moons SR4H составляет от 24 до 48 вольт, что как раз вписывается в диапазон питания драйвера Leadshine DM442. Необходимые клеммы, такие как Dir+/Dir- и Step+/Step- (PUL+/PUL-) так же присутствуют на новом драйвере. Этот драйвер точно подойдёт на замену DM442.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector