Принципы работы шагового двигателя
Очень важной особенностью ШД является, конечно же, их механическая характеристика.
Управление шаговым двигателем в самом общем виде сводится к задаче отработать обусловленное число шагов в потребном направлении и с необходимой скоростью.
На блок управления шагового двигателя (т. е. драйвер) подаются определенные сигналы «сделать шаг» — «задать направление». Эти сигналы представляют собой ничто иное как – импульсы 5В.
Данные импульсы можно получить непосредственно от компьютера, к примеру, от LPT-порта, от специализированного контроллера управления шаговыми приводами или же задавать сигналы независимо от генератора 5В или источника питания.
Как правило, работой ШД управляет электронная схема, а его питание выполняется от источника постоянного тока. ШД используют для управления частотой вращения, чтобы не применять дорой контур обратной связи. Данный привод применяется в приводе исключительно с разомкнутой цепью.
Сервопривод или шаговый двигатель: какова разница и что выбрать? — MULTICUT
- управление по моменту, по скорости или по позиции;
- статическая точность поддержания скорости непосредственно по валу двигателя не более чем 0,01%;
- диапазон регулирования скорости более чем в 1:1000;
- точность поддержания позиции по валу двигателя менее ± 10;
- компактные размеры и низкий вес:
Серводвигатели
Для этого могут использоваться разные типы/виды датчиков, включая кодирующие устройства, например, такие как: потенциометры, тахометры и резольверы. Если применяется датчик положения типа кодирующего устройства или потенциометра, его сигнал вполне может быть дифференцирован для того, чтобы выработать определенный сигнал о скорости.
На сегодняшний день сервоприводы используются в высокопроизводительном оборудовании, к примеру, в таких производственных отраслях как: изготовление различных стройматериалов, напитков, упаковки, в полиграфии и подъемно-транспортной технике. Также в последнее время наблюдается тенденция к умножению доли сервоприводов в пищевой промышленности и деревообработке.
Решающим фактором использования сервоприводов является не только высокая их динамика, но и возможность получить высокостабильное или точное управление, широкий диапазон регулирования скорости, малые габариты и вес, а также помехоустойчивость.
Принцип Работы Шагового Двигателя Постоянного Тока
Soling
Просмотр Профиля
Группа: Moderators
Сообщений: 838
Регистрация: 27-December 07
Из: Москва
Пользователь №: 57
Место Жительства:Москва Возраст:68
Самодельщиков — энтузиастов ЧПУ все больше. Возможно это краткое изложение принципа работы и особенностей шаговых двигателей немного поможет в работе над ЧПУ станками.
Написано по разным источникам, рискну не забивать их списком тему.
Вывод :
При подаче на обмотки управления серии импульсов в определенной последовательности, ротор, синхронно с полем повернется на угол пропорциональный числу импульсов в серии. При прекращении подачи импульсов, когда по соответствующим обмоткам управления течет постоянный ток, ротор переходит в режим фиксированной стоянки и торможения. Магнитное поле статора при этом неподвижно.
Особенности шаговых двигателей определяются частотным регулированием скорости.
В частности от него зависит характер движения ротора. Частота импульсов может быть изменена по произвольному закону. Напряжение питания так же может отличаться от прямоугольного. Оно может быть ступенчатым.
Различаются четыре режима:
1. Статический.
2. Квазистатический
3. Установившиеся режимы.
4. переходные режимы.
Статический :
Реализуется, когда по обмоткам протекает постоянный ток, создающий неподвижное поле.
Характеризуется статическим синхронизирующим моментом стремящимся возвратить ротор в первоначальное положение. ( Режим удержания ).
Квазистатический :
Режим отработки единичных шагов. Характерен тем что все переходные, обычно колебательные, процессы заканчиваются перед началом следующего шага. Частота шагов в этом режиме ограничена временем затухания колебаний. Повысить её можно введением дополнительных устройств.
Применяется там, где подобные колебания недопустимы.
Вывод :
Достаточное демпфирование не будет лишним в устройстве.
Волнующая тема для любителей быстрой обработки.
Частота управляющих импульсов, при которой еще возможен пуск ротора из неподвижного положения без выпадения из синхронизма. То есть — без потери шагов.
Это частота приемистости .
Растет она с увеличением синхронизирующего момента, уменьшением углового шага, величины нагрузки и момента инерции нагрузки.
От нее пляшем:
Зависимости статического синхронизующего момента от угла поворота ротора, величины тока в обмотках при разных сочетаниях включения. Величину угловой погрешности при работе в квазистатическом режиме. На холостом ходу или под нагрузкой.
Как работают шаговые двигатели
Некоторая специфика использования ШД
Мы расскажем вам о некоторых нюансах использования шаговых двигателей, а также дадим определение часто используемым в этой области терминам:
S = 360/θS, где S – шаговое число, θ – угол шага (угол поворота).
В большинстве случаев привод шагового двигателя может выполнять 96, 128 или 132 шага за один оборот. Четырехфазные модели иногда имеют значение в 200. Редкие виды прецизионных двигателей за один только оборот могут сделать сразу 500 или 1000 шагов. Впрочем, для простых разновидностей это недостижимо, так как у них угол поворота равен 90, 45 или 15°.
Ардуино и шаговый двигатель: основы, схемы, подключение и управление » Сайт для электриков — статьи, советы, примеры, схемы
- Положение равновесия. В нем происходит полная остановка возбужденного шагового двигателя.
- Фиксация. Также состояние, в котором останавливается ротор. Но используется это понятие только в отношении тех двигателей, у которых в конструкции имеется постоянный магнит.
- В современных моделях шаговых двигателей, которые соответствуют всем нормам экологической и энергетической безопасности, при остановке ротора полностью обесточивается и обмотка.
Максимальный статический эффект
Как мы уже и говорили, он имеет сразу два положения:
- Удерживающий. Это максимально допустимый эффект, который теоретически может быть приложен к валу уже возбужденного шагового двигателя без возникновения движения.
- Фиксирующий. Соответственно, это также максимальный статический эффект, который теоретически может быть приложен к валу невозбужденного двигателя без возникновения последующего вращения.
Чем удерживающий момент выше, тем ниже вероятность возникновения погрешностей позиционирования, вызываемых непрогнозируемой нагрузкой (отказали конденсаторы для электродвигателей, например). Полный фиксирующий момент возможен только в тех моделях двигателей, в которых используются постоянные магниты.
