Перейти к содержимому


Внимание! Перед тем как создать тему, воспользуйтесь поиском и прочитайте правила форума! Пользователи создавшие тему которая уже существует, не по разделу форума, 2 одинаковые темы, или создавшие тему с непонятными заголовками (Помогите, Схема, Резистор, Сломалось и т.п.) будут заблокированы.
Также, просьба не цитировать предыдущее сообщение полностью и вдумчиво называть тему и вводить к ней метки (тэги). Чем корректней Вы назовете тему и введете к ней метки, тем больше шансов, что в нее зайдет больше пользователей и возможно помогут Вашей проблеме. Уважительно относитесь к другим пользователям форума и Вам ответят тем же!

Хотите стать модератором?




* * * * * 1 голосов

Faq О Шаговых Двигателях

Шаговый двигатель FAQ Stepper Motor Бесколлекторный двигатель Двигатель

  • Чтобы отвечать, сперва войдите на форум
Нет ответов

#1 INZHENER

INZHENER

    Осваивающийся

  • Members
  • ФишкаФишка
  • 62 сообщений
  • 19 спасибо
  • пгт Краснобродский или Прокопьевск

Опубликовано 22 Июнь 2011 - 15:57

Fl60sth.jpg
Шаговые двигатели.
01.jpg

Вопрос: Что такое шаговый двигатель и для чего он?
Ответ: Шаговые Двигатели - представляют из себя электромеханические устройства, задача которых преобразование электрических импульсов в перемещение вала двигателя на определенный угол. В отличие от обычных двигателей, шаговые двигатели имеют неповторимые отличия, которые определяют их исключительные свойства при использовании в некоторых областях применения.
Шаговый Двигатель является бесколлекторным двигателем постоянного тока. Как и другие бесколлекторные двигатели, шаговый двигательвысоконадежен и при нажлежащей эксплуатации имеет длительный срок службы.
Шаговый двигатель нашел широкое применение области где требуется высокая точность перемещений или скорости. Наглядные примеры это принтеры, факсы, копировальные машины так же более сложные устройства это станки с ЧПУ (Числовое программное управление) это фрезерные, гравировальные машины...

Вопрос: Какие достоинства и недостатки у шаговых двигателей по сравнению с простыми?
Ответ:
Достоинства
- угол поворота ротора зависит от числа поданных на двигатель пусковых импульсов;
- шаговый двигатель развивает максимальный момент в режиме останова, в случае если обмотки двигателя запитаны;
- высокая точноть позиционирования и повторяемости, так качественные шаговые двигатели имеют точтость не хуже 2,5% от величины шага, при этом данная ошибка не накапливается при последующих шагах;
- шаговый двигатель может быстро стартовать, останавливаться и выполнять реверс;
хорошая надежность двигателя, обусловленная отсутствием щеток, при этом срок  службы двигателя ограничивается только лишь сроком службы подшипников;
- четкая взаимосвязь угла поворота ротора от количества входных импульсов (в штатных режимах работы) позволяет выполнять позиционирование без применения обратной связи;
- обеспечивает получение сверхнизких скоростей вращения вала двигателя, для нагрузки подведенной непосредственно к валу двигателя без использования редуктора;
- работа в широком диапазоне скоростей, т.к. скорось напрямую зависит от количества входных импульсов.
Недостатки
- шаговый двигатель обладает явлением резонанса;
- возможен вариант выпадения двигателя из синхронизации с последующей потерей информации о положении, при работе цепи обратной связи;
- при стандартных схемах подключения количество потребляемой энергии не уменьшается при отсутствии нагрузки;
- сложности управления при работе на высоких скоростях (на самом деле эффективная работа шагового двигателя на высоких скоростях возможна;
- низкая удельная мощность шагового привода;
- для обеспечения эффективного управления шаговым двигателем требуется очень сложная схема управления.

Вопрос: Какие бывают шаговые двигатели?
Ответ: В зависимости от конфигурации обмоток двигатели делятся:
а)Биполярный - имеет четыре выхода, содержит в себе две обмотки.
б)Униполярный - имеет шесть выходов. Содержит в себе две обмотки, но каждая обмотка имеет отвод из середины.
в)Четырехобмоточный - имеет четыре независимые обмотки. По сути дела представляет собой тот же униполярник, только обмотки его разделены.
dopc844168.png
В зависимости от типа электронного коммутатора управление шаговым двигателем может быть: однополярным или разнополярным; симметричным или несимметричным; ·потенциальным или импульсным. При однополярном управлении напряжение каждой фазе изменяется от 0 до +U, а при разнополярном – от -U до +U. Управление называется симметричным, если в каждом такте коммутации задействуется одинаковое число обмоток, и несимметричным – если разное.

Вопрос: Корпус у меня не разборный, а хочется посмотреть что внутри!
Ответ: Внутри находятся обмотки, вал и пара подшипников! НЕ рекомендую разбирать, т.к. собрать возможно не сможете, но так же там маленький зазор и вы можете повредить устройство.
stepper_motor_components.JPG

Вопрос: Есть ли простая схема управления шаговым двигателем без применения микроконтроллеров?
Ответ: Конечно есть, можно использовать как для проверки шагового двигателя так и для отладки готового устройства, например когда нет возможности подключить устройство к компьютеру.
d5243c31b055.jpg

Вопрос:Нужна схема для изменения скорости и направления вращения шагового двигателя на логических элементах, без применения МК.
Ответ:
Самые простенькие
1113-03.gif
Pavel_Bahtinov7.gif
step.gif
шаговик в УНЧ.jpg

Вопрос:Где взять шаговый двигатель?
Ответ: Шаговые двигали получили широкое применение, их можно найти в устаревших пятидюймовых дисководах и старых матричных принтерах, которые ценятся у радиолюбителях. Так же есть и в старых флопиках, но они не находят второго применения из-за того что там шаговик весьма ущербной конструкции — у него только один задний подшипник, а передним концом вал упирается в подшипник закрепленный на раме дисковода, так что его можно применять только в родном креплении, либо городить высокоточную крепежную конструкцию. Можно выпотрошить струйный/лазерный принтер, но опять же там применены маломощные шаговики. Так же можно и приобрести и их в магазинах, которых предостаточно.

Вопрос: На какой минимальный угол может повернуться шаговый двигатель?
Ответ: Вал шагового двигателя может повернуться на 1,8 или 3,6 градуса (при распространенных схемотехнических решениях), но конкретный угол поворота зависит от модели шагового двигателя и применяемого схемотехнического решения и может быть разбит до 32 частей.

Вопрос: Что такое драйвер управления шаговым двигателем?
Ответ: Драйвера шаговых двигателей используются для управления биполярными и униполярными шаговыми двигателями с полным шагом, половинным и микрошагом. Они действуют как посредники между компьютером и двигателем и должны подбираться по напряжению и уровню мощности, типу сигнала (аналоговый и цифровой). Тип двигателя является самым важным фактором при выборе драйвера. В униполярном или биполярном двигателе ток проходит только в одном направлении по обмотке. Биполярные шаговые двигатели имеют две обмотки через которые ток проходит поочередно. Двигатели компании Fulling Motor, как биполярные так и униполярные имеют одинаковый крутящий момент, но достигается это при подачи разного тока. Шаговые двигатели с полным шагом приводятся в движение благодаря изменениям магнитного поля относительно ротора. Полушаговые двигатели в свою очередь действуют также, как двигатели с полным шагом однако угловое перемещение ротора составляет половину шага полношагового двигателя. На каждый второй шаг запитана лишь одна фаза, а в остальных случаях запитаны две. В результате угловое перемещение ротора составляет половину угла. Микрошаговые или минишаговые двигатели отличаются дискретным числом угловых перемещений угловых положений между каждым полным шагом. В драйверах минишаговых и микрошаговых двигателей используются электронные методы улучшения позиционного решения системы управления.
Драйвера шаговых двигателей отличаются по электрическим характеристикам, параметрам управления, размерам и техническим характеристикам. Наша компания предлагает драйвера серий: M542 (4.2А), M880 (7.8А), Q2HB (до 8А), Q3HB (до 10А). Электрические характеристики включают в себя максимальное напряжение на входе, номинальную мощность, силу тока на выходе, максимальная сила тока на выходе, питание переменным и постоянным током. Драйвера для шаговых двигателей могут быть однофазными или трех фазными с частотой в 50, 60, или 400 Гц. Параметры управления включают в себя особенности установки и управления. В некоторых драйверах используются ручные средства управления типа кнопок, DIP-переключателей или потенциометров. В других используются джойстики, цифровые пульты управления, компьютерные интерфейсы, или слоты для карт PCMCIA (Международная ассоциация производителей карт памяти для персональных компьютеров). Программы контроля могут быть сохранены на передвижных, энергонезависимых носителях данных. Переносные блоки управления разработаны для управления с удаленных точек. Также доступно беспроводное и WEB управления. Форма драйверов позволяет сборку модуля в нескольких конфигурациях. Большинство устройств могут монтироваться на шасси, контактные DIN рельсы, панели, стойки, стены или печатные платы (PCB). Также возможна установка автономных устройств и интегральных микросхем, которые монтируются на печатные платы. Особенности драйверов: мягкий старт; динамику, подпитку и регенеративное торможение; вспомогательные входы/выходы (I/O); автонастройка, самодиагностика и проверка состояния; а так же сигнализация в таких случаях как перенапряжение.
В драйверах используют много различных типов шин и коммуникационных систем. Шинные типы: (ATA), (PCI), (IDE), (ISA), (GPIB), (USB) и (VMEbus). Коммуникационные стандарты: ARCNET, AS-i, Beckhoff I/O, CANbus, CANopen, DeviceNet, Ethernet, (SCSI) и (SDS). Также доступно большое количество последовательных и параллельных интерфейсов.

Вопрос: Какие существуют программы для работы с шаговыми двигателями?
Ответ: Их существует множетсво как перемещение на определенный шаг, так для трехмерного использования. Могут управлять от одного до шести двигателей. Например MACH2, KCam и Turbocnc
подробней http://www.electropr....ru/program.htm


Теперь перейдем к более сложным схемам

Вопрос:Подскажите качественную и простую схему сверлильного и гравировального станка!
Ответ: Доступным и понятным языком можно прочитать здесь http://temport.by.ru/CNC.htm

Вопрос:Нуждаюсь в схеме для униполярного двигателя на МК фирмы PIC
Ответ:
Особенности схемы
- Микроконтроллер PIC18F4550 с полноскоростным интерфейсом USB, работающим на - частоте 48 МГц
- Совместимость с USB 2.0
- USB драйвер на кристалле
- Управление одним шаговым двигателем
- ПО микроконтроллера разработано под MPLAB C18
- Хост ПО для ПК написано на Delphi 6
Иллюстрирующая пример принципиальная схема изображена на Рис. 1. Основная часть схемы – микроконтроллер PIC18F4550, ведущий обмен с ПК и управляющий шаговым двигателем. Питание +5 В для схемы берется с линии Vbus интерфейса USB. Исключение составляет шаговый двигатель, для питания которого нужен отдельный источник напряжения +Vmotor. Шина Vbus не может отдать в нагрузку ток, превышающий 250 мА. В связи с этим, если вы добавите в схему дополнительные элементы, и суммарный ток потребления превысит 250 мА, подключите к шине +5 В внешний источник, а Vbus не забудьте отсоединить.

Не соединяйте +Vmotor и Vbus.

В показанном примере шаговый двигатель управляется однофазным методом (A-C-B-D). При необходимости использовать другую схему управления, сделайте соответствующие изменения самостоятельно.
Схема принципиальная
04407.gif
и для тех кто хорошо и не очень разбирается Прикрепленный файл  usbstepping.zip   526,41 Кб   1252 раз скачано
и подробней http://www.rlocman.r...s.html?di=66883

Вопрос: Автономная схема управления шаговым двигателем с микроконтроллером?
Ответ:
Иногда для проверки работы шагового двигателя или портала в целом, требуется запустить двигатель в работу.
Подключать контроллер с управление от ПК, не всегда удобно.
Именно для этих целей и был собран автономный контроллер, для проверки работы униполярных шаговых двигателей с регулировкой скорости вращения и реверсом.
14637850.gif
20021951.gif
и как же тут не обойтись без прошивки Прикрепленный файл  a_step.files.rar   13,89 Кб   1125 раз скачано

Вопрос: Как можно повысить точность вращения вала шагового двигателя?
Ответ: Есть режим дробления шага (микрошаг) реализуется при независимом управлении током обмоток шагового электродвигателя. Управляя соотношением токов в обмотках можно зафиксировать ротор в промежуточном положении между шагами. Таким образом можно повысить плавность вращения ротора и добиться высокой точности позиционирования.
Программно можно задать микрошаг например на связке микросхем LS7290 и L6201 (L6201PS, LS6202, LS6203) из ряда 1/1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.
микрошаг и1.png
достаточно лишь подать подать с микроконтроллера нужный уровень на контакты 1,2,3 микросхемы L6201

Вопрос: Схемы и особенности управления биполярными шаговыми двигателями
Ответ:В качестве примера приведена практическая реализация простого и дешевого драйвера шагового двигателя на основе микроконтроллера семейства ATMEL 89c5x. Данная система предназначена для управления биполярным шаговым двигателем со средним током каждой обмотки до 2А.
sxema.gif
подробней о работе схемы http://www.pcb.spb.ru/stat/stat1.html
Так же распространенная схема
28.gif
или же можно так же применить мостовой драйвер, или полумостовой с двухполярным питанием, например драйверы L293E, L298N, PBL3770, PBL3774, NJM3774, LMD18T245

Вопрос: Имеется PIC 16F628A, можно ли на нем сделать контроллер шагового двигателя?
Ответ: Конечно можно, подробней о прошивке и её работе http://www.rlocman.r...s.html?di=33475


Вопрос: На схемах в нете при включении ULN2003 на 9 ногу вешают стабилитрон, причем в половине схем анодом к ноге, в половине - катодом.  ЗАЧЕМ он нужен? Почему на прямую на 12В не подключить?
Ответ:стабилитрон нужен только для увеличения скорости ШД (увеличения приёмистости).
Более точнее - стабилитрон тут нужен для быстрого гашения тока в отключаемой фазе.
если вам скорости и так хватает - то плюньте на него и просто припаяйте к 9 ноге +12

Рекомендуемая литература
http://habrahabr.ru/...trollers/50809/
http://www.joyta.ru/...vym-dvigatelem/
http://www.electroprivod.ru/public.htm
http://www.pcb.spb.ru/stat/stat3.html
http://www.pcb.spb.ru/stat/stat1.html
http://recrobots.com...p?productID=102
http://www.librus.ru...pravleniya.html
http://www.eetimes.c...r-Motor-Running
http://www.audiovisu.../step_test.html

К приведенным драйверам нужен управляющий микроконтроллер, который может быть выполнен на PIC, AVR и прочих...

А теперь наглядно покажу принцип действия шагового двигателя


Первый тест контроллера шагового двигателя (ШД) 555ТМ7 на светодиодах. Была поставлена задача "проверть работоспособность данной схемы и программы". Программа - VRI-cnc-7.3 DEMO написана Ветровым Романом отлично работает. Собранный контроллер по его схеме заработал сразу без наладки.
Что понадобилося:
1. Макетная плата
2. LPT кабель от принтера
3. 4 светодиода
4. 4 резистора
5. отечественная микросхема 555тм7(или 155ТМ7) или 555ТМ5 (с изменением схемы, смотрите на форумах)
6. блок питания на 5 вольт


а также работа от LPT порта



этот текст предназначен для ознакомления начинающим!
для конкретной задачи присутствуют схемы и для некоторых печатки и прошивки)
основное собрано) приятного чтения Опубликованное фото  

Изменено: admin, 12 Сентябрь 2012 - 15:32

По всем вопросам стучите 473-915-234 или INZHENER_BWS@mail.ru
Помогаю начинающим разобраться в схемах и деталях. Помогу всем чем смогу)
Меня зовут Владимир

Реклама

    Постоялец

  • Members
  • 1 млн. сообщений
  • 0 спасибо



0 пользователей читают эту тему

0 пользователей, 0 гостей, 0 невидимых