Чем важен шаговый двигатель

Обзор скоростных характеристик шагового двигателя

• Кашаев Ильдар Ильясович , бакалавр, студент
• Волгоградский государственный технический университет, Волжский политехнический институт (филиал)
• Капля Виктор Иванович , кандидат наук, доцент, доцент
• Волгоградский государственный технический университет

• РАЗГОН
• ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
• ТОРМОЖЕНИЕ
• УДАРНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

4.3.1.2. DC двигатели¶

В отличии от шагового двигателя, для управления DC двигателем контроллеру необходимо наличии обратной связи позиции двигателя. В настоящее время, в качестве датчика обратной связи поддерживается только энкодер .

Основными параметрами двигателя являются максимальный ток и напряжение, которые устанавливаются во вкладке Настройка кинематики движения (DC мотор) . Основным параметром энкодера является количество отсчетов на оборот.

Установка завышенного тока постепенно приведёт к перегреву двигателя и его физической поломке. Обязательно проконтролируйте, чтобы был установлен номинальный ток, соответствующий используемой подвижке. В предустановленных профилях подвижек все настройки уже сделаны правильно.

Установка неправильного значения количества отсчетов энкодера на оборот приведет к тому, что установленное значение скорости не будет выдерживаться правильно. В некоторых случаях это может привести к поломке подвижки или редуктора.

Управление DC двигателем производится с помощью ПИД регулятора . Перед началом работы рекомендуется внимательно ознакомиться с разделом ПИД алгоритм для управления DC двигателем .

Неправильные настройки ПИД регулятора могут привести к поломке подвижки. В предустановленных профилях подвижек все настройки уже сделаны правильно. Без крайней необходимости не рекомендуется самостоятельно изменять данные настройки.

Основные требования, предъявляемые к электродвигателям, используемым в транспортерах:

• Разрешающая способность электромеханической системы
• Точность останова

В качестве приводов для поворотных операция традиционно используются шаговые двигатели и двигатели переменного тока (сервоприводы)

Поворотный стол	Поворотный стол	Поворотная камера

Расчет шаговых двигателей для ЧПУ

Определение силы

Чтобы определиться с выбором мотора, нужно просчитать его шаговые параметры. Например, определить силу трения (она зависит от тех материалов, которые используются при работе на станке). Для расчета силы трения коэффициент трения умножается на вес системы движения.

СПРАВКА! Для расчета инерции масса стола (она считается вместе с деталью) умножается на необходимый показатель ускорения.

Полная сила сопротивления рассчитывается следующим образом: складываются силы резания, инерции и трения.

Расчет мощности

Мощность мотора рассчитывается по следующей формуле: F = ma. В данной формуле F — сила (ее измеряют в ньютонах), которая прикладывается для приведения объекта в движение; m — масса объекта, a — нужное ускорение.

Расчет редукции оборотов

Эта характеристика высчитывается исходя из начальных оборотов привода и максимального показателя скорости, при которой перемещается стол.

К примеру, скорость равна 2000 мм/мин, а шаг винта передачи — 20 мм. Тогда редукция оборотов будет равняться 100 (2000/20).

Найдено 37 похожих товаров

Шаговый двигатель nema 34 86byg, 114 мм, 5 а, 1230 унции, вал шагового двигателя 14 мм для гравировального станка с чпу, высокий крутящий момент 34hs4802

28-дюймовый шаговый двигатель 28byg, маленький шаговый двигатель 32 мм/430 г. см, крутящий момент 4/6, запчасти для гравировального станка/аксессуары для 3d-принтера/«сделай сам»

Замкнутый контур (национальная ассоциация владельцев электротехнических 24 шаговый двигатель 3nm кодировщик 1000cpr 5a 2 фазы 4 привести чпу шаговый двигатель 10 мм вал

Шаговые электродвигатели с 57 высоким крутящим моментом, фотосессия 3 а, 1,5 нм, 2 фазы, 4 провода, j15063

High torque 5:1 10:1 planetary gearbox nema17 geared stepper motor 48mm body length

Nema 34 шаговый двигатель с чпу 86×118 мм 8,0 n. m 6a d14mm nema34 шаговый двигатель 1240oz-in для гравировального станка с чпу высокий крутящий момент!

Шаговый двигатель nema34 86*80 мм 4a 4nm 580oz-in 2ph 4 провода с высоким крутящим моментом для токарного станка с чпу

Шаговый двигатель nema23, 57 мм, 3 а, 1,2 нм, 170 унций-ин, 8 мм вал, 2ph, 4 провода, высокий крутящий момент, для токарного станка с чпу, 2 шт.

5 шт. nema17 шаговый двигатель 60 мм/2-фазовый гибридный шаговый двигатель 3d принтера «mei qing» (1.7a, 0.73nm, 60 мм, 4-провод) шаговый двигатель

Двухфазный гибридный шаговый электродвигатель leadshine 86hs45 nema 34 имеет 8 моторных выводов/ток/фаза 6a/удерживающий крутящий момент 4,5n, двигатель с чпу

Высокий крутящий момент 86 шаговый двигатель 2 фазы 4-свинцовый двигатель nema34 двигатель 86bygh4401 126 мм 6.0a 9.20n. m малошумный двигатель для чпу xyz

Nema23 размер 57 мм шаговый двигатель с тормозом 57hsb56a43006/57hsb56a43008 крутящий момент двигателя 1.3n.m(186oz-in) вал 6,35/8,0 мм 3.0a

Nema23 шаговый двигатель 3 нм (425 унций) 113 мм 3.5a с высоким крутящим моментом nema 23 шаговый двигатель 10 мм вал 4-свинец для фрезерного станка с чпу

Двухфазный шестипроводной японский astrosyn шаговый двигатель двойной шариковый подшипник 43 мм шаговый двигатель

Новый шаговый электродвигатель leadshine 57cm23-3a nema 23 с удерживающим крутящим моментом 326 нм, 2-фазный шаговый электродвигатель, 4 провода, размер вала 8 мм

Планетарный редуктор nema 8, шаговый двигатель 5:1, 0,6 а, 4-выводной, малого размера, высокий крутящий момент для 3d-принтера с чпу

Шаговый электродвигатель nema23, 8 мм двойной вал, 57*56 мм, 3 а, 1,2 нм, 172oz-in 2ph, 4 провода, 3 оси, высокий крутящий момент для фрезерного станка с чпу

Двухфазный шаговый двигатель yako, модель 2,2 нм, 4,2 а, гибридный шаговый двигатель с 4 проводами

Шаговый двигатель 86 с высоким крутящим моментом, 2-фазный 4-проводной двигатель nema34 86bygh2401 96 мм 6.0a 6.08n.m, малошумный двигатель для cnc xyz

5 шт. 17hs3401s-4-свинец нема 17 (национальная ассоциация владельцев электротехнических предприятий) 28n. см 1.3a (национальная ассоциация владельцев электротехнических предприятий) шаговый двигатель 42 мм двухфазный гибридный шаговый двигатель высокого качества

Шаговые двигатели (также называемые шаговые двигатели) представляют собой электронные двигатели, которые предлагают точный контроль вращения. Шаговые двигатели отличаются высокой точностью (в среднем шаговый двигатель может превратиться в 0,9 до 1,8 градусов в каждую сторону) и в относительно высокой скорости вращения.

Шаговые двигатели могут быть найдены в различных типах аппаратных компонентов: принтеры (головка принтера перемещается влево и вправо с помощью шагового двигателя), сканеры, компьютерные жесткие диски, и так далее.

Демонстрация шагового двигателя

В этом видео вы можете увидеть короткая демонстрация возможностей движение шаговым двигателем. Обратите внимание на точную регулировку скорости и направления — это достигается за счет способности двигатели для перемещения в очень малых шагов.

Характеристики и преимущества шаговых двигателей

Есть несколько характеристик шаговых двигателей, которые сделали их привода выбора в большом числе приложений:

1. Устройство может работать как в открытом цикле с точностью позиционирования + -1 шаг. Таким образом, чтобы вращаться в определенном угловом расстоянии, двигатель может быть приказано повернуть определенное количество шагов и механический элемент связан с валом будет двигаться требуемое расстояние.
2. Шаговые двигатели обладают высокой крутящий момент на малых угловых скоростей. Это полезно для ускорения полезную нагрузку до скорости.
3. Шаговые двигатели имеют высокую удерживающий момент-они имеют свойство быть «самостоятельной блокировки», когда ротор находится на стоянке.
4. Шаговые двигатели непосредственно совместим с цифровыми методами контроля, и может быть легко сопряжен с цифровыми Шаг Направление контроллер, микропроцессор или компьютер.
5. Шаговые двигатели демонстрируют великолепную точность позиционирования, а тем более важно, ошибки не являются кумулятивными.
6. Двигатель конструкция проста и надежная. Есть правило, только два подшипника и двигателя в целом имеет длительную необслуживаемые жизни. По этой причине, это экономически эффективным приводом.

Многие из этих преимущества делают двигатель шаговый полезно в некоторых типах роботов или машин. Разница в цене Серводвигатели также дает шаговых двигателей преимущество.

Недостатки шаговых двигателей

Основным недостатком шаговые двигатели разомкнутой операции — отсутствие обратной связи на должность двигателя (сигнал обратной связи) и его скорость (скорость обратной связи). Этот недостаток имеет критическое влияние на способность достигать высокой точности, и это снижает общий «безопасности» системы.

Как шагового двигателя построены?

Шаговые двигатели имеют много катушки помещены в круг форму. Когда ток проходит через одну из катушек, она становится магнитных (электромагнитных принцип) и, следовательно, перемещает вал двигателя, чтобы это направление. Например анимации:

Типы шаговых двигателей

Существуют два основных вида шаговых двигателей: униполярный и биполярный. Разница между двумя видами заключается в способе электромагнитов связаны между собой. Преимущество однополярного двигатели их упрощенному контролю, но, с другой стороны, их крутящего момента (силы) меньше, чем у биполярного motors.The преимущество биполярных двигателей больше крутящего момента для того же размера двигателя, но с другой стороны более сложные схемы управления необходимо, тот, который может изменить направление тока в каждом шаге.

Существуют гибридные двигатели, которые могут работать как в униполярных и биполярных режимов, с помощью проводов двигателя по-разному.

Управление шагового двигателя

В отличие от регулярных двигатели постоянного тока, управления шаговых двигателей является гораздо более сложным. Здесь Есть не два провода, которые должны быть подключены к источнику питания для того, чтобы спина двигателя. Для того чтобы перейти двигателя в определенном направлении, Stepping последовательности должен быть сформирован. Степпинг последовательность управляемой коммутации обмоток двигателей. Когда катушка, ток течет через катушки провода, и это становится электромагнита. Затем глава двигателя в настоящее время намагниченных до катушки, и движение будет создан.

Пошаговое Последовательности

Есть 4 вида активизации последовательности: Полный Stepping (также называемый пошагового, Double Stepping, Half степпинг, и Micro степпинг.

Управление шагового двигателя с помощью «пошаговое» степпинг метод

Это самый основной метод — включение одного электромагнита каждый раз.

Эта последовательность требует наименьшего количества энергии и генерирует гладкую движения.

Управление шаговым двигателем с помощью «Дважды Шаг» степпинг метод

В этом методе две катушки включены одновременно.

Этот метод не создает плавное движение, как и предыдущий метод, и он требует удвоить текущий, но и как вернуть его порождает двойные крутящего момента.

Управление шаговым двигателем с помощью «Half-Шаг» степпинг метод

Этот метод двойников Основная погрешность (в градусах) двигатель может двигаться. Например, является ли двигатель может двигаться в 1,8 градуса за каждый шаг, чем при использовании Half-Stepping можно двигать мотор в 0,9 градуса / шаг. Недостатком в этом способе управления является то, что в половине последовательности, дважды тока требуется (когда две катушки находятся на вместо одной).

Строительство шагового двигателя Контроллер цепи

Самый простой способ для управления шаговым двигателем использует Шаг / Направление контроллера. Такой контроллер получает только два входа — нужное направление вращения (1 = по часовой стрелке, 0 = против часовой стрелки), а также указание о том, чтобы шаг или остаться в текущей позиции (шаг = 1, шаг = 0, соответственно). Сам контроллер генерирует активизации последовательности, как описано в предыдущем разделе.

Контроллер использует мощные транзисторы MOSFET для переключения тока в катушках.

Контроллер имеет 5 входов и 6 выходов:

• 2 входа для логики источник напряжения (5 В, земля)
• 2 входа для источника напряжения двигателей (до 50V 10ampere, земля)
• 2 входа для контроля шага и направления
• 5 выходов для подключения шаговых двигателей

Электронная схема Схема для шагового двигателя Контроллер цепи

CAD-модель

Здесь вы можете увидеть простой компьютер CAD модель контроллера — для этого используется простой микроконтроллер, который генерирует последовательность активизации и 4 мощных транзисторов MOSTFET.

В качестве сырья для изготовления филамента применяются ПЭТ бутылки. В идеале, чтобы они были цветными. Перед использованием их нужно разровнять. Для этого дорабатывается обычная крышка от бутылки. В нее необходимо врезать вентиль от автомобильной камеры. С его помощью бутылка закачивается воздухом обычным насосом, чтобы поднять внутри давление (более подробнее тут — ).

Далее вентиль зажимается в патроне шуруповерта. Нужно вращать накаченную бутылку над зажженной газовой конфоркой. Она разогреется, размягчится и благодаря внутреннему давлению выровняется.

Ровная бутылка разрезается бытылкорезом на ленту. Та получится более однородной, чем если бы ее распускали без подготовки. Если стенки бутылки толстые, то ширина ленты должна получиться 5-6 мм. Из тонкой бутылки, от минеральной воды, лучше резать шириной 7-8 мм.

Край ленты срезается под углом, после чего она запускается в сопло разогретого нагревателя. Для работы с ПЭТ лентой его температура должны быть +200-225 градусов Цельсия. Диаметр выходного отверстия сопла делается 1,75 мм, входное же зенкуется, чтобы легче было входить широкой ленте и менять форму.

Протянутый сквозь горячее сопло край филамента нужно завязать, и соединить с протяжным и намоточным механизмом. Тот представляет собой шаговый двигатель с редукторами и катушкой. Детали для него можно напечатать на принтере. Скорость намотки делается регулируемой, чтобы лента успевала достаточно нагреваться и менять форму.

Чтобы стержень получался длинным, ленты перед производством можно склеивать между собой, разогревая кончики до +270-280 градусов Цельсия. Изготовленный в итоге филамент отлично печатает при установке температуры +250-260 градусов Цельсия.

Все необходимое для производства оборудование можно сделать кустарным способом. К нему нет никаких особых требований кроме возможности регулировки. У нагревателя это соответственно температура, а у намоточного механизма скорость вращения катушки. В итоге можно буквально из мусора получать качественный филамент.

Если лента прямая, а она такая и будет если предварительно разравнивать бутылку, то качество печати таким прутком идеальное.