Шаг двигателя что это

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.

Спецификация и драйвер шагового двигателя

Существуют разные модели драйверов (контроллеров) шаговых двигателей. Среди них можно выделить самые популярные в DIY разработках на базе Arduino: L293, ULN2003, A3967SLB.

Как правило, шаговый двигатель 28-BYJ48 используют в паре с драйвером ULN2003.

Спецификацию шагового двигателя 28-BYJ48 на английском языке вы можете скачать здесь. Краткие выдержки основных технических характеристик приведены ниже:

• Напряжение питания: 5 В (постоянный ток);
• Количество фаз: 4;
• Количество шагов: 64;
• Угол поврота на один шаг: 5.625 градуса
• Частота: 100 Герц;
• Частота холостого хода по часовой стрелке: > 600 Герц;
• Частота холостого хода против часовой стрелки: > 1000 Герц;
• Крутящий момент > 34.3 миллиньютон на метр;
• Сопротивление вращению: 600-1200 грамм на сантиметр;
• Класс элетробезопасности: A;

Внешний вид и схемы подключения ULN2003 приведены на изображениях ниже

Примечание. Если вы захотите использовать плату L293 вместо ULN2003, красный контакт подключать не надо.

Пути решения проблем

Все описанные недостатки ограничивают области применения ШД. В то время, как потенциальный рынок достаточно велик и, по прогнозам экспертов, ситуация в ближайшие годы не изменится. Поэтому компании- разработчики заняты поиском новых решений существующих проблем. Такие пути уже намечены. Это:

1. Улучшение электромеханических свойств гибридного шагового двигателя.
В последнее время на рынке появились ШД с новыми конструктивными особенностями. К ним относятся двигатели с измененным воздушным зазором, измененной формой зуба и т.д. Одной из наиболее перспективных конструкций является пятифазный ШД, обеспечивающий достаточно высокую плавность хода. Однако привод на базе такого ШД существенно увеличивается в стоимости, как за счет стоимости самого двигателя, так и в связи с усложнением системы управления. При этом изменение механики не решает проблем, связанных с пропуском шагов и невысокой скоростью разгона, так как по-прежнему не контролируется текущая позиция вала двигателя.

2. Применение векторного управления.
Наиболее перспективным решением перечисленных проблем шагового привода является усовершенствование его метода управления.

Проблему пропуска шагов наиболее эффективно можно решить за счет внедрения в привод датчика позиции и использования высокопроизводительного сигнального процессора. Причем, во избежание значительного увеличения стоимости привода, возможным решением является разработка мехатронного привода на базе ШД, представляющего собой интегрированное устройство, в состав которого входит сам двигатель, система управления и датчик позиции вала. В этом случае в качестве датчика можно использовать бескорпусные ОЕМ-датчики.

Состав Сервопривода шагового

При наличии двух таких компонент как сигнальный процессор и датчик позиции в одном устройстве можно отказаться от использования шаговых методов управления и построить систему управления на основе алгоритма векторного управления. Данный метод уже давно используется в сервоприводах на базе синхронных и асинхронных двигателей.

Алгоритм векторного управления основан на поддержании угла 90 градусов между текущей позицией ротора в рамках одного полюса и вектором токов в обмотках двигателя.

Рис. 1. График зависимости электрического момента ШД от угла между текущей позицией и вектором токов.

Как видно из графика зависимости момента от угла между текущей позицией и вектором тока (Рис.1) максимальная эффективность достигается именно при угле 90 градусов.

При этом расчет текущего угла необходимо выполнять в реальном времени с высокой частотой, так как при формировании токов вал ротора всегда стремится в позицию, заданную вектором токов.

Такой способ обеспечивает высокую эффективность управления: исключается колебание момента, развиваемого двигателем и, как следствие — вибрация; обеспечиваются высокие динамические показатели; исключается пропуск шагов.

Однако в реализации векторного управления для сервопривода шагового (СПШ) есть своя специфика.

ШД имеет 50 эквивалентных пар полюсов в отличие от синхронного двигателя с 6-ю полюсами. В результате алгоритм векторного управления должен отрабатываться в процессоре с частотой свыше 20 кГц, чтобы обеспечить поддержание угла 90 градусов с приемлемой точностью на высоких скоростях вращения. Соответственно и несущая ШИМ (широтно-импульсная модуляция) сигнала имеет ту же частоту. Как показывают исследования, компромиссной является частота 40 кГц, на которой максимальная скорость вращения, допустимая системой управления, достигает 12000 об/мин. При этом, силовые ключи (MOSFET) не переходят в режим усиления и, соответственно, обеспечивают приемлемый КПД привода.

Эффективное уменьшение влияния стоп-момента на неравномерность вращения в таком приводе достигается за счет использования замкнутого регулирования токами.

При резком увеличении скорости, связанной с наличием стоп-момента, двигатель вырабатывает противо ЭДС. Происходит изменение напряжения питания, что приводит к увеличению тока, протекающего в обмотках двигателя. Контур тока, который выполняет коррекцию задания токов каждые 25 мкс, успевает зафиксировать изменения тока и внести компенсационное воздействие, позволяющее сгладить резкие рывки вала двигателя, что и приводит к улучшению плавности хода. Оставшиеся низкочастотные колебания скорости исключаются замкнутым контуром управления скоростью. В результате неравномерность вращения определяется лишь разрешающей способностью датчика скорости (Рис. 2. ).

Рис. 2. Неравномерность вращения вала ротора шагового двигателя на различных скоростях при использовании векторного управления.

Как видно из рисунка, колебания относительно заданной скорости составляют ±1 дискрету датчика обратной связи во всем диапазоне скоростей. Например, при использовании датчика с разрешением 160000 импульсов на оборот глубина регулирования достигает 15000:1, т.е. разрешение приводапо скорости составит 0.1875 об/ мин. При этом неравномерность вращения на 100 об/мин не превысит 0.5%.

Наличие такой системы управления позволяет отказаться от дорогих пятифазных ШД. Достаточно использовать обычный гибридный ШД, при этом все его минусы «сглаживает» электроника.

Использование замкнутого регулирования током дает еще одно немаловажное преимущество — увеличение КПД привода.

Увеличение КПД привода происходит за счет того, что задаваемые токи в обмотках двигателя соответствуют нагрузке на валу двигателя. Повышенный ток подается только при появления внешнего противодействия, в отличие от разомкнутого микрошагового способа управления, где ток в обмотки двигателя подается всегда даже при нулевом противодействующем моменте.

Сервопривод шаговый, с использованием векторного управления с замкнутым контуром тока позволяет формировать предельно допустимый электрический момент во время переходного процесса. Это позволяет добиться исключительно высокой динамики без опасения перегорания обмоток и без пропуска шагов.

Например, время выполнения реверса на 500 об/мин выполняется за 18 мс, в то время как эквивалентный по мощности шаговый привод с микрошаговым управлением выполнит данную задачу лишь за 100 мс.

Схема замкнутого регулирования

3. Сотрудники не несут ответственность за низкую вовлеченность

Как было бы легко обвинить сотрудников в недостаточной вовлеченности. Учитывая, что большинство программ нацелены именно на сотрудников, логично предположить, что именно в них и кроется проблема – как думают в большинстве отделов кадров.

Но, по данным исследования Gallup, руководители – именно те, кто оказывает наиболее значительное влияние на показатели вовлеченности. На их долю приходится около 70% изменений в оценках вовлеченности сотрудников. Они напрямую влияют на свои команды, и, как мы знаем из разных исследований и опросов, большинство сотрудников уходят именно из-за менеджеров, а не из-за компаний.

Так что ответственность за низкие показатели вовлеченности лежит не на сотрудниках, а на тех, кто ими управляет. Руководители несут ответственность за результаты команд, а повышенная вовлеченность позволяет добиться этих результатов. Поэтому высокая вовлеченность сотрудников – основная цель менеджера: если ее достичь, все остальное приложится.

5. Чип-тюнинг

Что в нем хорошего: позволяет повысить мощность и динамику без существенных затрат

Что в нем плохого: повышенные нагрузки на детали двигателя

Легкое повышение мощности двигателя лишь перенастройкой электронного блока управления без какого-то вмешательства в конструкцию мотора давно уже вышло за пределы компетенций тюнинг-ателье. При наличии соответствующего софта и оборудования такие услугу в качестве «допа» предлагают и обычные сервисные центры. Между тем, от чип-тюнинга может возникнуть ряд негативных последствий для мотора.

Так, помимо увеличения расхода топлива повышение мощности вызывает возрастание нагрузок на механизмы двигателя и более быстрый износ системы нейтрализации отработавших газов. Более того, иногда перепрошивка с изменением углов опережения зажигания и перенастройкой подачи топлива повышают риск возникновения губительной для мотора детонации. Возникновение последней при слишком раннем зажигании резко увеличивает нагрузку на шатуны и коленчатый вал и быстро приводит к их поломке.

С такой инициативой выступил Масложировой союз

3 сентября 2021

Масложировой союз предложил поэтапно увеличивать экспортную пошлину на сою до 25-30%. Об этом на сессии «Агрокомплекс Дальнего Востока: двигатель роста или упущенная возможность», состоявшейся в ходе Восточного экономического форума (ВЭФ), сказал исполнительный директор союза Михаил Мальцев. По его мнению, мера ускорит процесс расконсервации и строительства новых мощностей по переработке сои. С 1 июля вывозная пошлина на сою составляет 20%.

По словам Мальцева, двигателем АПК сейчас является переработка. «Введенные правительством пошлины на экспорт сырья помогли защитить интересы переработчиков. Для Дальнего Востока самая актуальная — пошлина на сою. Для дальневосточных переработчиков масличных — это прорывной шаг, — отметил Мальцев. — Мы рассчитываем, что в ближайшие два года это кардинально изменит ситуацию с загрузкой мощностей, и весь объем сырья, выращенный на Дальнем Востоке, будет перерабатываться внутри федерального округа».

По словам Мальцева, вывозная пошлина обеспечивает переработчиков сырьевой базой, а возмещение части капзатрат по проектам способствуют ускорению их окупаемости. «В последнее время обсуждались корректировки капексов, в частности, по смягчению требований к объему производства для проектов глубокой переработки сои со 100 тыс. т до 30 тыс. т в год и увеличению срока реализации проектов с трех до шести лет. Также возможен вариант применения для Дальнего Востока программы по капексам наряду с программами льготного кредитования в рамках постановлений правительств №512 (экспорт) и №1528 (внутренний рынок)», — сказал Мальцев.

Он считает уровень пошлины в 20% недостаточным, потому что некоторые реальные проекты в переработке не удалось реализовать из-за нехватки сырья. Несмотря на пошлину, Китай предлагает на сою высокие цены, и отечественным переработчикам очень трудно конкурировать с этой страной за сырье, подчеркнул Мальцев. «Для окупаемости инвестпроектов очень важно, чтобы государственные меры по защите от вывоза масличного сырья увеличились», — уверен глава союза. Союз считает, что пошлина экономически не скажется на доходности производителей сырья. Для них есть специальная программа стимулирования производства масличных, а средства от взимания пошлины может быть направлена на поддержку растениеводов Дальнего Востока.

В ходе ВЭФ также выступил гендиректор компании « Амурагроцентр » Александр Сарапкин. Он считает, что на Дальнем Востоке нужно развивать переработку, однако она должна быть ориентирована на экспорт. «Потому что бесконечно просить субсидии на перевозку сои или готовой продукции будет очень сложно, — пояснил он. — Если у нас нет возможности вывозить зерно или сою, значит нужно экспортировать готовую продукцию. Наша конкурентоспособность на рынках Китая и Восточной Азии, скорее всего, будет связана только с производством именно пищевых продуктов».

По его мнению, для реализации этой идеи нужно построить завод по переработке сои для пищевых целей с небольшой мощностью. Нужно создавать условия для появления подобных предприятий, чтобы они могли конкурировать с Китаем на рынках Юго-Восточной Азии. Также переработчикам необходимо полностью субсидировать средства на покупку сои, считает Сарапкин. «Возможно, нужны какие-то средства на уменьшение капитальных затрат на строительство. Также необходима помощь государства в продвижении нашей продукции в страны Юго-Восточной Азии. В этом случае какую-то долю рынка мы сможем занять. Переработать все 100% — маловероятно», — заключил он.

Между тем, пресс-центр Московской биржи сообщил, что в ходе ВЭФ Национальная товарная биржа (НТБ), Минвостокразвития и группа « Русагро » заключили соглашение о сотрудничестве в сфере организации биржевых торгов соей и другой сельскохозяйственной продукцией, производимой предприятиями Дальнего Востока. Также стороны совместно будут работать над повышением привлекательности биржевого товарного рынка для сельхозпроизводителей Дальнего Востока, продвигать и популяризировать биржевую торговлю среди переработчиков, экспортеров и трейдеров.

«Запуск торгов состоится до конца 2021 года. Это позволит увеличить объемы выращивания масличных культур на Дальнем Востоке за счет возможности долгосрочного планирования и обеспечения оборотными средствами производителей, обеспечить сырьевой базой российских переработчиков, поднять объемы экспорта переработанной продукции», — пояснил замглавы Минвостокразвития Анатолий Бобраков.

Технические характеристики бензопилы «Урал 2Т-Электрон»

Цепи для бензопилы «Урал»

Для бензопилы «Урал-2Т Электрон» используются цепи с шагом в 0,404 дюйма, шириной паза 1,6 мм, а количество звеньев цепи равно 64. Это цепи принадлежащие к профессиональному сегменту. Отличаются хорошей производительностью и скоростью реза. Как правило используются для валки и заготовки леса.