Биполярный шаговый двигатель: Биполярные и униполярные шаговые двигатели

Содержание

Биполярные и униполярные шаговые двигатели

Современные шаговые двигатели, гибридые либо ШД на постоянных магнитах, как правило, производятся с двумя обмотками (4 вывода), с двумя обмоткми и центральными отводами (6 либо 5 выводов) и с четырьмя обмотками (8-ми выводные ШД). Биполярные двигатели имеют две обмотки и, соответственно, четыре вывода. Униполярные двигатели также имеют две по обмотки, но у каждой из них есть центральный отвод, что позволяет использовать для управления двигателем простой униполярный драйвер (т. е. переключать направление магнитного поля, создаваемого обмотками двигателя переполюсовкой половин обмоток двигателя). Иногда средние отводы могут быть объединены внутри двигателя, такой двигатель может иметь 6 или 5 выводов. В силу простоты униполярной схемы управления эти двигатели находят широкое применение в самых различнх областях промышленности.

Однако большинство драйверов предназначено для управления биполярными двигателями. При тех же габаритах биполярный шаговый двигатель обеспечивает больший момент по сравнению с униполярным.

Каким образом можно подключить 6-ти или 8-ми выводной мотор к биполярной системе управления и как при этом изменяются электрические характеристики двигателя?

6-ти выводные шаговые двигатели

Для подключения 6-ти выводного шагового двигателя к классическому биполярному драйверу может быть выбран один из двух способов – униполярное либо биполярное подключение обмоток двигателя.

Униполярное подключение

Если требуется вращать двигатель на средних и высоких скоростях (из диапазона рабочих скоростей), лучший тип подключения – использовать центральный отвод.

Электрические характеристики двигателя – ток обмотки, сопротивление обмотки, статический крутящий момент, индуктивность обмоток и др. – в этом случае равны данным, приведенным в каталоге.

Биполярное подключение

Если требуется вращать двигатель на низких скоростях (из диапазона рабочих скоростей), лучший тип подключения – биполярное.

При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток – 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R – именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).

Потребляемая мощность при униполярном включении – I_{униполяр.}²* R

При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится I_{биполяр.}²* 2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I_{униполяр.}²* R = I

биполяр.²* 2* R, откуда

I_{биполяр.}= I_{униполяр.}/ √2, т.е.

I_{биполяр.}= 0.707 * I_{униполяр.}

Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением ток, пропускаемого через обмотки. Но так как ток уменьшился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.

T_{биполяр.} = 1.4 * T_{униполяр.}

Итак, характеристики ШД будут такими:

Параметр	Значение
Ток обмотки, А	I_{биполяр.}= 0.707 * I_{униполяр.}
Сопротивление обмотки, Ом	R_{биполяр.} = 2 * R_{униполяр.}
Индуктивность обмотки, мГн	L_{биполяр.} = L_{униполяр.}
Крутящий момент, кг×см	T_{биполяр.} = 1.4 * T_{униполяр.}

8-ми выводные шаговые двигатели

Для подключения 8-ми выводного шагового двигателя (то есть двигателя с четырьмя обмотками) к классическому биполярному драйверу может быть выбран один из трех способов – униполярное, последовательное либо параллельное подключение обмоток двигателя.

Униполярное подключение

Если требуется вращать двигатель на средних скоростях (из диапазона рабочих скоростей), лучший тип подключения – использовать лишь две из четырех обмоток.

Биполярное последовательное подключение

Наиболее эффективно для низкоскоростного диапазона рабочих скоростей двигателя.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Потребляемая мощность при униполярном включении – I_{униполяр.}²* R

При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится I

послед.²* 2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I_{униполяр.}²* R = I_{послед.}²* 2* R, откуда

I_{послед.}= I_{униполяр.}/ √2, т.е.

I_{послед.}= 0.707 * I_{униполяр.}

T_{послед.} = 1.4 * T_{униполяр.}

Итак, характеристики ШД будут такими:

Параметр	Значение
Ток обмотки, А	I_{биполяр.}= 0.707 * I_{униполяр.}
Сопротивление обмотки, Ом	R_{биполяр.} = 2 * R_{униполяр.}
Индуктивность обмотки, мГн	L_{биполяр.} = L_{униполяр.}
Крутящий момент, кг×см	T_{биполяр.} = 1.4 * T_{униполяр.}

Биполярное параллельное подключение

Наиболее эффективно использование параллельного включения обмоток для высоких скоростей.

При таком типе подключения нужно увеличить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при параллельном включении обмоток требуемый ток – 2.8 А, то есть в 1.4 раза больше.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R – именно оно приведено в каталоге). При параллельном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки уменьшаетсяв два раза (0.5 R).

Потребляемая мощность при униполярном включении – I_{униполяр.}²* R

При параллельнном включении обмоток потребляемая мощность становится 0.5 * I_{биполяр.}²* R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I_{униполяр.}²* R = 0.5 * I_{биполяр.}² * R, откуда I_{биполяр..}= I_{униполяр.}/√2, т.е.

I_{биполяр.}= 1.4 * I_{униполяр.}

Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением величины тока, пропускаемого через обмотки. Но так как ток увеличился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.

T_{биполяр.} = 1.4 * T_{униполяр.}

Итак, характеристики ШД будут такими:

Параметр	Значение
Ток обмотки, А	I_{биполяр.}= 1.4 * I_{униполяр.}
Сопротивление обмотки, Ом	R_{биполяр..} = 0.5 * R_{униполяр.}
Индуктивность обмотки, мГн	L_{биполяр..} = 4 * L_{униполяр.}
Крутящий момент, кг×см	T_{биполяр.} = 1.4 * T_{униполяр.}

Пример: параметры ШД FL60STH86-2008AF для различных подключений

Параметр	униполярное	параллельное	последовательное
Ток/ фаза, А	2	2.8	1.4
Сопротивление обмотки, Ом	1.5	0.75	3
Индуктивность обмотки, мГн	3	1.5	6
Крутящий момент, кг×см	22 кг х см	31 кг х см	31 кг х см
Преимущества / недостатки	Средний момент при среднем энергопотреблении	Высокий момент при высоком потреблении тока	Высокий момент на низких скоростях при низком энергопотреблении
Максимальная эффективность	средний скоростной диапазон	высокоскоростной диапазон	низкоскоростной диапазон

Общий характер изменения динамических характеристик ШД в зависимости от типа подклюяения

Биполярные шаговые двигатели

Типичная система шагового двигателя состоит из двигателя и приводного устройства, которое включает в себя блок управления, ступень мощности и источник питания. Блок управления управляет каждой фазой двигателя для получения правильного тока в нужный момент, а ступень мощности подает ток от источника напряжения. Двигатель управляется импульсами возбуждения, а направление сигнала – от индексатора или программируемой системы управления. Они генерируют ряд импульсов, где частота определяет частоту вращения двигателя и количество импульсов положения двигателя.

Шаговый двигатель преобразует цифровые импульсы в последовательный поворот вала двигателя. Количество инкрементных шагов пропорционально генерируемым импульсам, а число оборотов – это функция частоты входных импульсов.

Эти импульсы генерируются просто микропроцессором, логическими схемами или даже реле. Приводная электроника действует как коллектор, где каждый импульс преобразуется в последовательный ток в отдельные обмотки двигателя. Обычно один импульс вращает ротор на один шаг.

Обычно простая модель состоит из ротора, который образует постоянный магнит. Магнит имеет северный полюс (N) и южный полюс (S) и вращается в 4-полюсном статоре. Обмотка медной проволоки расположена вокруг каждого полюса статора. Предположим, что N1 и S1 намагничены. Ротор вращается на 90 градусов, чтобы достичь положения 1b. После последовательного намагничивания полюсов статора ротор достигает положений 1c и 1d. Эти режимы являются дискретными и стабильными, и двигатель будет иметь пошаговое вращение.

Магнитное поле генерируется ступенчатой подачей каждой пары полюсов. Движение шагового ротора прерывисто на низких скоростях, ротор движется между устойчивыми положениями под определенным углом – мы говорим о движении по ступеням. Количество шагов (стабильные положения простоя) определяется числом пар полюсов, а также может влиять на то, как вы им управляете. Управляющая электроника – контроллер шагового двигателя – всегда должна приводиться в движение этим двигателем. Механический контакт минимальный, следовательно истирание не происходит в шаговых двигателях, кроме подшипников. Поэтому они характеризуются большой механической прочностью, долговечностью и практически без обслуживания. Недостатком шаговых двигателей является так называемая ступенчатая потеря, которая возникает при превышении предельной нагрузки и тенденции к механической облитерации, она может привести к нестабильности в движении. Обе эти отрицательные характеристики могут быть исключены путем выбора подходящего двигателя и контроллера с учетом характеристик крутящего момента привода.

Контроллер шагового двигателя

Контроллер шагового двигателя представляет собой специальную электронную схему, которая генерирует импульсы в определенной последовательности и длине. Эти импульсы, последовательно через силовую секцию, вращают отдельные витки ротора в точном порядке. Частота, порядок и длительность импульсов от цепи управления контролируют число, скорость вращения ротора и крутящий момент машины.

Параметры двигателя

Этап – реакция шагового ротора на управляющий импульс. Ротор перемещается из начального положения (состояние холостого хода) в следующее положение магнитного покоя за один шаг.

Угол поворота

Угол наклона представляет собой номинальный угол, который соответствует изменению положения ротора после прибытия одного импульса. На воздействие конструкции двигателя, то есть на количество фаз статора, количество полюсов ротора и управление шаговым двигателем, влияет угол шага. Отношение, действующее для размера шага: где m – количество фаз статора, а N – число зубьев ротора.

Ближайшие зубцы ротора притягиваются к полюсу статора. Если ток до первой пары полюсов прерывается, а другая пара полюсов намагничена, ротор вращается на один шаг. Чтобы повернуть двигатель, последовательность импульсов направляется к парам ротора в противоположном направлении. Двигатель VR может достигать высокой скорости, но с относительно низким крутящим моментом.

В 1970-е годы немецкий Berger Lahr получил патент на 5-фазный шаговый двигатель, который был намного лучше всех существующих двухфазных систем. Двигатель был сильнее, не имел резонансных проблем и имел угол тангажа всего 0,72 (примечание 500 шагов и 5 мм шаг болта позволило получить разрешение 0,01 мм). 1992 год патент истек. Berger Lahr, Oriental Motors и Sanyo Denkioriental Motors, Sanyo Denki все еще выпускают крупногабаритные 5-фазные двигатели. Благодаря лучшей электронике привода сегодняшние двухфазные шаговые двигатели имеют почти одинаковые результаты, но по гораздо более низкой цене. Купить сервопривод можно через интернет. Купить серводвигатель несложно, достаточно выбрать подходящую модель и сделать заказ.

Тем не менее существует ряд приложений для измерительных приборов или медицинских технологий, где требуется мягкая работа 5-фазного двигателя почти без резонанса. Недостатком является то, что, необходимо дополнение для заключительной стадии, и это делает общее решение дорогостоящим.

Преимущества шагового двигателя:

• Полностью цифровой двигатель.

• Легко управляемый из всех систем

• Простые и дешевые

• Отсутствие угловой ошибки, которая будет накапливаться

• Отсутствие обслуживания

• Он полностью отличается на минимальной скорости

• Очень высокий крутящий момент

• Крутящий момент при нулевых оборотах точный

• Он не может быть механически перегружен

• Отсутствие обратной связи

• Вращается в обоих направлениях

• Совместимость с различными производителями.

Недостатки шагового двигателя

• Чрезвычайно чувствительный при перегрузке

• Отсутствует резервная информация о фактической позиции

• Не отличается при разных нагрузках

• При перегрузке потеряет позицию без предупреждения

• Макс. вращение редко более 1500 об / мин

• Ограниченная динамика

• Не может дать дополнительный стартовый момент

• Удерживает крутящий момент при нарастающей скорости

• Очень шумно

Переделка шагового двигателя из униполярного в биполярный

С каждым годом аддитивные технологии развиваются все стремительней и входят в массы, и от этого , естественно, 3D печать становится только доступней. Но не для всех, и поэтому самые очумелые ручки решаются на собственное принтеростроение из всего что только попадется под руки. Одной из главных загвоздок такого принтеростроения становятся шаговые двигатели. Легче всего их достать из старых МФУ принтеров. Но зачастую двигатели из них являются униполярными и совсем не подходят для драйверов типа А4988 и drv8825. Сам столкнулся с такой проблемой, много читал про переделку в биполярный шаговый двигатель и теперь хочу поделиться с вами:)

Вот схема соединения катушек униполярного и биполярного шаговых двигателей:

Как видно, разница в том, что у униполярного шаговика середины обмоток соединены.

У самого были вот такие шаговики:

Он имеет стандартный размер Nema 17 и угол поворота на один полный шаг 1.8 градуса.

Для разборки откручиваем 4 болта и снимаем заднюю крышку. Вот что мы должны увидеть:

Первым логичным решением кажется просто перерезать пятую слева дорожку, но в большинстве случаев это не возымеет какого-либо эффекта. Если внимательно приглядеться, то заметно, что к пяточкам первых четырех дорожек припаяно по одному проводу, а к пятой уже по два . Отпаиваем их. Дальше все выводы мысленно нумеруем : И начинаем прозванивать выводы мультиметром. У меня получилось так : 1-8, 2-5, 3-6 и 4-7. Мы нашли четыре необходимых нам обмотки. Осталось определиться с их соединением. Возможно параллельное соединение обмоток, тогда бы мы соединили 1 с 2 выводом, 8 с 5, 3 с 4 и 6 с 7 соответственно, при данном подключении достигается максимальная скорость вращения. Также возможно последовательное соединение, тогда необходимо соединить 8 с 5 выводом и 6 с 7, при данном подключении получаем максимальный вращающий момент, что важно, например, для экструдеров. Ниже привожу схемы: Схему соединения необходимо выбирать в зависимости от конкретных целей и удобства соединения. Конкретно в нашем случае удобней выбрать схему с последовательным соединением, так как выводы 6 и 7 и так находятся рядом, и необходима будет лишь одна перемычка между 5 и 8 выводом и никакой больше мишуры из проводов. Разрезаем пятую дорожку на 3 части, и спаиваем все согласно схеме. Вот что получилось у меня: Также подпоял джамперы для более удобного подключения к плате управления: Подсоединяем к плате управления и наслаждаемся работой!) Вот и все, процесс совсем несложный и занимает совсем немного времени.

Всем спасибо за внимание и хороших будней!))

Шаговый двигатель биполярный – Gravbiz настольные гравировальные фрезерные станки с ЧПУ для ювелиров Гравировка Фрезеровка

Биполярный шаговый двигатель отличается от униполярного шагового двигателя тем, что полярность обмоток изменяется во время коммутации. Разом активируется половина обмоток, что обеспечивает в сравнении с униполярными шаговыми двигателями большую эффективность. У биполярных шаговых двигателей четыре провода, которые все соединяются отдельно полумостом. При коммутации полумосты прикладывают к концам обмоток положительное или отрицательное напряжение.

Управление биполярным шаговым двигателем может потребовать больше сигналов, и его шаги представлены выходной полярностью драйвера.

Необходимые коммутации полного шага и полушага биполярного шагового двигателя отображает следующая таблица.

Шаг	1А	2А	1В	2В
Полный шаг
1	+	–	–	–
2	–	+	–	–
3	–	–	+	–
4	–	–	–	+
Полушаг
1	+	–	–	–
2	+	+	–	–
3	–	+	–	–
4	–	+	+	–
5	–	–	+	–
6	–	–	+	+
7	–	–	–	+
8	+	–	–	+

You have no rights to post comments

Как работают шаговые двигатели | РОБОТОША

Использование шаговых двигателей является одним из самых простых, дешевых и легких решений для реализации систем точного позиционирования. Эти двигатели очень часто используются в различных станках ЧПУ и роботах. Сегодня я расскажу о том, как устроены шаговые двигатели и как они работают.

Что такое шаговый двигатель?

Прежде всего, шаговый двигатель — это двигатель. Это означает, что он преобразует электрическую энергию в механическую. Основное отличие между ним и всеми остальными типами двигателей состоит в способе, благодаря которому происходит вращение. В отличие от других моторов, шаговые двигатели вращаются НЕ непрерывно! Вместо этого, они вращаются шагами (отсюда и их название). Каждый шаг представляет собой часть полного оборота. Эта часть зависит, в основном, от механического устройства мотора и от выбранного способа управления им. Шаговые двигатели также различаются способами питания. В отличие от двигателей переменного или постоянного тока, обычно они управляются импульсами. Каждый импульс преобразуется в градус, на который происходит вращение. Например, 1.8º шаговый двигатель, поворачивает свой вал на 1.8° при каждом поступающем импульсе. Часто, из-за этой характеристики, шаговые двигатели еще называют цифровыми.

Основы работы шагового двигателя

Как и все моторы, шаговые двигатели состоят из статора и ротора. На роторе установлены постоянные магниты, а в состав статора входят катушки (обмотки). Шаговый двигатель, в общем случае, выглядит следующим образом:

Здесь мы видим 4 обмотки, расположенные под углом 90° по-отношению друг к другу, размещенные на статоре. Различия в способах подключения обмоток в конечном счете определяют тип подключения шагового двигателя. На рисунке выше, обмотки не соединяются вместе. Мотор по такой схеме имеет шаг поворота равный 90°. Обмотки задействуются по кругу — одна за другой. Направление вращения вала определяется порядком, в котором задействуются обмотки. Ниже показана работа такого мотора. Ток через обмотки протекает с интервалом в 1 секунду. Вал двигателя поворачивается на 90° каждый раз, когда через катушку протекает ток.

Режимы управления

Теперь рассмотрим различные способы подачи тока на обмотки и увидим, как в результате вращается вал мотора.

Волновое управление или полношаговое управление одной обмоткой

Этот способ описан выше и называется волновым управлением одной обмоткой. Это означает, что только через одну обмотку протекает электрический ток. Этот способ используется редко. В основном, к нему прибегают в целях снижения энергопотребления. Такой метод позволяет получить менее половины вращающего момента мотора, следовательно, нагрузка мотора не может быть значительной.

У такого мотора будет 4 шага на оборот, что является номинальным числом шагов.

Полношаговый режим управления

Вторым, и наиболее часто используемым методом, является полношаговый метод. Для реализации этого способа, напряжение на обмотки подается попарно. В зависимости от способа подключения обмоток (последовательно или параллельно), мотору потребуется двойное напряжение или двойной ток для работы по отношению к необходимым при возбуждении одной обмотки. В этом случае мотор будет выдавать 100% номинального вращающего момента.

Такой мотор имеет 4 шага на полный оборот, что и является номинальным числом шагов для него.

Полушаговый режим

Это очень интересный способ получить удвоенную точность системы позиционирования, не меняя при этом ничего в «железе»! Для реализации этого метода, все пары обмоток могут запитываться одновременно, в результате чего, ротор повернется на половину своего нормального шага. Этот метод может быть также реализован с использованием одной или двух обмоток. Ниже показано, как это работает.

Однообмоточный режим

Двухобмоточный режим

Используя этот метод, тот же самый мотор сможет дать удвоенное число шагов на оборот, что означает двойную точность для системы позиционирования. Например, этот мотор даст 8 шагов на оборот!

Режим микрошага

Микрошаговый режим наиболее часто применяемый способ управления шаговыми двигателями на сегодняшний день. Идея микрошага состоит в подаче на обмотки мотора питания не импульсами, а сигнала, по своей форме, напоминающего синусоиду. Такой способ изменения положения при переходе от одного шага к другому позволяет получить более гладкое перемещение, делая шаговые моторы широко используемыми в таких приложениях как системы позиционирования в станках с ЧПУ. Кроме этого, рывки различных деталей, подключенных к мотору, также как и толчки самого мотора значительно снижаются. В режиме микрошага, шаговый мотор может вращаться также плавно как и обычные двигатели постоянного тока.

Форма тока, протекающего через обмотку похожа на синусоиду. Также могут использоваться формы цифровых сигналов. Вот некоторые примеры:

Метод микрошага является в действительности способом питания мотора, а не методом управления обмотками. Следовательно, микрошаг можно использовать и при волновом управлении и в полношаговом режиме управления. Ниже продемонстрирована работа этого метода:

Хотя кажется, что в режиме микрошага шаги становятся больше, но, на самом деле, этого не происходит. Для повышения точности часто используются трапецевидные шестерни. Этот метод используется для обеспечения плавного движения.

Типы шаговых двигателей

Шаговый двигатель с постоянным магнитом

Ротор такого мотора несет постоянный магнит в форме диска с двумя или большим количеством полюсов. Работает точно также как описано выше. Обмотки статора будут притягивать или отталкивать постоянный магнит на роторе и создавать тем самым крутящий момент. Ниже представлена схема шагового двигателя с постоянным магнитом.

Обычно, величина шага таких двигателей лежит в диапазоне 45-90°.

Шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением

У двигателей этого типа на роторе нет постоянного магнита. Вместо этого, ротор изготавливается из магнитомягкого металла в виде зубчатого диска, типа шестеренки. Статор имеет более четырех обмоток. Обмотки запитываются в противоположных парах и притягивают ротор. Отсутствие постоянного магнита отрицательно влияет на величину крутящего момента, он значительно снижается. Но есть и большой плюс. У этих двигателей нет стопорящего момента. Стопорящий момент — это вращающий момент, создаваемый постоянными магнитами ротора, которые притягиваются к арматуре статора при отсутствии тока в обмотках. Можно легко понять, что это за момент, если попытаться повернуть рукой отключенный шаговый двигатель с постоянным магнитом. Вы почувствуете различимые щелчки на каждом шаге двигателя. В действительности то, что вы ощутите и будет фиксирующим моментом, который притягивает магниты к арматуре статора. Ниже показана работа шагового двигателя с переменным магнитным сопротивлением.

Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением обычно имеют шаг, лежащий в диапазоне 5-15°.

Гибридный шаговый двигатель

Данный тип шаговых моторов получил название «гибридный» из-за того, что сочетает в себе характеристики шаговых двигателей и с постоянными магнитами и с переменным магнитным сопротивлением. Они обладают отличными удерживающим и динамическим крутящим моментами, а также очень маленькую величину шага, лежащую в пределах 0.9-5°, обеспечивая великолепную точность. Их механические части могут вращаться с большими скоростями, чем другие типы шаговых моторов. Этот тип двигателей используется в станках ЧПУ high-end класса и в роботах. Главный их недостаток — высокая стоимость.

Обычный мотор с 200 шагами на оборот будет иметь 50 положительных и 50 отрицательных полюсов с 8-ю обмотками (4-мя парами). Из-за того, что такой магнит нельзя произвести, было найдено элегантное решение. Берется два отдельных 50-зубых диска. Также используется цилиндрический постоянный магнит. Диски привариваются один с положительному, другой к отрицательному полюсам постоянного магнита. Таким образом, один диск имеет положительный полюс на своих зубьях, другой — отрицательный.

Два 50-зубых диска помещены сверху и снизу постоянного магнита

Фокус в том, что диски размещаются таким образом, что если посмотреть на них сверху, то они выглядят как один 100-зубый диск! Возвышения на одном диске совмещаются со впадинами на другом.

Впадины на одном диске выровнены с возвышениями на другом

Ниже показана работа гибридного шагового двигателя, имеющего 75 шагов на оборот (1.5° на шаг). Стоит заметить, что 6 обмоток спарены, каждая имеет обмотку с противоположной стороны. Вы наверняка ожидали, что катушки расположены под углом в 60° следом друг за другом, но, на самом деле, это не так. Если предположить, что первая пара — это самая верхняя и самая нижняя катушки, тогда вторая пара смещена под углом 60+5° по отношению к первой, и третья смещена на 60+5° по отношению ко второй. Угловая разница и является причиной вращения мотора. Режимы управления с полным и половинным шагом могут использоваться, впрочем как и волновое управление для снижения энергопотребления. Ниже продемонстрировано полношаговое управление. В полушаговом режиме, число шагов увеличится до 150!

Не пытайтесь следовать за обмотками, чтобы понаблюдать, как это работает. Просто сфокусируйтесь на одной обмотке и ждите. Вы заметите, что всякий раз, когда обмотка задействована, есть 3 положительных полюса (красный) в 5° позади, которые притягиваются по направлению вращения и другие 3 отрицательных полюса (синий) в 5° впереди, которые толкаются в направлении вращения. Задействованная обмотка всегда находится между положительным и отрицательным полюсами.

Подключение обмоток

Шаговые двигатели относятся к многофазным моторам. Больше обмоток, значит, больше фаз. Больше фаз, более гладкая работа мотора и более выокая стоимость. Крутящий момент не связан с числом фаз. Наибольшее распространение получили двухфазные двигатели. Это минимальное количество необходимых для того, чтобы шаговый мотор функционировал. Здесь необходимо понять, что число фаз не обязательно определяет число обмоток. Например, если каждая фаза имеет 2 пары обмоток и мотор является двухфазным, то количество обмоток будет равно 8. Это определяет только механические характеристики мотора. Для упрощения, я рассмотрю простейший двухфазный двигатель с одной парой обмоток на фазу.

Существует три различных типа подключения для двухфазных шаговых двигателей. Обмотки соединяются между собой, и, в зависимости от подключения, используется различное число проводов для подключения мотора к контроллеру.

Биполярный двигатель

Это наиболее простая конфигурация. Используются 4 провода для подключения мотора к контроллеру. Обмотки соединяются внутри последовательно или параллельно. Пример биполярного двигателя:

Мотор имеет 4 клеммы. Два желтых терминала (цвета не соответствуют стандартным!) питают вертикальную обмотку, два розовых — горизонтальную обмотку. Проблема такой конфигурации состоит в том, что если кто-то захочет изменить магнитную полярность, то единственным способом будет изменение направления электрического тока. Это означает, что схема драйвера усложнится, например это будет H-мост.

Униполярный двигатель

В униполярном двигателе общий провод подключен к точке, где две обмотки соединены вместе:

Используя этот общий провод, можно легко изменить магнитные полюса. Предположим, например, что мы подключили общий провод к земле. Запитав сначала один вывод обмотки, а затем другой — мы изменяем магнитные полюса. Это означает, что схема для использования биполярного двигателя очень простая, как правило, состоит только из двух транзисторов на фазу. Основным недостатком является то, что каждый раз, используется только половина доступных катушечных обмоток. Это как при волновом управлении двигателем с возбуждением одной обмотки. Таким образом, крутящий момент всегда составляет около половины крутящего момента, который мог быть получен, если бы обе катушки были задействованы. Другими словами, униполярные электродвигатели должны быть в два раза более габаритными, по сравнению с биполярным двигателем, чтобы обеспечить такой же крутящий момент. Однополярный двигатель может использоваться как биполярный двигатель. Для этого нужно оставить общий провод неподключенным.

Униполярные двигатели могут иметь 5 или 6 выводов для подключения. На рисунке выше продемонстрирован униполярный мотор с 6 выводами. Существуют двигатели, в которых два общих провода соединены внутри. В этом случае, мотор имеет 5 клемм для подключения.

8-выводной шаговый двигатель

Это наиболее гибкий шаговый мотор в плане подключения. Все обмотки имеют выводы с двух сторон:

Этот двигатель может быть подключен любым из возможных способов. Он может быть подключен как:

5 или 6-выводной униполярный,
биполярный с последовательно соединенными обмотками,
биполярный с параллельно соединенными обмотками,
биполярный с одним подключением на фазу для приложений с малым потреблением тока

Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

общие сведения, принцип работы мотора

Практически все электрические приборы функционируют с помощью приводных механизмов. Они могут иметь различное строение и принцип работы, а также особенности настраивания. Существуют разные типы таких приспособлений. Одним из наиболее востребованных и доступных по цене считается биполярный шаговый двигатель, благодаря которому можно обеспечить реализацию систем точного позиционирования.

Общие сведения

Существует две разновидности приспособления: униполярный шаговый двигатель и биполярный. Устройство представляет собой синхронный бесщеточный электродвигатель, имеющий одну или несколько обмоток. Ток, который подается на обмотки статора, вызывает фиксацию ротора, благодаря чему осуществляются его дискретные угловые перемещения или шаги.

Первые модели таких приспособлений появились еще в 30-е годы XIX века и представляли собой своеобразный магнит, приводящий в движение храповое колесо. Во время включения оно перемещалось на величину зубцового шага. Раньше механизм использовался на кораблях военного флота Великобритании с целью перемещения торпед в нужную сторону.

Через несколько лет и армия США переняла это приспособление и стала активно применять его в своих военных кораблях и других механизмах. В 1919 году шотландец Уолкер получил патент на двигатель с ротором.

В настоящее время подобные механизмы востребованы и часто применяются. Шаговый мотор используется для обеспечения бесперебойного функционирования шлифовального и фрезерного станков, различных бытовых приборов, производственных механизмов и транспорта, а также жестких дисков персональных компьютеров. Именно поэтому он так востребован. Устройство состоит из нескольких частей:

контролер, предназначенный для регулирования работы шагового привода;
специальные магнитные части;
обмотки;
панель, выполняющая роль блока управления;
сигнализаторы и передатчики, благодаря которым работа устройства отлаженная и бесперебойная.

Биполярные двигатели имеют только одну обмотку в одной фазе, тогда как униполярные содержат две. Первые считаются более сложными в управлении, но обеспечивают плавную работу устройства.

Принцип работы

Шаговый двигатель работает по простым принципам. Первый этап — приложение напряжения к клеммам. Благодаря этому щетки на самом устройстве начинают постоянно двигаться. Двигатель холостого хода имеет свойство преобразовывать входящие импульсы.

Эти импульсы имеют прямоугольную направленность и преображение идет в заранее определенное положение ведущего вала, который к нему приложен. Вследствие этого вал перемещается под определенным углом. Оснащенные подобным редуктором приспособления довольно эффективны и надежны при условии наличия нескольких электромагнитов. Находиться они должны вокруг центральной детали из железа, имеющей зубчатую форму.

Внешняя цепь, отвечающая за управление, подает сигнал к магниту. При возникновении необходимости повернуть вал в ту или иную сторону тот электромагнит, на который был послан импульс, начинает быстро притягивать к себе зубья колеса. Они постепенно выравниваются с этим элементом, но смещаются по отношению к другим магнитным частям приспособления.

После выключения первого электромагнита включается второй и начинается беспрерывное движение шестеренки. Благодаря этому деталь выравнивается с предыдущим колесом. Такой цикл повторяется необходимое количество раз. Каждый из них и называется постоянным шагом. Именно поэтому двигатель получил такое название. Вычислить скорость его работы можно с помощью подсчета шагов, которые необходимы для обеспечения полного цикла.

Контролировать работу приспособления можно с помощью специального драйвера. Обычно это необходимо в случае настраивания станка или ветрогенератора.

Основные режимы

Изделие функционирует в нескольких режимах, которые предварительно настраиваются в зависимости от потребностей человека. Наиболее распространенными считаются следующие:

Волновой режим предполагает протекание электрического тока только через одну обмотку. Сегодня он используется редко, для того чтобы снизить нагрузку на двигатель и количество потребляемой электроэнергии.
Полношаговый — используется гораздо чаще и считается стандартным режимом для этого типа двигателя. Напряжение на обмотке при такой работе одинаково и приспособлению требует максимальное напряжение для корректного функционирования.
Полушаговый режим — один из оригинальных способов изменить работу приспособления и при этом не затрагивать блок управления. Заключается в одновременном запитывании всех пар обмоток, что приводит к повороту ротора на половину своего обычного шага. Используя этот метод, можно получить двигатель с двойной мощностью при минимальных затратах электроэнергии. Он будет меньше изнашиваться и прослужит дольше, чем тот, что постоянно работает в полношаговом режиме.
Микрошаговый режим сегодня считается наиболее часто применяемым при использовании шагового двигателя. Принцип действия заключается в подаче на обмотку не импульса, а сигнала, напоминающего синусоиду по форме. Такой режим делает работу двигателя более плавной, а переход от одного шага к другому незаметным. Благодаря этому уменьшаются рывки и скачки приспособления, оно может функционировать как обычный двигатель постоянного тока.

Последний режим имеет преимущество, поскольку представляет собой скорее метод подпитки двигателя, а не управления обмотками. Именно поэтому может использоваться при волновом или полношаговом способе работы приспособления. Если рассмотреть схему функционирования прибора в микрошаговом режиме, может показаться, что шаги становятся больше. На самом деле это не так, но процесс все равно становится плавным и отсутствуют рывки.

Разновидности приспособления

В зависимости от некоторых деталей различают несколько типов шаговых двигателей. Каждый из них имеет некоторые особенности функционирования.

Двигатель с постоянным магнитом считается наиболее популярным, отличается простотой настройки и эксплуатации. Устройство несет в себе магнит круглой формы, напоминающий диск и имеющий разные полюса. Обмотки статора при включении прибора притягивают и отталкивают магнит на роторе, что и обеспечивает кручение механизма.

При использовании такого типа двигателя величина шага измеряется, и показатель колеблется в пределах 45−90 градусов. Простота применения приспособления делает его востребованным, а длительный срок службы позволяет не думать о частой замене.

Прибор с переменными магнитами

Такие приспособления не имеют на роторе специального магнита. Эта деталь изготовлена из магнитного, мягкого металла, имеет форму зубчатого диска, напоминающего шестеренку. На статоре расположено более четырех разных обмоток. Запитываются они в противоположных парах и притягивают к себе ротор.

Стоит отметить, что величина крутящегося момента несколько снижается, поскольку в устройстве отсутствует постоянный магнит. Это считается недостатком, но есть и достоинство, поскольку при работе приспособления нет момента стопора.

Стопорящий момент заключается во вращении, создаваемом расположенными на роторе постоянными магнитами. Они притягиваются к статору, а именно к его арматуре при отсутствии в обмотках электрического тока. Зафиксировать этот момент просто — необходимо попытаться рукой повернуть двигатель в отключенном состоянии. При этом обычно слышны щелчки на каждом шаге. Диапазон шага в таком двигателе колеблется в пределах 5−15 градусов.

Гибридные модели

Название свое этот тип приспособлений получил из-за особенности работы, которая предполагает сочетание принципов шагового двигателя с постоянными и переменными магнитами. Обладает хорошими удерживающими и динамическими крутящими моментами. Достоинством прибора считается минимальная величина шага, которая не превышает показатель в 5 градусов. Именно благодаря этому обеспечивается максимальная точность.

Механические части приспособления вращаются гораздо быстрее, чем в других моделях с подобным принципом работы. Часто используются в станках для производства. Главным недостатком такого двигателя считается его высокая стоимость.

Известно, что обычный мотор с 8 обмотками будет иметь по 50 положительных и отрицательных полюсов, но произвести такой магнит невозможно. Именно поэтому устройство гибридного двигателя включает в себя 2 магнитных диска, каждый имеет 50 зубцов, а также постоянный магнит цилиндрической формы.

Диски в процессе изготовления прибора привариваются к разным полюсам этого цилиндрического магнита и получается, что один из них на каждом из своих зубьев имеет положительный полюс, а другой — отрицательный. Если смотреть на конструкцию сверху, она выглядит как один диск, имеющий 100 зубьев.

На один оборот такого двигателя приходится 75 шагов, каждый из которых имеет показатель не более, чем 1,5 градуса.

Двухфазные моторы

Двухфазный шаговый двигатель очень прост в использовании, установить его и настроить может даже человек без опыта и соответствующих навыков. Приспособление имеет два типа обмотки для катушек:

Униполярная заключается в установке одной обмотки, а также специального магнитного крана в центре, влияющего на любую фазу. Каждая секция включается для обеспечения необходимого направления магнитного поля. Достоинством этой конструкции считается возможность функционирования без специального переключения. На каждую обмотку понадобится один транзистор, поэтому установка прибора облегчается. На одну фазу приходится три провода, а на выходной сигнал необходимо шесть проводов. Подключать обмотки можно также посредством присоединения проводов с постоянными магнитами. Стоит помнить, что повернуть вал будет непросто при прикосновении клемм. Это связано с тем, что общий провод по длине несколько больше, чем та часть, которая используется для присоединения катушек.
Биполярные типы моторов имеют только одну обмотку. Электрический ток в нее поступает особенным переломным методом посредством полюса, обеспеченного магнитом. На любую фазу приходится два разных провода. Устройство несколько сложнее, чем в униполярных моделях, но эффективность выше.

Существуют также трехфазные двигатели, имеющие узкую область использования: дисководы, различные фрезерные станки, принтеры и некоторые автомобили, где используется необычная заслонка.

Другие типы устройств

Главная особенность реактивных приспособлений — маленький шаг, который достигает не более 1 градуса, а также расположение зубцов, находящихся на полюсах статора. Недостаток такого мотора — отсутствие синхронизирующего момента в случае обесточивания обмоток.

Для изготовления такого прибора понадобится специальный коммутатор, поэтому стоимость его высока. Самостоятельное создание также исключается по причине сложности конструкции.

Синхронные линейные шаговые моторы используются в случае, когда необходимо автоматизировать производственный процесс. Для этого следует обеспечить перемещение объектов в плоскости. С этой целью применяется специальный преобразователь, который изменяет вращательное движение на поступательное. Достичь этого можно путем использования кинематики.

Именно с этой целью и применяется линейный двигатель, преобразующий импульсы в перемещение по одной линии. Помимо автоматизации процесса, приспособление упростит кинематическую схему проводов. В таком приборе статор изготовлен из мягкого магнитного металла, а также имеется постоянный магнит. Стабильная работа двигателя осуществляется при условии постоянной подачи импульсов на обмотки.

Шаговые моторы — универсальные приспособления, обеспечивающие бесперебойное функционирование множества электрических приборов и производственного оборудования.

Индуктивность шагового двигателя, её влияние на другие параметры

Шаговый двигатель – электромеханическое устройство, позволяющее преобразовывать вращение ротора в дискретные отрезки окружности, описываемой ротором (шаги). На данный момент данный тип двигателей является одним из самых доступных для систем точного позиционирования чего-либо.

Существует много типов шаговых двигателей как по конструкции ротора, так и статора, но самым распространенным можно смело считать биполярный шаговый двигатель с гибридным ротором. Существует много его разновидностей, прежде всего по размерам (стандартизация NEMA), зависимость мощности на вале двигателя обычно прямопропорциональна размерам самого шагового привода.

Наша компания Predictor LLC предлагает различные варианты шаговых двигателей. В нашем ассортименте шаговые двигатели типа Nema 17, Nema 23, Nema 32, Nema 43. Ознакомится с ассортиментом и купить шаговые двигатели возможно на нашем сайте.

Шаговый двигатель является эволюционным развитием бесколлекторных двигателей постоянного тока, для работы которых так же требуется наличие системы управления обмотками статора. Однако, если бесколлекторные двигатели вращаются непрерывно в каком-либо направлении и имеют относительно простое устройство якоря, то современные наиболее широко применяемые шаговые двигатели имеют якорь, состоящий из нескольких магнитопроводов с насечками, спаянных с полюсами постоянного магнита. Магнитопроводы смещены относительно друг друга на определенный градус, величина этого смещения и определяет дискретность шагов. Статор биполярного шагового двигателя обычно выполнен в виде 8 обмоток, соединенных попарно, каждая пара обмоток симметрична. Таким образом, на вершинах зубьев ротора (якоря) имеется некое магнитное поле, на вершинах одного магнитопровода оно положительное, на вершинах второго – отрицательное, так как они спаяны с разными полюсами магнита. Одна часть катушек статора работает как положительный полюс магнита, вторая часть как отрицательный и при последовательном их включении якорь переходит в направлении этого включения.

Так как равнозаряженные катушки распологаются напротив друг друга движение якоря происходит плавно и с достаточно высоким моментом.

Ахиллесовой пятой шаговых двигателей на данный момент является резонанс и паразитные физические явления, такие как самоиндукция в катушках статора. Также, при увеличении скорости вращения резко падает крутящий момент. Однако применяя более продвинутые драйверы для управления шаговыми двигателями удается эти недостатки свести к минимуму. Взвесив за и против, невозможно не признать тот факт, что шаговые двигатели получают все большее распространение в промышленности и в частном секторе.

Все больше хоббийных устройств собирается именно с их использованием. Разработано множество систем преобразования вращательного движения в поступательное, что открыло новые возможности их применения. Если Вы не определились какой точно ШД Вам потребуется, Вы можете позвонить нам, и мы проконсультируем Вас по этому вопросу. Стоимость шаговых двигателей указана на сайте, для постоянных и оптовых клиентов существует определенная скидка.

Купить шаговые двигатели возможно через сайт или же на г. Москва ул. Дорожная 8к1, офис 327 или г.Подольск, ул.Б.Серпуховская, 43. Доставка шаговых двигателей осуществляется удобной для Вас транспортной компанией по всей России.

Разница между униполярными и биполярными шаговыми двигателями

Униполярный шаговый двигатель работает с одной обмоткой с центральным отводом на фазу. Каждая секция обмотки включается для каждого направления магнитного поля. Каждая обмотка сделана относительно простой схемой коммутации, это сделано, поскольку устройство имеет магнитный полюс, который можно поменять местами без переключения направления тока. В большинстве случаев, учитывая фазу, общий центральный отвод для каждой обмотки следующий; три вывода на фазу и шесть выводов для обычного двухфазного шагового двигателя.

Обычно вы видите, что обе эти фазы часто соединены внутри, поэтому у шагового двигателя всего пять выводов. Часто контроллер шагового двигателя используется для активации управляющих транзисторов в правильном порядке. Поскольку этими шаговыми двигателями довольно легко управлять, они часто очень популярны среди любителей и, как правило, являются самым дешевым способом получения точных угловых перемещений.

У биполярных шаговых двигателей имеется только одна обмотка на фазу.Схема управления должна быть более сложной, чтобы перевернуть магнитный полюс, это делается для реверсирования тока в обмотке. Это делается с помощью H-мостовой схемы, однако есть несколько микросхем драйверов, которые могут быть приобретены, чтобы упростить эту задачу. В отличие от униполярного шагового двигателя, биполярный шаговый двигатель имеет два вывода на фазу, ни один из которых не является общим. Эффекты статического трения действительно возникают с H-образным мостом с определенными топологиями привода, однако его можно уменьшить за счет сглаживания сигнала шагового двигателя на более высокой частоте.

Биполярные двигатели обычно лучше униполярных. У них больше крутящего момента и они более эффективны.

Однако управлять ими сложнее, потому что им нужен обратный ток.

Конструктивно биполярные двигатели имеют несколько (не менее двух) независимых обмоток. Проволока выходит из каждого конца обмотки, так что получается по два провода на обмотку.

Униполярные двигатели также имеют несколько обмоток, однако, помимо того, что концы каждой обмотки подключены к проводам, середина также подключается к третьему проводу.

Отсутствие этого третьего провода означает, что биполярные двигатели немного проще изготовить.

Когда дело доходит до управления этими двигателями, для более простого биполярного двигателя требуется более сложный драйвер. Это связано с тем, что для точного управления его движением нам нужно иметь возможность направлять ток в каждую обмотку в обоих направлениях.

С другой стороны, в униполярном двигателе можно обойтись током, который течет только в одном направлении. Это означает, что электронику драйвера можно сделать проще.Компромисс заключается в том, что мы используем только половину каждой обмотки в определенный момент времени, что приводит к снижению крутящего момента и эффективности.

Однако сегодня, благодаря легкому доступу к драйверам двигателей, таким как H-мосты, легко управлять биполярными двигателями с помощью переменного тока. Преимущество униполярных двигателей в том, что они не нуждаются в обратном токе, больше не имеет большого значения.

Pololu – Шаговые двигатели

Сравнить все товары в этой категории

Товары в категории «Шаговые двигатели»

Этот небольшой гибридный биполярный шаговый двигатель NEMA 8 размера имеет 1.Угол шага 8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 600 мА при 3,9 В, что обеспечивает удерживающий момент 180 г-см (2,5 унции на дюйм). При весе 60 г это один из самых маленьких шаговых двигателей, которые мы носим.

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель размера NEMA 11 имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 670 мА при 3,8 В, что обеспечивает удерживающий момент 600 г-см (8,3 унции на дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель размера NEMA 11 имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот).Каждая фаза потребляет 670 мА при 4,5 В, что обеспечивает удерживающий момент 950 г-см (13 унций на дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель размера NEMA 14 имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 280 мА при 7,4 В, что обеспечивает удерживающий момент 650 г-см (9 унций на дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель размера NEMA 14 имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 500 мА при 10 В, что обеспечивает удерживающий момент 1 кг-см (14 унций на дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель NEMA 14 размера имеет 1.Угол шага 8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 1 А при 2,7 В, что обеспечивает удерживающий момент 1,4 кг-см (20 унций на дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель размером 17 NEMA имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 1,7 А при 2,8 В, что обеспечивает удерживающий момент 3,7 кг-см (51 унцию-дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель NEMA 17 размера имеет встроенный стержень с резьбой 18 см (7 ″) в качестве выходного вала, что превращает его в линейный привод, способный к точному позиционированию без обратной связи.Входящая в комплект ходовая гайка имеет четыре монтажных отверстия и перемещается на 40 мкм (1,6 мил) за полный шаг; более высокое разрешение может быть достигнуто с помощью микрошага. Шаговый двигатель имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот), и каждая фаза потребляет 1,7 А при 2,8 В, что обеспечивает удерживающий момент 3,7 кг-см (51 унцию-дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель NEMA 17 размера имеет встроенный стержень с резьбой 28 см (11 ″) в качестве выходного вала, что превращает его в линейный привод, способный к точному позиционированию без обратной связи.Входящая в комплект ходовая гайка имеет четыре монтажных отверстия и перемещается на 40 мкм (1,6 мил) за полный шаг; более высокое разрешение может быть достигнуто с помощью микрошага. Шаговый двигатель имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот), и каждая фаза потребляет 1,7 А при 2,8 В, что обеспечивает удерживающий момент 3,7 кг-см (51 унцию-дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель NEMA 17 размера имеет интегрированный стержень с резьбой 38 см (15 ″) в качестве выходного вала, что превращает его в линейный привод, способный к точному позиционированию без обратной связи.Входящая в комплект ходовая гайка имеет четыре монтажных отверстия и перемещается на 40 мкм (1,6 мил) за полный шаг; более высокое разрешение может быть достигнуто с помощью микрошага. Шаговый двигатель имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот), и каждая фаза потребляет 1,7 А при 2,8 В, что обеспечивает удерживающий момент 3,7 кг-см (51 унцию-дюйм).

Этот гибридный шаговый двигатель NEMA 17 размера может использоваться как униполярный или биполярный шаговый двигатель и имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 1,2 А при 4 В, что обеспечивает удерживающий момент 3.2 кг-см (44 унции на дюйм).

Этот гибридный шаговый двигатель NEMA 23 размера может использоваться как униполярный или биполярный шаговый двигатель и имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 1 А при 5,7 В, что обеспечивает удерживающий момент 4 кг-см (55 унций на дюйм).

Этот гибридный шаговый двигатель NEMA 23 размера может использоваться как униполярный или биполярный шаговый двигатель и имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 1 А при 7,4 В, что обеспечивает удерживающий момент 9 кг-см (125 унций на дюйм).

Этот гибридный шаговый двигатель NEMA 23 размера может использоваться как униполярный или биполярный шаговый двигатель и имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 2 А при 3,6 В, что обеспечивает удерживающий момент 9 кг-см (125 унций на дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель размером 23 NEMA имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 2,8 А при 2,5 В, что обеспечивает удерживающий момент 13 кг-см (180 унций).

Этот гибридный шаговый двигатель NEMA 23 размера может использоваться как униполярный или биполярный шаговый двигатель и имеет 1.Угол шага 8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 1 А при 8,6 В, что обеспечивает удерживающий момент 14 кг-см (190 унций на дюйм).

Этот гибридный шаговый двигатель NEMA 23 размера может использоваться как униполярный или биполярный шаговый двигатель и имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 2 А при 4,5 В, что обеспечивает удерживающий момент 14 кг-см (190 унций на дюйм).

Этот гибридный биполярный шаговый двигатель размером 23 NEMA имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). На каждой фазе разыгрывается 2.8 А при 3,2 В, с учетом удерживающего момента 19 кг-см (270 унций на дюйм).

Этот крошечный биполярный шаговый двигатель от Sanyo имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 300 мА при 6,3 В, что обеспечивает удерживающий момент 66 г-см (0,92 унции на дюйм). При весе всего 27 г это самый маленький шаговый двигатель, который мы носим.

Этот крошечный двухвальный биполярный шаговый двигатель от Sanyo имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Каждая фаза потребляет 300 мА при 6.3 В, с учетом удерживающего момента 66 г-см (0,92 унции на дюйм). При весе 28 г это самый маленький шаговый двигатель, который мы носим.

Этот биполярный шаговый двигатель NEMA 17-го размера от Sanyo имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Он обеспечивает удерживающий момент 850 г-см (12 унций на дюйм), а каждая фаза потребляет 1 А при 3,5 В. Плоский профиль этого шагового двигателя (18,6 мм, включая вал) позволяет использовать его в местах, где используются более традиционные шаговые двигатели. моторы были бы слишком громоздкими.

Этот биполярный шаговый двигатель NEMA 17-го размера от Sanyo оснащен встроенным квадратурным энкодером с высоким разрешением (1000 P / R), который обеспечивает 4000 отсчетов на оборот выходного вала при подсчете обоих фронтов обоих каналов.Сам шаговый двигатель имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот), и каждая фаза потребляет 1 А при 3,5 В, что обеспечивает удерживающий момент 0,85 кг-см (12 унций на дюйм).

Этот биполярный шаговый двигатель NEMA 17-го размера от Sanyo имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Он обеспечивает удерживающий момент 1,9 кг-см (26 унций-дюймов), а каждая фаза потребляет 1 А при 5,4 В. Плоский профиль этого шагового двигателя (25,6 мм, включая вал) позволяет использовать его в местах, где используются более традиционные шаговые двигатели. моторы были бы слишком громоздкими.

Этот биполярный шаговый двигатель NEMA 17-го размера от Sanyo оснащен встроенным квадратурным энкодером с высоким разрешением (1000 P / R), который обеспечивает 4000 отсчетов на оборот выходного вала при подсчете обоих фронтов обоих каналов. Сам шаговый двигатель имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот), и каждая фаза потребляет 1 А при 5,4 В, что обеспечивает удерживающий момент 1,9 кг-см (26 унций на дюйм).

Этот биполярный шаговый двигатель от Sanyo имеет 1.Угол шага 8 ° (200 шагов / оборот). Он обеспечивает удерживающий момент 1 кг-см (14 унций на дюйм), а каждая фаза потребляет 1 А при 4,5 В. Плоский профиль этого шагового двигателя (16 мм, включая вал) позволяет использовать его в местах, где используются более традиционные шаговые двигатели. моторы были бы слишком громоздкими.

Этот биполярный шаговый двигатель от Sanyo имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот). Он обеспечивает удерживающий момент 2,2 кг-см (30 унций на дюйм), а каждая фаза потребляет 1 А при 5,9 В. Плоский профиль этого шагового двигателя (21 мм, включая вал) позволяет использовать его в местах, где используются более традиционные шаговые двигатели. моторы были бы слишком громоздкими.

Шаговый двигатель

: униполярный / биполярный, 200 шагов / оборот, 57 × 41 мм, 5,7 В, 1 А / фаза

6-выводные кабели униполярного / биполярного шагового двигателя заканчиваются неизолированными выводами.

Схема подключения 6-выводного униполярного / биполярного шагового двигателя.

Обзор

Этот гибридный шаговый двигатель с высоким крутящим моментом имеет угол шага 1,8 ° (200 шагов / оборот).Каждая фаза потребляет 1 А при 5,7 В, что обеспечивает удерживающий момент 4 кг-см (55 унций на дюйм). Двигатель имеет шесть проводов с цветовой кодировкой, оканчивающихся оголенными выводами, что позволяет управлять им как униполярными, так и биполярными драйверами шагового двигателя. При использовании с драйвером униполярного шагового двигателя используются все шесть выводов. При использовании с драйвером биполярного шагового двигателя желтый и белый провода центрального отвода можно оставить отключенными (красно-синяя пара дает доступ к одной катушке, а черно-зеленая пара дает доступ к другой катушке).Мы рекомендуем использовать его в качестве биполярного шагового двигателя и управлять им с помощью одного из наших драйверов биполярного шагового двигателя или одного из наших контроллеров шаговых двигателей Tic. В частности, Tics упрощают управление, поскольку они поддерживают шесть различных интерфейсов (USB, последовательный TTL, I²C, RC, аналоговые напряжения и квадратурный энкодер) и настраиваются через USB с помощью нашей бесплатной утилиты конфигурации.

Шаговый двигатель NEMA 23 (арт. № 1475), установленный на стальном L-образном кронштейне для шаговых двигателей NEMA 23.

Наша универсальная монтажная ступица 1/4 ″ и переходник для колеса скутера 1/4 ″ можно использовать для крепления объектов на выходном валу шагового двигателя диаметром 1/4 ″. Мы несем стальной кронштейн NEMA 23 для надежной фиксации. установка этого шагового двигателя на плоскую поверхность (на рисунке выше показано, что этот кронштейн используется с более высоким шаговым двигателем NEMA 23).

Технические характеристики

Размер: 56,4 мм квадрат × 41 мм, без вала (NEMA 23)
Вес: 450 г (16 унций)
Диаметр вала: 6.35 мм (0,25 дюйма) «D»
Шагов на оборот: 200
Номинальный ток: 1 А на катушку
Номинальное напряжение: 5,7 В
Сопротивление: 5,7 Ом на катушку
Удерживающий момент: 4 кг-см (55 унций-дюймов)
Индуктивность: 5,4 мГн на катушку
Длина провода: 30 см (12 ″)
Выходной вал на двух шарикоподшипниках

Дополнительные спецификации доступны в техническом описании (50 Кб pdf).

Размеры

На следующей диаграмме показаны размеры шагового двигателя в мм.Выходной вал имеет диаметр 0,25 дюйма (6,35 мм). Хотя это и не показано на схеме, выходной вал представляет собой D-образный вал с сечением, сплющенным на 0,5 мм. Этот вал работает с нашей универсальной монтажной ступицей 1/4 дюйма и адаптером для колеса скутера 1/4 дюйма.

Внутренняя часть биполярного шагового двигателя (размер SOYO NEMA 14).

Применение шагового двигателя

Шаговые двигатели

обычно используются в различных приложениях, где желательно точное управление положением, а стоимость или сложность системы управления с обратной связью неоправданна.Вот несколько приложений, в которых часто встречаются шаговые двигатели:

Принтеры
Станки с ЧПУ
3D-принтер / машины для создания прототипов (например, RepRap)
Станки лазерной резки
Подборщики и укладчики
Линейные приводы
Жесткие диски

Ассортимент шаговых двигателей Pololu.

Примечание: Этот шаговый двигатель имеет номер детали SOYO SY57STh51-1006A.

Люди часто покупают этот товар вместе с:

Униполярный шаговый двигатель против биполярного шагового двигателя | OSM-Optimal Step Motor …

В двухфазном шаговом двигателе существует два основных устройства намотки электромагнитных катушек: биполярный и униполярный. В этой статье обсуждается униполярный и биполярный шаговый двигатель.

Униполярные и биполярные соединения (2-фазные двигатели)

Униполярные и биполярные полукатушки, поскольку мы используем меньше оборотов, не дает нам большого крутящего момента на низкой скорости, но из-за низкой индуктивности удерживает крутящий момент до высоких скоростей.

Биполярная серия

использует полную катушку, что обеспечивает очень хороший крутящий момент на низкой скорости. Но из-за высокой индуктивности крутящий момент быстро падает.

Униполярные шаговые двигатели

Униполярный шаговый двигатель имеет две обмотки на фазу, по одной для каждого направления магнитного поля. Поскольку в этом устройстве магнитный полюс можно перевернуть без переключения направления тока, схему коммутации можно сделать очень простой (например, с одним транзистором) для каждой обмотки.Обычно для данной фазы один конец каждой обмотки делается общим: это дает три вывода на фазу и шесть выводов для типичного двухфазного двигателя. Часто эти две общие фазы соединены внутри, поэтому у двигателя всего пять выводов.

Микроконтроллер или контроллер шагового двигателя можно использовать для активации управляющих транзисторов в правильном порядке, и эта простота эксплуатации делает униполярные двигатели популярными среди любителей; они, вероятно, являются самым дешевым способом получения точных угловых перемещений.

(Для экспериментатора один из способов отличить общий провод от провода на конце катушки – это измерить сопротивление.Сопротивление между общим проводом и проводом на конце катушки всегда вдвое меньше, чем между проводом на конце и на конце катушки. Это связано с тем, что на самом деле длина катушки в два раза больше между концами и только половина от центра (общего провода) до конца.) Быстрый способ определить, работает ли шаговый двигатель, – это короткое замыкание каждые две пары и попробуйте повернуть вал, всякий раз, когда чувствуется сопротивление выше нормального, это означает, что цепь конкретной обмотки замкнута и фаза исправна.

Биполярные шаговые двигатели

Биполярные двигатели имеют по одной обмотке на фазу. Ток в обмотке необходимо реверсировать, чтобы перевернуть магнитный полюс, поэтому схема управления должна быть более сложной, обычно с Н-мостовой схемой (однако есть несколько готовых микросхем драйверов, чтобы сделать это несложным делом. ). На каждую фазу приходится два вывода, ни одного общего.

Поскольку обмотки используются лучше, они более мощные, чем униполярный двигатель того же веса.Это связано с физическим пространством, занимаемым обмотками. У униполярного двигателя вдвое больше проводов в том же пространстве, но в любой момент времени используется только половина, следовательно, его КПД составляет 50% (или примерно 70% доступного крутящего момента). Хотя биполярное устройство сложнее управлять, обилие микросхемы драйвера означает, что этого добиться гораздо проще. 8-выводный шаговый двигатель намотан как униполярный шаговый двигатель, но выводы не имеют общего внутреннего соединения с двигателем. Такой двигатель можно подключить в нескольких конфигурациях.

Как играть с восстановленным биполярным шаговым двигателем?

Не так давно мы опубликовали статью на эту тему. На этот раз основная цель этой обновленной статьи – послужить источником вдохновения для любителей электроники, которые создают проекты, связанные с управлением биполярными шаговыми двигателями из мусорных коробок.

Давайте начнем с предварительного изображения направляющей линейного движения, которая обычно используется во многих проектах мехатроники для преобразования вращательного движения в линейное движение.

Как видите, изображенный на фото продукт представляет собой оригинальное устройство с прецизионным шаговым двигателем и шарико-винтовой парой (https: // www.wikiwand.com/en/Ball_screw) как его основные части. Просто одна интересная и полезная вещь для покупки, но посмотрите, она стоит 125 долларов (https://imall.com)!

К счастью, для хобби-проекта вы можете просто отказаться от такого дорогостоящего устройства, просто подняв небольшой биполярный шаговый двигатель с неиспользуемого привода CD / DVD. Вероятно, тогда вы получите комбинацию биполярного шагового двигателя и ходового винта (https://www.wikiwand.com/en/Leadscrew)!

Изображение такой комбинации показано выше.Я получил его из утилизированного дисковода оптических дисков старого настольного компьютера LG. Шаговый двигатель «PL 15-S020» в этой сборке представляет собой двухфазный мини-биполярный шаговый двигатель 5 В постоянного тока с 20 шагами на оборот от NMB-MAT.

Это занятие призвано помочь новичкам понять, как управлять стандартным биполярным шаговым двигателем. Существует два типа шаговых двигателей: униполярный и биполярный, а в самых крайних случаях биполярный шаговый двигатель имеет две катушки и четыре провода.

Шаговые двигатели

фактически имеют несколько «зубчатых» электромагнитов, расположенных вокруг металлической части в форме центральной шестерни.Электромагниты могут быть запитаны внешней схемой драйвера шагового двигателя. Поскольку двухфазные двухполюсные двигатели имеют одну обмотку / катушку на фазу (2 вывода на фазу), ток в обмотке / катушке необходимо поменять местами, чтобы перевернуть магнитный полюс. Типичный образец одного цикла привода двухфазного биполярного шагового двигателя будет выглядеть следующим образом: A + B + A− B−, что означает катушку A возбуждения с положительным током, а затем снять ток с катушки A. Затем катушка B возбуждения B с положительным током, а затем снимите ток с катушки B.Затем запустите катушку A с отрицательным током, а затем снимите ток с катушки A. Наконец, запустите катушку B с отрицательным током (см. Ниже).

Это, очевидно, требует немного более сложной схемы драйвера и, как правило, требует установки H-моста (просто набор из четырех транзисторов, которые могут подтягивать каждый провод к высокому или низкому уровню). Однако обилие специализированных микросхем для драйверов двигателей означает, что добиться этого гораздо проще.

Имейте в виду, что популярные режимы движения шагового двигателя – это полный шаг и полушаг.Полный шаг можно далее разделить на однофазный и двухфазный режимы. В «полношаговом однофазном» режиме драйвер подает питание на одну катушку за раз, в то время как в «полношаговом двухфазном» режиме драйвер возбуждает обе катушки одновременно.

Схема драйвера шагового двигателя подает командные импульсы с заданной частотой, так что импульс перемещает шаговый двигатель на один шаг, что означает, что «импульсы в секунду» переводятся в «шаги в секунду».

Если у вас один шаговый двигатель с частотой управляющих импульсов 20 в секунду и углом шага 18 градусов, частота вращения в минуту (об / мин) будет «60 [(частота импульсов) ÷ (шагов на оборот)]».

Здесь количество шагов на один оборот (360 градусов) составляет «360/18 = 20 шагов на оборот».

Следовательно, частота вращения будет «60 [(20) ÷ (20)] = 60 (1) = 60 об / мин». Вы поняли математику?

Совершенно естественно, что вы захотите протестировать / оценить пригодность вашего «спасенного» двухфазного биполярного шагового двигателя, прежде чем фактически использовать его в своем следующем проекте. Но как? К счастью, вы можете использовать микросхему драйвера L293D с четырьмя половинами H, которая может работать как драйвер с двойным H-мостом с Arduino Uno.На следующем изображении показана довольно простая принципиальная схема драйвера биполярного шагового двигателя на основе L293D.

Как вы можете видеть на приведенной выше принципиальной схеме, микросхема L293D (IC1) имеет 16 контактов с 4 входами управления (1A-2A-3A-4A) и 4 выходами привода (1Y-2Y-3Y-4Y). 4 выхода привода подключены к катушкам (L1-L2) биполярного шагового двигателя, а 4 входа управления подключены к 4 входам / выходам (D8-D11) Arduino Uno, как показано на принципиальной схеме. Вся аппаратная установка должна питаться от надлежащего внешнего источника питания, скажем, от одной хорошо регулируемой системы питания 5 В постоянного тока / 1 А.Выход 5 В постоянного тока платы Arduino использовать нельзя!

Ниже приводится случайный снимок моей быстрой тестовой установки, разработанной на небольшой макетной плате с 400 связями:

Чтобы провести быстрый тест, вы также можете обратиться за помощью к встроенной в Arduino библиотеке шаговых двигателей, которая предоставляет упрощенные (и хорошо прокомментированные) примеры кодов (см. Ниже). Сначала я использовал адаптированную версию скетча с «одним оборотом», в котором биполярный шаговый двигатель должен бесконечно совершать один оборот в одном направлении и один оборот в другом направлении (посмотрите мой быстрый тестовый фильм).

Используемый здесь биполярный шаговый двигатель «намеренно» старый, взятый из неработающего дисковода компакт-дисков персонального компьютера, как упоминалось ранее. Это потому, что эта статья предназначена для того, чтобы вы начали с утилизированных биполярных шаговых двигателей, лежащих на вашем мусорном ящике, таких как небольшие шаговые двигатели, позаимствованные у магнитных приводов и оптических приводов.

Надеемся, что теперь вы знаете гораздо больше о том, как утилизировать «ржаво-коричневый» биполярный шаговый двигатель, расположенный где-то, как определить его ключевые характеристики, выполнив поиск по артикулу в Google, и как быстро проверить его с помощью специального чипа драйвера двигателя ( конечно через микроконтроллер).Независимо от типа и размера шагового двигателя, основной принцип работы всех шаговых двигателей одинаков. Есть много способов управления униполярными / биполярными шаговыми двигателями, и вам, вероятно, будет лучше изучить различные методы управления шаговыми двигателями и попробовать / построить передовые схемы для плавного, безопасного и точного управления. Есть предположения?

Дополнение

Небольшие биполярные шаговые двигатели этого типа обычно имеют фазное сопротивление 10–12 Ом.Поскольку на 5 В это составляет 400-500 мА, система питания должна иметь возможность выдерживать более высокий ток. Кроме того, этот тип небольших биполярных шаговых двигателей (используемых в дисководах компьютеров) имеет один подшипник вала на конце вала, а другой – внутри двигателя. Таким образом, если он находится вне рамы привода, ротор может не вращаться должным образом. И возможно заклинило!

– Узнайте, прежде чем покупать!

Learn
Products
Suppliers
Events
News

В чем разница между униполярным и биполярным шаговыми двигателями?

Основное различие между униполярным и биполярным шаговыми двигателями заключается в центральных соединениях отвода.Униполярный двигатель намотан шестью выводами, каждый из которых имеет центральный отвод. Они будут использоваться в приложениях, требующих высокого крутящего момента при высокой скорости. В то время как биполярный шаговый двигатель имеет четыре выводных провода, но не имеет соединений с центральным ответвлением. Биполярные шаговые двигатели используются, когда вам требуется высокий крутящий момент на низких скоростях.

Для каких приложений можно использовать биполярный шаговый двигатель?

Биполярный шаговый двигатель лучше всего использовать в ситуации, когда требуется высокий крутящий момент на низких скоростях.

При каких температурах могут работать шаговые двигатели?

Большинство шаговых двигателей имеют изоляцию класса B.Это позволяет внутренней проводке шагового двигателя выдерживать температуру до 130 градусов Цельсия. При температуре окружающей среды 40 Цельсия шаговый двигатель допускает превышение температуры 90 Цельсия. Шаговые двигатели могут работать непрерывно при этих температурах.

Для каких приложений можно использовать униполярный шаговый двигатель?

Униполярный шаговый двигатель лучше всего использовать в том случае, если вам потребуется двигатель с высокой скоростью и высоким крутящим моментом.

Что такое шаговый двигатель?

Шаговый двигатель – это бесщеточный электродвигатель постоянного тока, который делит полный оборот на ряд равных шагов.Двигатель может быть остановлен на любом из этапов без датчика обратной связи, если двигатель точно рассчитан для применения.

Когда следует использовать микрошаг? Микрошаг

используется в приложениях, требующих, чтобы двигатель работал со скоростью менее 700 PPS. При низкой частоте следования импульсов шаговые двигатели становятся менее плавными и часто вибрируют.

Что такое униполярный шаговый двигатель?

Униполярный шаговый двигатель – это один из двух основных типов двухфазных шаговых двигателей. Униполярный двигатель имеет одну обмотку с центральным отводом на фазу.Обычно центральный отвод делается общим, что дает три вывода на фазу и шесть выводов для типичного двухфазного двигателя. Обычно эти две общие фазы имеют внутреннее соединение, поэтому у двигателя пять выводов. Микроконтроллер или шаговый контроллер можно использовать для управления управляющими транзисторами в правильном порядке, что упрощает работу, делая униполярный шаговый двигатель самым дешевым способом получения точных угловых перемещений.

Что такое биполярный шаговый двигатель?

Биполярный шаговый двигатель – это тип двухфазного шагового двигателя, который имеет одну обмотку на фазу.Ток в обмотке этого типа двигателя необходимо реверсировать, чтобы перевернуть магнитный полюс, что значительно усложняет управление приводом на биполярных шаговых двигателях.

Для чего нужны тормоза шагового двигателя?

Тормоза только удерживают валы двигателя на месте, они не замедляют его. Тормоз «отпускается», если на тормоз подается 24 В и вал двигателя свободно вращается. Если на тормоз не подается 24 В, он фиксируется и удерживает вал двигателя на месте.

Что такое шаговый двигатель?

Шаговые двигатели – это двигатели постоянного тока, которые вращаются отдельными шагами. На каждом шаге двигатель удерживает свое положение без потребности в энергии, тем самым устраняя необходимость в датчиках позиционирования с обратной связью, пока двигатель имеет правильный размер и не пропущены никакие шаги. Устранение требований обратной связи и цифровая природа шагового двигателя упрощает интеграцию в цифровые системы.

В чем разница между шаговыми и серводвигателями?

Шаговые двигатели – это двигатели с постоянными магнитами, которые «делают шаг» на одно приращение каждый раз, когда компьютер подает управляющей электронике один импульс.Этим двигателям не требуется обратная связь по положению (если они работают в своих пределах). При остановке они автоматически удерживают свою позицию. Серводвигатели – это двигатели постоянного тока с обратной связью энкодера. Компьютер считывает положение двигателя и контролирует мощность, подаваемую на двигатель. Серводвигатели двигаются быстрее от точки к точке и лучше ускоряют тяжелую технику. У них больше мощности на высоких скоростях, чем у шагового двигателя, и они могут вращаться намного быстрее, обычно 3000-6000 об / мин. Шаговый двигатель обладает большой мощностью на низких оборотах, однако он не должен работать со скоростью более 800 об / мин, поскольку крутящий момент быстро падает.Сервосистема знает, где находится станок во время резки, и знает, находится ли двигатель под большой нагрузкой или заклинило ось, и останавливает станок. Шаговая система не имеет обратной связи и не знает, заклинило ли она или потеряла позицию. В этом аспекте сервопривод более надежен. Шаговые двигатели так же точны, как и сервоприводы, и, кроме того, они проще и не требуют обслуживания в суровых и / или пыльных условиях.

Что такое резонанс шагового двигателя?

Резонанс относится к нестабильному состоянию при работе шагового двигателя.Резонанс часто возникает при 2-4 об / сек, и во многих ситуациях его можно уменьшить, поместив нагрузку на двигатель, переключившись с полного шага на половинный или микрошаговый, и / или увеличив ускорение в зоне резонанса.

Какая максимальная скорость у шагового двигателя?

Современные шаговые двигатели могут достигать скорости вращения до 1500 об / мин, учитывая, что кривая крутящего момента двигателя значительно уменьшается с увеличением частоты шага. Если винт диаметром 4 мм вращается со скоростью 1500 об / мин, мы получаем скорость перемещения 1500 * 4 мм = 6000 мм / мин или 6 м / мин.Поэтому на практике шаговые двигатели работают с максимальной скоростью 600 об / мин, потому что крутящий момент уменьшается выше этих значений.

Что такое контроллер шагового двигателя?

Контроллер шагового двигателя, обычно называемый контроллером движения, представляет собой систему, которая управляет вращением двигателей с целью перемещения механического компонента в определенное положение. Контроллеры движения не следует путать с драйверами двигателей, которые являются силовым компонентом системы позиционирования. Лидируют те системы на базе ПК, которые через параллельный порт подают сигналы на двигатели.

Почему шаговые двигатели теряют крутящий момент при увеличении скорости?

Индуктивность и недостаток времени для накопления тока в обмотках – основная причина потери крутящего момента шаговых двигателей на высоких скоростях. Электрическая постоянная времени „- это количество времени, за которое обмотка двигателя заряжается до 63% от его номинального значения с учетом сопротивления R и индуктивности L. При„ = R / L на низких скоростях. , индуктивность не является проблемой, поскольку у тока есть время, чтобы увеличиться и достичь своего номинального значения, чтобы протекать через обмотки двигателя.Однако на высоких скоростях достаточный ток не может проходить через обмотки достаточно быстро, прежде чем ток будет переключен на следующую фазу, тем самым уменьшая крутящий момент, создаваемый двигателем.

Можно ли получить больший крутящий момент, запустив шаговый двигатель с удвоенным номинальным током?

Можно увеличить крутящий момент, увеличивая ток, но это ослабит способность двигателя работать плавно, а также приведет к повышению температуры двигателя. Пожалуйста, не запускайте шаговый двигатель выше внутренней температуры, соответствующей его классу.

Что делают стояночные тормоза на шаговом двигателе?

Удерживающие тормоза не замедляют вал двигателя, а удерживают его на месте. Если на тормоз подается 24 В, тормоз «отпускается», и вал двигателя может свободно вращаться. Если на тормоз не подается 24 В, он блокирует положение и удерживает вал двигателя на месте.

Если я приложу слишком большую нагрузку к шаговому двигателю, из-за чего вал перестанет вращаться, могу ли я повредить двигатель?

Нет. Шаговый двигатель просто остановится, а номинальный ток, которым управляет драйвер, будет по-прежнему течь через катушки.В отличие от двигателя постоянного тока, ток не будет расти, когда шаговый двигатель остановлен.

Какие типоразмеры бывают у шаговых двигателей с высоким крутящим моментом?

Размеры нашей рамы NEMA варьируются от 08 до 42 для наших шаговых двигателей с высоким крутящим моментом.

От чего защищен герметичный шаговый двигатель со степенью защиты IP65?

IP65 – это степень защиты. Цифра 6 говорит нам, что он полностью защищен от пыли. Цифра 5 означает, что он устойчив к струям воды под любым углом.

Какие среды идеально подходят для шаговых двигателей со степенью защиты IP65? Шаговые двигатели

со степенью защиты IP65 для суровых условий окружающей среды.Эти шаговые двигатели со степенью защиты IP65 отвечают требованиям защиты от брызг для большинства приложений во влажной или влажной среде.

Герметизированы ли валы шаговых двигателей со степенью защиты IP65?

Да, герметичные валы обеспечивают дополнительную защиту шаговых двигателей, что увеличивает срок их службы.

Можете ли вы предоставить нестандартный шаговый двигатель IP65?

Доступны специальные модификации вала, а также сумматоры кабеля, разъема и энкодера.

Могут ли шаговые двигатели со степенью защиты IP65 иметь более высокий класс защиты IP?

Да, они могут иметь более высокий рейтинг IP.Клиентам рекомендуется позвонить и обсудить требования приложения.

Каковы преимущества использования шаговых двигателей?

Скорость можно легко определить и контролировать, помня, что скорость равна шагам на оборот, деленным на частоту импульсов.
2. Шаговый двигатель может совершать точные пошаговые движения.
3. Шаговый двигатель не требует обратной связи от энкодера (разомкнутый контур).
4. Некумулятивная ошибка позиционирования.
5. Отличные характеристики на низкой скорости / высоком крутящем моменте без редуктора.
6. Удерживающий момент шагового двигателя можно использовать для удержания нагрузки в неподвижном положении без перегрева.
7. Возможность работы в широком диапазоне скоростей.

Как быстро я могу запустить шаговый двигатель?

Большинство шаговых двигателей предназначены для работы на низкой скорости (3000 об / мин или меньше). Когда вы переходите на более высокие скорости, обычно используются серводвигатели.

Как быстро могут работать наши шаговые двигатели?

Большинство шаговых двигателей рассчитаны на работу на низкой скорости (3000 об / мин или меньше). Когда вы переходите на более высокие скорости, обычно используются серводвигатели.

Какие шесть типов шаговых двигателей мы продаем?

Шесть различных типов шаговых двигателей, которые мы продаем и продаем: это шаговые двигатели с высоким крутящим моментом (квадратные), стандартные (круглые) шаговые двигатели, шаговые двигатели с постоянным магнитом (PM), шаговые двигатели с уплотнением IP65, шаговые двигатели со встроенными драйверами и Шаговые двигатели со встроенными драйверами и контроллерами.

Как можно подключить 4-проводные, 6-проводные и 8-проводные шаговые двигатели?

Прежде всего существуют два драйвера: униполярный и биполярный, униполярные приводы выводят на 6 выводов шагового двигателя, а биполярные выводы – на 4 вывода шагового двигателя.Таким образом, четырехполюсный двигатель можно подключить только к биполярному приводу. 6- и 8-выводный электродвигатели могут быть подключены к униполярному или биполярному приводу. На схеме подключения показаны возможные подключения.

Сколько электрических фаз у шагового двигателя?

Количество электрических фаз в шаговом двигателе определяется как количество используемых независимых обмоток.

Какие шаговые двигатели совместимы с драйвером шагового двигателя DPD?

Драйвер шагового двигателя совместим с шаговыми двигателями с высоким крутящим моментом, например, с нашими популярными 23Y, 34Y, 42Y.Или двигатели со стандартным крутящим моментом (круглые): 23W, 34W, 23D, 34D и 42D.

В чем разница между 4-проводным и 6-проводным шаговым двигателем?

Сколько существует типов шаговых двигателей?

Существует три различных типа шаговых двигателей: с постоянным магнитом, с переменным сопротивлением и гибридным.

Почему мой шаговый двигатель глохнет?

В некоторых случаях остановка шагового двигателя вызывает большой скачок напряжения, который часто повреждает фазовые транзисторы на драйвере.Некоторые драйверы предназначены для защиты от подобных ситуаций. В противном случае можно добавить устройства подавления переходных процессов. Проконсультируйтесь с заводом-изготовителем для получения дополнительной информации.

Биполярный шаговый двигатель – обзор

•

зона нечувствительности : зона между вращением по часовой стрелке и против часовой стрелки, в пределах которой ротор SM, находящегося под напряжением, может остановиться

•

перерегулирование : максимальная величина превышения положения ступеньки

•

фаза : часть обмотки между линией питания и точкой отвода (униполярного SM) или между двумя линиями питания (в случае биполярного шагового двигателя)

•

удерживающий момент : максимальный крутящий момент, который может быть приложен к валу ротора без его непрерывного вращения при включенном двигателе и управлении нулевым шагом

•

фиксирующий момент : (остаточный крутящий момент) максимальный крутящий момент обесточенного двигателя, который может быть приложен к валу без того, чтобы он начал непрерывно вращаться

9 0426

•

время установления : общее время между подачей сигнала изменения шага и временем, которое требуется валу двигателя для стабилизации на этом новом значении шага

•

максимальная скорость нарастания : это максимальная схема переключения, при которой ненагруженный SM может оставаться синхронным.

•

режим : определенная схема включения различных фаз двигателя

•

момент при втягивании : максимальная нагрузка крутящий момент, с которым SM может запускаться или останавливаться при определенной частоте управления и моменте инерции без потери шага

•

крутящий момент отрыва (момент остановки): момент нагрузки, для которого SM теряет синхронизацию, когда привод определенной инерции с заданным числом шагов

•

скорость вытягивания : количество шагов (= частота управления cy), при котором SM теряет синхронизацию при данной инерционной нагрузке.

•

Угол шага : угол, при котором вал SM вращается для каждого управляющего импульса, когда последовательные фазы активируются одна за другой.Большинство SM имеют угол шага от 0,45 ° до 90 °.

•

точность шага : (допуск угла шага) указывает максимальную ошибку углового положения, которая может возникнуть.