Что можно сделать из шагового двигателя: Применение шаговых двигателей в самоделках. Шаговый двигатель своими руками, принцип работы, схема подключения. Цена разочарования или дорогой флюгер

Очередная и бесповоротная переделка шагового двигателя оси Z

Личные дневники

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

3

В шаговых двигателях с интегрированным ходовым винтом для выбора люфта вместо пружинной шайбы установлена регулировочная втулка на резьбе. Она поджимает наружную обойму подшипника. Втулка может быть как снизу двигателя, так и сверху. Регулировать отсутствие свободного хода оси двигателя просто: надо пинцетом затянуть или ослабить втулку. При перетяжке вал вращать трудно. 

В обычных шаговых двигателях снизу установлена пружинная шайба, которая вредит при использовании двигателя на оси Z. Пружина может быть жесткой или мягкой – как повезёт. При нижнем расположении двигателя стол с тяжёлой деталью может продавливать эту пружину и толщина слоёв может гулять. Как выход из положения я ранее предлагал установить пружинную шайбу сверху, переставив при этом на оси дистанционные втулки наоборот (они разной высоты). Да, это выход, но с недостатками: при резком повороте оси двигателя (смена слоя) ротор шагового двигателя может немного подниматься вверх. А если при этом линейные подшипники на направляющих валах подклинивают, это будет особенно вредно. 

В итоге я решил доработать шаговый двигатель по подобию двигателя с интегрированным винтом. Но втулку с резьбой делать было лень и я пошел другим путём: просверлил два отверстия и нарезал в них резьбу М3. Отверстия должны располагаться напротив наружной обоймы шарикоподшипника, 

Собрал шаговый двигатель (без пружинной шайбы, но обычная плоская шайба не помешала бы) и аккуратно вкручивая винты достиг момента, когда вал стал немного туго вращаться, затем отпустил винты чуть-чуть и зафиксировал их цапон-лаком. 

 Теперь я спокоен: вал гулять вверх-вниз не будет. Если кто захочет сделать так же, будьте особенно аккуратны – в двигатель не должна попасть грязь и стружка.

 Именно по причине гуляния ходового винта вверх вниз при смене слоя очень не рекомендую использовать пружинную или кулачковую муфту на оси Z.

Связь оси двигателя с ходовым винтом должна быть только жесткой, как и связь гайка-стол. Спорить на эту тему не буду – кого-то устраивает и имеющееся качество печати, но надо стремиться к лучшему и не использовать потенциально вредные элементы в конструкции принтера. Да, с помощью какой-нибудь доработки можно качество печати улучшить, но надо добиваться этого кардинально, а не полумерами. 

Вредные полумеры: оставить в двигателе пружину и установить пружинную муфту с упорным подшипником с натягом, без натяга, с мягкой проставкой и так далее. И правильно: убрать люфт в двигателе, ось Z закрепить с осью двигателя жестко, гайку закрепить к столу жестко.  

Комментарии к статье

Еще больше интересных статей

9

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

Слабонервным,кормящим матерям,перфекционистам а так же авторитетным печатникам не читать!Вегетарианц. ..

Читать дальше

Blatsk

Загрузка

06.03.2023

795

5

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

Вкратце… работаю с программой Cinema 4D достаточно времени, что бы называть себя “опытным пользова…

Читать дальше

DrProg

Загрузка

24.03.2019

16019

85

Подпишитесь на автора

Подписаться

Не хочу

– Как же так, больной? Я ведь вам отчетливо рекомендовал не посещать подобных заведений хотя бы пару…

Читать дальше

Читайте в блогах

Дробление шага шагового двигателя

Для того, чтобы понять плюсы и минусы дробления шага (работы шагового двигателя в микрошаговом режиме), сначала стоит разобраться, что же это такое.

Микрошаговый режим – это режим, при котором происходит дробление шага большее чем 1/2 за счет получения плавно вращающегося поля статора, т.е. ток плавно снижается на одной обмотке и плавно нарастает на другой. Благодаря этому ротор шагового двигателя теоретически можно зафиксировать в любой произвольной позиции, если установить правильное отношение токов в обмотках (фазах).

Из графика видно, что увеличивая дробление шага мы дискретно приближаемся к изменению значений токов в обмотках по закону Sin, со сдвигом фаз π/2.

купить шаговый двигатель

купить блок управления шаговым двигателем

Теоретически, благодаря микрошаговому режиму, мы можем повысить разрешение шагового двигателя. Например, взяв двигатель с углом поворота ротора 1.8° (200 шагов на оборот), при микрошаговом режиме 1/8 получаем 800 шагов на оборот, при дроблении 1/16 – 3200 шагов на оборот и так далее. На практике же, для большинства используемых шаговых двигателей, повышение дробления шага больше 1/8 не дает ожидаемого повышения разрешения двигателя. Это происходит из-за несовершенства деталей шагового двигателя, инерции ротора, силы трения и ряда других причин.

Но, помимо увеличения разрешающей способности шагового двигателя, микрошаговый режим помогает значительно снизить вибрации и избежать резонанса на низких частотах вращения шагового двигателя, это получается благодаря меньшей длине между двумя соседними положениями ротора, что снижает влияние инерционных характеристик.

Ниже приведен результат испытаний связки шаговый двигатель + блок управления SMD 4. 2 CAN в динамометрическом стенде.

Из графиков можно сделать вывод, что дробление шага отрицательно сказывается на величине максимального момента двигателя, но положительно влияет на его равномерность (особенно это видно при режиме 1/128). Так же микрошаг сильно снижает максимальное количество оборотов в минуту, которое может выдать шаговый двигатель. Это происходит из-за того, что с увеличением дробления шага, растет количество переключений напряжения, подаваемого на обмотки, что ведет к росту потерь. Поэтому в драйверах нового поколения SMD-4.2i разгон и торможение двигателя происходит в микрошаговых режимах, а при увеличении скорости драйвер автоматически понижает дробления шага в момент, когда текущее дробление не дает преимуществ над меньшим дроблением для данной частоты вращения ротора шагового двигателя.

Можно подвести итог, обозначив плюсы и минусы работы шагового двигателя в микрошаговом режиме.

Плюсы:

• повышение разрешающей способности;
• значительное снижение вибраций;
• значительное снижение шума;
• выравнивание момента;
• избегание резонанса.

Минусы:

• снижение максимальной частоты вращения ротора;
• снижение максимального момента шагового двигателя.

Василий Фортуна, Сергей Сергеев

Шаговые двигатели — все, что вам нужно знать о шаговых двигателях

Скачать PDF

Мощные возможности высоконадежных шаговых двигателей

на самом деле, они очень надежны, как и серводвигатели. Двигатель работает за счет точной синхронизации с импульсным сигналом, поступающим от контроллера к приводу, обеспечивая высокоточное позиционирование и управление скоростью. Шаговые двигатели обладают высоким крутящим моментом и низкой вибрацией на низких скоростях, что идеально подходит для приложений, требующих быстрого позиционирования на небольшом расстоянии.

Все, что вам нужно знать о шаговых двигателях

«Шаговые двигатели? Серводвигатели должны иметь лучшую производительность». Это типичный ответ на вопрос о шаговых двигателях. Очевидно, существует серьезное заблуждение о шаговых двигателях. Фактически, шаговые двигатели использовались в различных приложениях, таких как передовое оборудование и доступные автоматизированные инструменты. В этой статье объясняются причины постоянного выбора шаговых двигателей. Некоторые читатели могут сказать, что никогда раньше не видели шагового двигателя. Шаговые двигатели используются во многих приложениях и отраслях промышленности в качестве приводных систем, требующих высокоточного управления, таких как автоматизация производства (FA), производственное оборудование для полупроводников, ПФД и солнечных панелей, медицинские устройства, аналитические приборы, прецизионные столики, финансовые системы, машины для упаковки пищевых продуктов и регулировка апертурной диафрагмы для камер.

Почему вы используете шаговый двигатель?

Простота использования: 34%
Недорого: 17%
Простые операции: 16%
Нет необходимости в настройке: 12%
Другое: 21%

Ключевые моменты: простота использования, простые операции и низкая стоимость

Согласно опросу пользователей шаговых двигателей, многие отдают предпочтение шаговым двигателям из-за их «простоты использования», «простых операций» и «низкой стоимости». “вытекает из структуры и конфигурации системы. Вполне логично, что многие пользователи находят в шаговых двигателях такие положительные стороны благодаря простой структуре и конфигурации системы. Однако некоторые читатели могут скептически относиться к реальным характеристикам двигателя с точки зрения его точности и крутящего момента. Нелегко полностью понять всю идею, если нет примеров сравнения с другими управляющими двигателями, такими как серводвигатели. Зная характеристики и применяя различные подходы в зависимости от требуемых операций, шаговые двигатели, безусловно, могут снизить стоимость оборудования. Характеристики и техническая информация шаговых двигателей поясняются ниже:

Впечатляющая «Точность остановки». Быстро перемещается в «диапазоне низких/средних скоростей»

Шаговые двигатели обладают замечательной точностью остановки, и возможно точное управление с разомкнутым контуром. Например, при использовании серии RK II для позиционирования поворотного стола точность его остановки составляет ±0,05° (без нагрузки). Поскольку ошибки положения остановки не накапливаются между шагами, возможно позиционирование с высокой точностью. Конструкция шагового двигателя, не требующая энкодера, обеспечивает простую систему привода и низкую стоимость.

Точка 1

Фантастическая точность остановки

Например, при преобразовании точности остановки ±0,05° шагового двигателя в шарико-винтовой механизм:

Условия эксплуатации:
• Двигатель: серия RK II

• Ход шарико-винтовой передачи : 10 мм

Точность остановки: ±1,4 мкм

Обычно точность шлифованных шариковинтовых пар составляет ±10 мкм. При использовании катаного шарико-винтовой передачи его точность снижается до ±20 мкм, что указывает на то, что точность остановки шагового двигателя намного выше, чем у шарико-винтовых передач.

Высокий крутящий момент в диапазоне низких/средних скоростей — еще одна замечательная особенность шаговых двигателей. Одной из основных особенностей серводвигателей является создание постоянного крутящего момента в диапазоне средних и высоких скоростей. Серводвигатели подходят для операций с длинным ходом (много оборотов). С другой стороны, характеристики крутящего момента шаговых двигателей не являются плоскими. Кривая крутящего момента в диапазоне низких/средних скоростей становится очень высокой, а в диапазоне высоких скоростей становится очень низкой. Помимо стабильного вращения в диапазоне низких скоростей, с которым борются серводвигатели, шаговые двигатели могут обеспечивать высокий крутящий момент в требуемом диапазоне скоростей для операций с коротким ходом (меньшее количество оборотов), поэтому они подходят для выбора желаемого угла шага для многократного вращения. таблицы и толчковые приложения. Это происходит из-за короткого времени позиционирования при работе с коротким ходом, поэтому двигатель замедляется и останавливается до достижения максимальной скорости. Иными словами, скоростные характеристики обычно не требуются.

Высокая скорость отклика и отличная синхронизация

Третьей замечательной особенностью шаговых двигателей является быстродействие. Управление без обратной связи, которое отправляет односторонние команды двигателю, имеет высокий механизм отслеживания команд. В то время как серводвигатели, которые ожидают обратной связи от энкодера, как правило, имеют «задержки» с командами, шаговые двигатели работают синхронно с импульсом. Таким образом, очень мало «задержек», что приводит к отличному отклику. По этой причине шаговые двигатели подходят для приложений, требующих синхронной работы нескольких двигателей. Одним из примеров является приложение для перемещения досок, в котором требуется два конвейера с одним двигателем, установленным соответственно, для перемещения досок между двумя конвейерами.

Точка 2

Отличный диапазон низких/средних скоростей!

Пример: Крутящий момент двигателя с размером корпуса 85 мм эквивалентен номинальному крутящему моменту серводвигателя мощностью 400 Вт при 1000 об/мин.

Крутящий момент в еще более низком диапазоне скоростей может быть до 5 раз выше. Для позиционирования на коротких дистанциях важно иметь высокий крутящий момент в диапазоне низких/средних скоростей.

Точка 3

Высокая скорость отклика!

Подходящие области применения

Помимо толчкового режима с частыми пусками и остановами, шаговые двигатели подходят для позиционирования процессоров проверки изображений, которые не любят вибраций, кулачковых приводов, которые трудно регулировать с помощью серводвигателей, и механизмов с низкой жесткостью, таких как как ременная передача. Кроме того, стоимость значительно снижается за счет замены шарико-винтовой передачи на ременную.

Преимущество замечательных характеристик

Помимо снижения затрат, шаговые двигатели имеют много преимуществ с точки зрения производительности. На следующей диаграмме показано преобразование крутящего момента примера серии RKII в крутящий момент типичных диапазонов мощности сервоприводов. Ниже приводится подробная информация о шаговых двигателях, такая как базовая структура, система и примеры приложений, для получения дополнительной информации о шаговых двигателях.

Основы шаговых двигателей

Принцип работы и структура

Шаговый двигатель вращается с фиксированным шагом, как секундная стрелка часов. Высокоточное позиционирование может быть выполнено с управлением без обратной связи благодаря механической конструкции внутри двигателя.

Точное позиционирование (количество шагов)

При полном управлении вращением и скоростью простая конструкция шаговых двигателей достигается без использования электрических компонентов, таких как энкодер внутри двигателя. По этой причине шаговые двигатели очень прочны и имеют высокую надежность с очень небольшим количеством отказов. Что касается точности остановки, ±0,05° (без учета кумулятивных погрешностей тангажа) является очень точным. Поскольку позиционирование шаговых двигателей осуществляется с помощью управления без обратной связи и управляется намагниченным статором и магнитным ротором с маленькими зубьями, шаговые двигатели имеют более высокий механизм отслеживания команд, чем у серводвигателей. Кроме того, при остановке шаговых двигателей не происходит рывков. Они также отлично подходят для ременных передач, которые имеют низкую жесткость.

Полезно для управления скоростью и положением

Когда импульсы вводятся в драйвер через генератор импульсов, шаговые двигатели позиционируются в соответствии с количеством входных импульсов. Базовый угол шага 5-фазных шаговых двигателей составляет 0,72° и 1,8° для 2-фазных шаговых двигателей. Скорость вращения шагового двигателя определяется скоростью частоты импульсов (Гц), заданной драйверу, и можно свободно изменять скорость вращения двигателя, просто изменяя количество входных импульсов или частот драйвера. Шаговые двигатели служат не только в качестве двигателей управления положением, но и в качестве двигателей управления скоростью с высокой синхронизацией.

Шаговые двигатели Применение:

• Высокочастотное повторяющееся позиционирование с фиксированным углом шага
• Позиционирование, требующее длительного времени остановки из-за регулировки ширины и т. д.
• Колеблющиеся нагрузки и изменяющаяся жесткость
• Позиционирование, которое делится на 1 цикл
• Двигатель валы, требующие синхронной работы

Операционная система

Простое управление без датчика или обратной связи

Поскольку можно выполнять точное позиционирование и управление положением при синхронизации с количеством командных импульсов и скоростью, нет необходимости в устройствах , такие как датчик, для позиционирования. Таким образом, вся система проста в построении. Если расширенное управление, такое как операция интерполяции, не требуется, рекомендуется использовать встроенный драйвер функционального типа контроллера. Стоимость снижается за счет отказа от контроллеров, таких как генератор импульсов и модули позиционирования ПЛК.

Встроенный датчик с замкнутым контуром

Хотя позиционирование с высокой точностью возможно при управлении без обратной связи, что произойдет, если возникнет проблема? Чтобы избежать таких ловушек, можно использовать двигатель типа энкодера или встроенный датчик с замкнутым контуром управления (серия AR).

Можно ли дополнительно снизить стоимость?

Общая проблема среди инженеров-конструкторов — снижение затрат. Неужели нет возможности еще больше снизить стоимость? Чтобы выяснить, было ли проведено испытание на снижение затрат с улучшением технических характеристик на основе шарико-винтового механизма. Ниже поясняются детали теста:

Миссия

Механизм линейного перемещения

1. Дальнейшее увеличение скорости
2. Дальнейшее снижение стоимости
[Состояние первоначально запланированного оборудования] Механизм: ШВП + серводвигатель шага, показанные справа, определяются на основе серводвигателя, прикрепленного с помощью шарико-винтовой пары и стальной пластины.

План

Замена механизма на ременный шкив
• Шарико-винтовая передача при попытке увеличить скорость => Ременный механизм может быть более подходящим => 1000 мм/сек до 1500 мм/сек возможна с ременным механизмом. Замените на ремень, если нет проблем с точностью позиционирования. • Значительно снизить стоимость, если возможна замена на ремень => Ремень стоит недорого, но его низкая жесткость может повлиять на стабильность работы серводвигателя даже при автоматической настройке.

Проблемы

1. Разница в точности остановки между винтом и лентой… Какая требуется точность остановки?
2. Влияние низкой жесткости… Влияние на время установления, устранение проблем с настройкой
• Лучшая точность остановки с помощью винта. На ремень поменять не проблема? => Требуемая точность остановки приложения составляет ± 0,05 ~ 0,1 мм, что не так точно, как для винта. Поэтому с заменой ремня все в порядке.
• При переходе на ремень жесткость механизма снижается, поэтому движения серводвигателя становятся нестабильными. => Среди двигателей позиционирования шаговые двигатели не имеют встроенного энкодера. По этой причине они не требуют регулировки и обладают низкой жесткостью. Их движения стабильны независимо от колеблющихся нагрузок. Если выход одинаковый, рассмотрите шаговые двигатели.

Оценка

Механизм: ременный шкив + двигатель: попробуйте с шаговым двигателем

• Транспортируемая масса -> Макс. допустимая нагрузка 7 кг • Скорость передвижения -> Увеличена до 800 мм/с Двигатель => Замена шагового двигателя на серводвигатель снижает затраты на 50%! Механизм => Заменив шарико-винтовой механизм на ременный, стоимость снижена на 7%!

Результаты

Было много возможностей для снижения затрат!
Проведя проверку механизма с нуля, а также выбрав двигатель на основе характеристик, нам удалось улучшить технические характеристики и снизить стоимость, даже несмотря на то, что размер двигателя стал немного больше. В прошлом выбор двигателя производился на основе его простоты использования или знакомства с ним. После этого упражнения стали ясны различия в работе серводвигателей и шаговых двигателей. Удивительно, что шаговые двигатели оказались более доступными, чем ожидалось. Должны быть возможности для снижения стоимости других устройств, использующих этот метод. Это упражнение еще раз подтвердило, что ключом к успеху является хорошо сбалансированный выбор между характеристиками двигателя и его стоимостью, а также максимизация характеристик двигателя.

Что имеет более высокую точность остановки – шаговый двигатель или серводвигатель?

Запрос клиента:  Ищет двигатель с хорошей точностью остановки. Насколько велика разница между шаговыми двигателями и серводвигателями?

Предположение: Серводвигатель переменного тока серии NX оснащен 20-битным энкодером, поэтому он должен иметь высокое разрешение и хорошую точность остановки.

Во-первых, необходимо уточнить разницу между разрешением и точностью остановки: Разрешение — это количество шагов на один оборот, его также называют углом шага для шаговых двигателей. Это необходимо при рассмотрении того, насколько точным должно быть требуемое позиционирование. Точность остановки — это разница между фактической позицией остановки и теоретической позицией остановки.

Означает ли это, что серводвигатель переменного тока, оснащенный высокоточным энкодером, имеет лучшую точность остановки, чем шаговые двигатели?
Не совсем. В прошлом не было проблем с концепцией «точность останова серводвигателей, равная разрешению энкодера в пределах ± 1 импульса». Однако последние серводвигатели оснащены 20-битным энкодером (1 048 576 шагов) с очень высоким разрешением. Из-за этого ошибки из-за точности установки энкодера имеют огромное влияние на точность остановки. Поэтому понятие точности остановки немного начало меняться.
Согласно сравнительным таблицам, точность остановки шаговых двигателей и серводвигателей переменного тока почти одинакова (±0,02º ~ 0,03º). Точность зависит от механической точности двигателя для шаговых двигателей, поэтому, если положение остановки может быть выполнено с шагом 7,2º, позиционирование всегда выполняется одними и теми же маленькими зубьями на роторе в соответствии со структурой двигателя. Это позволяет дополнительно повысить точность остановки.
Однако шаговые двигатели могут создавать угол смещения в зависимости от значения крутящего момента нагрузки. Кроме того, в зависимости от состояния механизма серводвигатели переменного тока могут иметь большую ширину колебания в ответ на регулировку усиления. По этим причинам требуется некоторая осторожность.

Сравнение точности останова шаговых двигателей и серводвигателей переменного тока

Шаговые двигатели, драйверы шаговых двигателей, контроллеры шаговых двигателей и шаговые двигатели с регулированием скорости

 

Информация о продукте Решения Техническая информация Размер двигателя Загрузки Виртуальный выставочный зал Свяжитесь с нами

αSTEP Шаговые двигатели Бесщеточные двигатели постоянного тока Серводвигатели Редукторные двигатели переменного тока Линейные приводы Поворотные приводы Сетевые продукты Вентиляторы охлаждения

Бесплатная доставка для онлайн-заказов. Принять условия.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели позволяют с легкостью выполнять точное позиционирование. Они используются в различных типах оборудования для точного регулирования угла поворота и скорости с помощью импульсных сигналов. Шаговые двигатели с компактным корпусом генерируют высокий крутящий момент и идеально подходят для быстрого ускорения и отклика. Шаговые двигатели также удерживают свое положение при остановке благодаря своей механической конструкции. Решения для шаговых двигателей состоят из драйвера (принимает импульсные сигналы и преобразует их в движение двигателя) и шагового двигателя.

Компания Oriental Motor предлагает множество решений для самых разных областей применения:

• Шаговые двигатели AlphaStep с замкнутым контуром, 2-фазные шаговые двигатели, 5-фазные шаговые двигатели
• Опции с редуктором, энкодером и электромагнитным тормозом
• Драйверы шаговых двигателей с входом переменного или постоянного тока
• Размеры корпуса от 0,79 дюйма (20 мм) до 3,54 дюйма (90 мм)

Подробнее. ..

• Шаговые двигатели (только двигатель)
Драйверы шаговых двигателей
• Шаговые двигатели с регулированием скорости
• Контроллеры

Шаговые двигатели (только двигатель)

Компания Oriental Motor предлагает широкий ассортимент шаговых двигателей, в том числе; Шаговые двигатели с замкнутым контуром AlphaStep, 2-фазные шаговые двигатели и 5-фазные шаговые двигатели доступны с размерами корпуса от 0,79 дюйма (20 мм) до 3,54 дюйма (90 мм). Предлагаются пять шаговых двигателей с редуктором, варианты энкодера и тормоза, а также различные обмотки двигателя.

• Шаговые двигатели 0,79–3,54 дюйма (20–90 мм) NEMA 8–NEMA 34 типоразмера корпуса
• Доступны беззазорные, малозазорные и прямозубые шестерни
• AlphaStep Шаговые двигатели с обратной связью, 2-фазные шаговые двигатели и 5-фазные шаговые двигатели
• Опции энкодера и электромагнитного тормоза

• αSTEP Шаговые двигатели с замкнутым контуром
• 2-фазные шаговые двигатели
• 5-фазные шаговые двигатели

Драйверы шаговых двигателей

Драйверы шаговых двигателей преобразуют импульсные сигналы от контроллера в движение двигателя для достижения точного позиционирования.

• Вход переменного или постоянного тока
• AlphaStep Шаговые двигатели с замкнутым контуром, драйверы 2-фазных или 5-фазных шаговых двигателей
• Импульсный вход, встроенный контроллер или EtherNet/IP™, EtherCAT, PROFINET Совместимые версии
• Плата или коробка Тип

 

• αSTEP Драйверы с обратной связью
• 2-фазные драйверы
• 5-фазные драйверы

_{EtherNet/IP™ является товарным знаком ODVA}

Шаговые двигатели и драйверы для управления скоростью

Система управления скоростью серии SC предлагает простую конфигурацию, состоящую из шагового двигателя, драйвера и программируемого контроллера. Рабочая скорость, время разгона и торможения, рабочий ток могут быть установлены с помощью переключателей драйвера, а простое переключение входа FWD (RVS) в положение ON или OFF обеспечивает простоту управления.

• Генератор импульсов не требуется
• Возможны 2 настройки скорости
• Компактный шаговый двигатель с высоким крутящим моментом

Контроллеры/сетевые шлюзы

Контроллеры и сетевые шлюзы для использования с системами управления движением.

• Контроллеры для использования с драйверами импульсного ввода
• Сетевые преобразователи/шлюзы (связь RS-485)
  • EtherCat
  • CC-Link
  • МЕХАТРОЛИНК

 

• Контроллеры
• Сетевые шлюзы

Шаговые двигатели и драйверы

Шаговый двигатель используется для достижения точного позиционирования с помощью цифрового управления. Двигатель работает за счет точной синхронизации с импульсным сигналом, поступающим от контроллера к драйверу. Шаговые двигатели с их способностью создавать высокий крутящий момент на низкой скорости при минимальных вибрациях идеально подходят для приложений, требующих быстрого позиционирования на небольшом расстоянии.

Точное позиционирование с точным шагом

Шаговый двигатель вращается с фиксированным углом шага, как секундная стрелка часов. Этот угол называется «базовым углом шага». Oriental Motor предлагает шаговые двигатели с базовым углом шага 0,36°, 0,72°, 0,9° и 1,8°. 5-фазные шаговые двигатели имеют угол шага 0,36° и 0,72°, а 2-фазные шаговые двигатели имеют угол шага 0,9° и 1,8°.

Использование технологии гибридных шаговых двигателей

Гибридный шаговый двигатель представляет собой комбинацию двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами. Ротор гибридного шагового двигателя намагничивается в осевом направлении, как шаговый двигатель с постоянными магнитами, а статор питается электромагнитным полем, как шаговый двигатель с переменным сопротивлением. И статор, и ротор многозубчатые.

Гибридный шаговый двигатель имеет аксиально намагниченный ротор, то есть один конец намагничен как северный полюс, а другой конец как южный полюс. Зубчатые чашки ротора размещены на каждом конце магнита, и чашки смещены на половину шага зубьев.

Простое управление с помощью импульсных сигналов

Ниже показана конфигурация системы для высокоточного позиционирования. Угол поворота и скорость шагового двигателя можно точно контролировать с помощью импульсных сигналов от контроллера.

Что такое импульсный сигнал?

Импульсный сигнал — это электрический сигнал, уровень напряжения которого постоянно меняется между ON и OFF. Каждый цикл ВКЛ/ВЫКЛ считается как один импульс. Команда с одним импульсом заставляет выходной вал двигателя провернуться на один шаг. Уровни сигналов, соответствующие состояниям ВКЛ и ВЫКЛ напряжения, обозначены как «H» и «L» соответственно.

Количество оборотов пропорционально количеству импульсов

Количество оборотов шагового двигателя пропорционально количеству импульсных сигналов (число импульсов), подаваемых драйверу. Соотношение вращения шагового двигателя (угол поворота выходного вала двигателя) и количества импульсов выражается следующим образом:

Скорость пропорциональна скорости импульса

Скорость шагового двигателя пропорциональна скорости импульсных сигналов (частоте импульсов), подаваемых на драйвер. Соотношение частоты импульсов [Гц] и скорости двигателя [об/мин] выражается следующим образом:

Создание высокого крутящего момента в компактном корпусе

Шаговые двигатели генерируют высокий крутящий момент в компактном корпусе. Эти особенности обеспечивают им превосходное ускорение и реакцию, что, в свою очередь, делает эти двигатели хорошо подходящими для приложений с высокими требованиями к крутящему моменту, где двигатель должен часто запускаться и останавливаться. Чтобы удовлетворить потребность в большем крутящем моменте на низкой скорости, Oriental Motor также предлагает мотор-редукторы, сочетающие компактную конструкцию и высокий крутящий момент.

Двигатель удерживает себя в остановленном положении

Шаговые двигатели продолжают генерировать удерживающий момент даже в состоянии покоя. Это означает, что двигатель можно удерживать в остановленном положении без использования механического тормоза.

После отключения питания момент самоудержания двигателя теряется, и двигатель больше не может удерживаться в остановленном положении при вертикальных операциях или при приложении внешней силы. В лифтах и ​​подобных устройствах используйте тормоз электромагнитного типа.

Шаговые двигатели и драйверы с замкнутым контуром – AlphaStep

AlphaStep состоит из шагового двигателя и драйверов, разработанных для максимального использования возможностей шагового двигателя. Эти продукты обычно работают синхронно с импульсными командами, но когда происходит внезапное ускорение или изменение нагрузки, уникальный режим управления поддерживает операцию позиционирования. Модели AlphaStep также могут выдавать сигналы завершения позиционирования и аварийные сигналы, что повышает надежность оборудования, с которым они работают.

Узнайте больше о наших продуктах AlphaStep

 

Типы операционных систем

Каждый шаговый двигатель и драйвер сочетают в себе шаговый двигатель различных типов со специальным драйвером. Доступны драйверы, работающие в режиме импульсного ввода и в режиме встроенного контроллера. Вы можете выбрать желаемую комбинацию в соответствии с требуемой операционной системой.

Драйвер импульсного входа

Двигатель может управляться с помощью генератора импульсов, предоставленного пользователем. Рабочие данные вводятся в генератор импульсов заранее. Затем пользователь выбирает рабочие данные на главном программируемом контроллере, затем вводит рабочую команду.

Драйвер встроенного контроллера

Встроенная функция генерации импульсов позволяет управлять двигателем с помощью непосредственно подключенного персонального компьютера или программируемого контроллера. Так как не требуется отдельного генератора импульсов, драйверы этого типа экономят место и упрощают проводку.

Разница между входными характеристиками переменного и постоянного тока

Шаговый двигатель приводится в действие напряжением постоянного тока, подаваемым через драйвер. В двигателях и драйверах Oriental Motor с входным напряжением 24 В постоянного тока на двигатель подается 24 В постоянного тока. В двигателях и приводных системах на 100–115 В переменного тока вход выпрямляется до постоянного тока, а затем на двигатель подается примерно 140 В постоянного тока (некоторые продукты являются исключением из этого правила).