Шаговый двигатель 17hs8401 схема

ПОЛЕЗНО Шаговые двигатели, характеристики. Драйверы шаговых двигателей, разновидности, настройка.

Alsan
Alsan
МЕСТНЫЙ СТАРОЖИЛА
  • 01.05.2019
  • Последнее редактирование: 04.05.2019
    Рекомендованный
  • #1

На форуме периодически всплывают вопросы о драйверах шаговых двигателей и их настройке. Решил разобраться с этим делом для себя, возможно кому-нибудь также пригодится.

Для начала разновидности двигателей Nema17.

17HS4401 ток 1,7A – обычные
17HS8401 ток 1,8А – более мощные
17HS4402 ток 1,3A – по некоторым сведениям менее шумные, чем 17HS4401

Nema17BH 42BHM(42BYG) — в архиве: Nema17 — (описание и параметры разновидностей ШД)

(здесь важен ток двигателя, для дальнейших расчетов).

А4988
Встречаются варианты разного цвета.

Поэтому нужно обращать внимание не на цвет, а на микросхему драйвера.

Схема и распиновка:

Характеристики А4988
Напряжения питания логической части: 3-5,5 В
Напряжения питания силовой части: 8-35 В
Максимальный ток без дополнительного охлаждения: 1 А
Максимальный ток с дополнительным охлаждением: 2 А
Дробление шага: 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16
Защита от перегрузок и перегрева

Назначение контактов драйвера A4988
ENABLE – включение/выключение драйвера
MS1, MS2, MS3 – контакты для установки микрошага
RESET — cброс микросхемы
STEP — генерация импульсов для движения двигателей (каждый импульс – шаг), можно регулировать скорость двигателя
DIR – установка направление вращения
VMOT – питание для двигателя (8 – 35 В)
GND – общий
2B, 2A, 1A, 1B – для подключения обмоток двигателя
VDD – питание микросхемы (3.5 –5В)

Значение микрошага устанавливается комбинацией сигналов на входах MS1, MS2, и MS3. Есть пять вариантов дробления шага.
MS1 MS1 MS1 Дробление шага
0 0 0 1
1 0 0 1/2
0 1 0 1/4
1 1 0 1/8
1 1 1 1/16

Для работы в режиме микрошага необходим слабый ток. На модуле A4988 поддерживает тока можно ограничить находящимся на плате потенциометром. Драйвер очень чувствителен к скачкам напряжения по питанию двигателя, поэтому производитель рекомендует устанавливать электролитический конденсатор большой емкости по питанию VMOT для сглаживания скачков. Внимание ! — Подключение или отключение шагового двигателя при включённом драйвере может вывести двигателя и драйвер из строя.

Настройка Vref для A4988

Формула Vref для A4988 изменяется от номинала токочувствительных резисторов(Rs). Это два черных прямоугольника на плате драйвера. Обычно подписаны R050(номинал — 0.05 Ом) или R100 (номинал — 0.1 Ом).

Vref = Imax * 8 * (Rs)
Imax — ток двигателя;
Rs — сопротивление резистора. В моем случае Rs = 0,100.

Для 17HS4401 Vref = 1,7 * 8 * 0,100 = 1,36 В.

В связи с тем что рабочий ток двигателя равен 70% от тока удержания. Полученное значение нам нужно умножить на 0,7. В противном случае двигателя в режиме удержания будут сильно греться.

Для 17HS4401 Vref ист. = 1,36*0,7 = 0,952 В.
Обычно Vref ставят ниже, для снижения температуры нагрева шагового двигателя.
Исходя из этого, при длительной работе, на практике можно использовать коэффициент 0,6
Получается для Для 17HS4401, с током 1,7А Vref = 1,7 * 8 * 0,100*0,6=0,816 (0,82)

DRV8825
Плата создана на базе микросхемы компании TI (Texas Instruments Inc.) DRV8825 — биполярном шаговом драйвере двигателя. Расположение выводов и интерфейс модуля почти совпадает с драйвером шагового двигателя Pololu на микросхеме A4988, поэтому DRV8825 может стать высокопроизводительной заменой этой платы во многих приложениях.

Схема:

Характеристики:
шаг:1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.
Регулировка тока на обмотках двигателя, переменным резистором опорного напряжения.
Источника питания для двигателей от 8,2 В до 45 В.
Встроенный регулятор напряжения для логических цепей. Возможность подключения к логике как 3,3 В, так и 5 В.
Защита от перегрева (отключение при нагреве драйвера 150 градусов).
Защита по превышению тока обмоток.
Защита по пониженному напряжению.
Защита от короткого замыкания на землю.
При токе до 1,5 А на обмотку способен работать без радиаторов и дополнительного охлаждения.

Регулировку тока двигателя следует производить выставив переменным резистором опорное наряжение (на выводах 12,13 микросхемы или на «среднем контакте резистора») из расчета 1 к 2, т.е 0,5В соответствует 1А, напряжению 1В соответствует 2А.
Обратите внимание, что переходное отверстие (золотистое) на плате, возле выводов 12,13 не является контактом для проверки опорного напряжения, это линия питания двигателей.

Режим микрошага устанавливается путем подачи «1» на контакты MODE0, MODE1, MODE2. (В случае установки драйвера на RAMPS это перемычки MS1, MS2, MS3)

M0 M1 M2 Режим микрошага
не стоит не стоит не стоит полный
стоит не стоит не стоит 1/2
не стоит стоит не стоит 1/4
стоит стоит не стоит 1/8
не стоит не стоит стоит 1/16
стоит не стоит стоит 1/32
не стоит стоит стоит 1/32
стоит стоит стоит 1/32

DRV8825 расчет Vref
Current Limit = Vref * 2
Vref = Current Limit / 2

Читать еще:  Электросхема работы двигателя ваз 21214

Например для шагового двигателя 17HS4401: Vref = 1,7 / 2 = 0,85В

Обычно Vref ставят ниже, для снижения температуры нагрева шагового двигателя.

Детальное описание драйверов А4988 и DRV8825 в архиве А4988_DRV8825.rar

Встречалась информация ,что по умолчанию на драйверах DRV8825 выставлен максимальный ток, поэтому регулировка перед началом работы обязательна:
«По умолчанию у красных A4988 опора стоит в 0.8V это 1A ничего плохого не случится, но у DRV8825 опора выставлена в 1.6V -это максимальный ток, в теории 3.2А, по документации DRV8825 рассчитан максимум на 2.5A(2.2А с обдувом), это может повредить, как двигатель, так и драйвер.»

Шаговые двигатели NEMA 17 и nema 23. Шаговые двигатели нема

Шаговые двигатели NEMA

Шаговый двигатель — это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. В отличие от сервоприводов, шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения. Шаговые двигатели широко применяются в станках ЧПУ, системах автоматизации и управляются специальными устройствами — драйверами шагового двигателя. Мы предлагаем шаговые двигатели различных размеров (NEMA 17, 23, 34, 43).

Copyright MAXXmarketing Webdesigner GmbH

Выбор шагового двигателя

Вам уже приходилось делать выбор между разными шаговыми двигателями для реализации своих амбициозных проектов? Зачастую у новичков существует миф, что NEMA 17 слабые и ни на что не годные шаговики, а для 3D-принтера обязательно нужен как минимум NEMA 23, а то и дороже. Давайте попробуем разобраться какие критерии всё-таки должны учитываться при правильном выборе шагового двигателя. Если на них не обращать внимание, а просто надеяться на свой инстинкт потребителя, то в результате можно сильно разочароваться. К примеру можно купить как бы обычный двигатель NEMA 17 и стандартный драйвер рекомендуемый под него, но получить постоянно перегревающуюся микросхему драйвера и невозможность нормальной работы проекта.

Посмотрим для начала какой выбор нам предоставляют самые доступные поставщики шаговых двигателей.

Двигатели NEMA 16 представлены такими моделями

Модель Угол шага Количество проводов Номинальныйток фазы, А Сопротивление фазы, Ом Индуктивностьфазы, мГн Инерцияротора,г·см2 Удерживающиймомент, Н·см Крутящиймомент,Н·см Длина мотора,мм
39HS20044 1,8 4 0,42 18 12 12 8 0,5 20
39HS26064 1,8 4 0,6 9 10 14 14 0,8 26
39HS34064 1,8 4 0,6 12 13 19 18 1 34
39HS34124 1,8 4 1,2 3,2 3 19 16 1 34
39HS34046 1,8 6 0,4 30 14 19 12 1 34
39HS40064 1,8 4 0,6 12 20 24 24 1,2 40
39HS40124 1,8 4 1,2 3,8 6,5 24 24 1,2 40
39HS40046 1,8 6 0,4 30 22 24 18 1,2 40

Диаметр вала у NEMA 16 — 5 мм

В формфакторе NEMA 17 нам доступны такие двигатели

Точность шага без нагрузки ±5 %

Диаметр вала 5 мм

Следующий формфактор NEMA 23 представлен такими моделями

У NEMA 23 диаметр вала составляет 6,35 мм или 8 мм

Варианты подключения двухфазных шаговых двигателей

Теперь разберёмся зачем шаговому двигателю нужно больше чем четыре вывода. Для этого рассмотрим различные варианты подключения двухфазных шаговиков

1) Тут мы видим самый простой вариант с 4-проводным шаговым двигателем. Здесь главное правильно соединить выводы А+ двигателя с А+ драйвера, А- двигателя с А- драйвера и так далее.

2) Дальше идёт 8 — проводный двигатель. Для него характерны два варианта подключения.

Это параллельное подключение обмоток шаговика. При таком подключении уменьшается суммарная индуктивность обмоток, что позволяет увеличить максимальную скорость вращения вала. Величина индуктивности обмоток влияет на частотные характеристики двигателя, особенно на высоких частотах управляющих сигналов. К такому подключению стоит стремиться, если вам действительно важна высокая скорость работы шаговика и критична точность и КПД на высоких оборотах.

А это последовательное соединение. При таком соединении двигатель будет вести себя как обычный 4-проводный.

3) Теперь, когда мы уже не так боимся множества выводов на шаговиках, посмотрим, как подключать 6-выводный двигатель.

Представленное подключение позволяет уменьшить индуктивность и этим повысить качество работы двигателя на высоких частотах (оборотах). Но при этом понижается КПД двигателя и его сила, повышается ток управления. Я бы советовал такой вариант включения только для временных скоростных операций, не требующих частого торможения и разгона, например во время возврата каретки 3D-принтера. При этом необходим механизм автоматического переключения режимов работы двигателя с полнообмоточного на полуобмоточный.

И второй вариант включения 6-проводного шагового двигателя следующий

Средние выводы каждой обмотки просто не задействуются и шаговик работает в точности как 4-проводный работяга.

Рассчетное определение необходимого момента шагового двигателя

Такой параметр как «момент» у двигателя характеризует его силу вращения. Он показывает, какой максимальной силе противодействия, приложенной на определённом расстоянии от своей оси двигатель способен противостоять.

Читать еще:  Что чаще всего выходит из строя в дизельном двигателе

Момент определяется по формуле M=F·R,

где М- момент силы в Н·м; F — сила противодействия в Ньютонах; R — расстояние точки приложения силы от центра оси двигателя, в метрах.

Что такое ньютон? Это величина, характеризующая взаимодействие физических тел и полей между собой. Например, чтобы приложить к подвешенной верёвке силу, равную 1 Ньютон, в земных условиях необходимо повесить на неё гирю весом 1/9,81 = 0,102 кг.

А при диаметре вала двигателя 5 мм и крутящем моменте двигателя в 1Н·м, этот двигатель будет способен накрутить на свой вал нитку с подвешенным к ней грузом не превышающим 20,4 кг и минимальным ускорением:

1Н·м = 0,102 кг · 1м = 20,4 кг · 5 мм

Использование динамометра для определения момента, требуемого от двигателя.

Теория и рассчёты это всё очень полезно, но зачастую легче и быстрее будет отбросить теорию в сторону и взять и замерять действующие силы при помощи измерительного прибора. Динамометр как раз способен экспериментально показать нам практическую силу, противодействующую нашему двигателю в прямых плоскостях (момент силы вращения он не покажет). Я в продаже не встречал динамометров дешевле 500$, поэтому буду рассматривать использование только самодельного устройства. Это устройство состоит из шкалы и, зафиксированной с одной стороны шкалы, пружины.

Градуировка и использование самодельного динамометра.

Градуировка — это нанесение делений на шкалу измерения динамометра. Для разных диапазонов измерения силы, будут необходимы разные по силе пружины и их длины, а так же длины планочки под шкалу. Допустим мы хотим своим динамометром измерять силу в пределах 1 . 10 Н. Для его градуировки необходимо как на рисунке а) подвесить к динамометру груз в 100 г и отметить на шкале риску с цифрой 1 Н, а затем подвесить груз в 1 кг и наметить риску в 10 Н. Теперь всю шкалу между этими двумя рисками нужно поделить на 9 равных отрезков и расставить цифры от 2 до 9 Н.

NEMA 23 шаговые двигатели | TMDL мотор

Режимы: полный, половинный и микрошаг, а выход ступенчатого режима шагового двигателя nema 23 определяется характеристиками драйвера.Типичные гибридные шаговые двигатели nema 23 объединяют сильные стороны двигателей с переменным сопротивлением и постоянным магнитом. Обычно они имеют двести роторных зубов, т. е. две сотни полных шагов для каждого оборота вала двигателя (или одна точка на восемь градусов на каждый шаг). Полноступенчатая работа достигается за счет включения обеих обмоток шагового двигателя nema при попеременном изменении тока. Один импульс от генератора шагового двигателя равен одному шагу.

В полушаговом режиме, шаговый двигатель nema 23 вращается на четыреста шагов каждый оборот.

Обмотки шагового двигателя nema 23 соединены либо последовательно, либо параллельно.
Контроллеры шагового двигателя NEMA 23

Кроме того, контроллер шагового двигателя nema может принимать различные команды высокого уровня от хоста и генерировать соответствующие импульсы шага и направления для драйвера. Контроллеры шагового двигателя могут работать независимо друг от друга, а также (т. е. без хозяина).

Многоосевые системы управления движением используются, когда используется более одного шагового двигателя. Обычная многоосевая система может быть подключена до четырех шаговых приводов с каждым приводом, подключенным к собственному шаговому двигателю. Этот многоосевой концентратор обеспечивает скоординированное перемещение в ситуациях, когда требуется максимальная синхронизация (например, круговая или линейная интерполяция).

NEMA 23 подключение

Специалисты ООО ТМДЛ продают большое количество шаговых двигателей NEMA 23, которые могут быть подключены в различных конфигурациях. Драйвер, используемый для управления двигателями, будет требоват.

Шаговые двигатели NEMA 17 и nema 23

Шаговые двигатели nema 17 имеют максимальный крутящий момент в нижнем диапазоне скоростей.

Как и все моторы, nema 17 обладает высокой эффективностью и сильной емкостью ускорения.
Что такое замкнутый цикл шагового двигателя nema 17 ?

Есть шаговые двигатели nema 17, которые оборудованы, как закрытые циклы и работают с кодировщиками, но не предоставляют никаких ориентированных на поле контроль с синусоидально коммутируемым управлением током. Они только проверяют положение шага и не могут исправлять потери в ходе операции. Правда замкнутый контур с полевым управлением компенсирует потери во время прогона или предотвращения их возникновения, за счет увеличения тока двигателя.

Преимущества над стандартными шаговыми двигателями nema 23

NEMA 11 шаговые двигатели | TMDL мотор

Шаговый двигатель fl28sth42 представляет собой в первую очередь устройство с разомкнутым контуром.

Основы конструкции шагового двигателя FL28STH

Конструкция ротора зависит от типа шагового двигателя

Эти пары полюсов составляют фазы обмотки, причем большинство шаговых двигателей являются либо двухфазными, либо 5-фазными. Также могут быть несколько пар полюсов на фазу; например, двухфазный шаговый двигатель может иметь 3 полюсных пары (6 полюсов) в каждой фазе, в общей сложности 12 полюсов.

Читать еще:  Что происходит при высокой температуре двигателя

Как подключить шаговый двигатель nema схема

Шаговые двигатели состоят из индуктивных катушек и при питании обеспечивают значительный ток через катушки.

Для уменьшения нагрева шагового двигателя можно уменьшить ток привода.

У антирезонансных драйверов есть настройка петли тока и настройка петли положения. Токовый контур может быть автоматически настроен путем включения и выключения четвертого переключателя. Вы услышите, как мотор совершает короткий восходящий шум, когда контролеер настраивает текущий контур. Настройка петли положения для антирезонансного драйвера требует, чтобы двигатель был установлен в машине, так как на физические резонансы будет влиять на жесткость крепления и нагрузку машины.

В руководствах контроллера описывается, как настроить петлю положения, но процесс немного искусственный. Без настройки, контролеер будет по крайней мере так же хорош, как чистый синусоидальный драйвер. Все наши драйверы — это микрошаговые драйверы. Эти драйверы обеспечивают более высокую точность и плавное движение, чем шаговый двигатель с шагом 1,8 шага. Более высокие разрешения микростара приведут к более точному и плавному перемещению, но требуют более высокой частоты от вашего контроллера (например, ПК, работающего на Mach4), для вращения двигателей. Существует верхний предел частоты, с которой вы можете выйти из параллельного порта ПК (который зависит от вашего ПК, операционной системы и программного обеспечения). Мы рекомендуем начинать с разрешения микрошага 1600 шагов за оборот. Это может быть скорректировано для более тонкого движения или вниз для достижения более высоких скоростей.

Шаговые двигатели

Шаговый двигатель с энкодером, замкнутого типа NEMA34 86HSE4N-B38 с гибридным серводрайвером HSS86

Шаговый двигатель с энкодером, замкнутого типа NEMA34 86HSE8N-B38 с гибридным серводрайвером HSS86

Шаговый двигатель с энкодером, замкнутого типа NEMA34 86HSE12N-B38 с гибридным серводрайвером HSS86

Шаговый двигатель TW 86HS156-6204 6.2А 1.8

Есть на складе 10-09-2021

Шаговый двигатель TW 86HS78-4204 4.2А 1.8

Есть на складе 10-09-2021

Шаговый двигатель TW 3.5N.m 34HS8801 4.0А NEMA34 1.8gr

Есть на складе 10-09-2021

Шаговый двигатель TW 86HS100-6008A 6.0А 1.8

Есть на складе 10-09-2021

Шаговый двигатель TW 17HS8401 1.8A 0.52N.m

Шаговый двигатель TW 17HS3430 1.2A 0.28N.m

Шаговый двигатель TW 17HS4402 1.3A 0.4N.m

Шаговый двигатель TW 17HS4218 1.8A 0.65N.m

Шаговый двигатель TW 17HS8401В 1.8A 0.52N.m (вал на две стороны)

Шаговый двигатель TW 23HS6403 2.5A 1.1N.m

Шаговый двигатель TW 23HS6403B 2.5A 1.1N.m (вал на две стороны)

Шаговый двигатель TW 23HS8430 3.0A

  • 1
  • 2
  • >
  • >|

Шаговые двигатели: конструкция и принцип работы

Шаговый двигатель – это электрическое устройство, которое используется для дискретного смещения магнитного ротора. Задача шагового двигателя – генерировать высокий крутящий момент в условиях небольших скоростей вращения.Сфера применения шаговых двигателей – станки с программным управлением, приводы механизмов различного характера, электронные носители для хранения информации. В основе конструкции — наличие двух элементов – статора и ротора. Каждый из этих элементов содержит полюса, настроенные таким образом, чтобы обеспечивать бесперебойную работу устройства. Из преимуществ механизмов этой категории – точность и бесперебойность их функционирования, а также широкий диапазон управления скоростью оборотов вала. Одним из недостатков этого устройства считается возможность возникновения резонансного эффекта.

Критерии выбора шаговых электродвигателей

Выбор конкретной модели двигателя зависит от поставленных задач. В первую очередь – того, какая мощность необходима в конкретном случае. Шаговый электродвигатель выбирается по нескольким характеристикам:

  • вид двигателя;
  • размер;
  • мощность;
  • технические характеристики.

Что касается мощности двигателя, этот показатель напрямую влияет на производительность и стоимость устройства. Так, биполярные двигатели всегда имеют более высокую цену, чем однополярные. Размер и особенности конструкции – не менее важный показатель. Компактные по размеру двигатели более дорогостоящие. Учитывать необходимо такие показатели, как максимальная температура нагрева (достаточно показателя в 80 градусов), температурный диапазон работы устройства (достаточно -20 — +50 градусов) и габариты двигателя. При выборе шагового двигателя для ЧПУ необходимо обращать внимание на такие показатели, как единичный шаг (или угловое перемещение), которое измеряется в градусах, и диаметр вала.

Шаговый электродвигатель купить с гарантией и без переплат

На ресурсе Teslaweld шаговые двигатели представлены в максимально широком ассортименте с возможностью выбора по различным параметрам. Все модели, представленные в каталоге магазина, отвечают международным техническим нормам. Онлайн-магазин гарантирует контроль качества каждой товарной позиции. Это возможно благодаря постоянным проверкам качества в реальных условиях. Все производители, продукция которых представлена в магазине, широко известны на рынке. Шаговый двигатель купить можно онлайн, заказав доставку в любой город Украины.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector