Шаговый двигатель как сельсин

Чипгуру

  • Форум
    • Правила форума
    • Правила для Редакторов
    • Правила конкурсов
    • Руководство барахольщика
    • Ликбез по форуму
      • Изменить цвет форума
      • Как вставлять фотографии
      • Как вставлять ссылки
      • Как вставлять видео
      • Как обозначить оффтоп
      • Как цитировать
      • Склеивание сообщений
      • Значки тем
      • Подписка на темы
      • Автоподписка на темы
    • БиБиКоды (BBCode)
    • Полигон для тренировок
  • Калькуляторы
    • Металла
    • Обороты, диаметр, скорость
    • Подбора гидроцилиндров
    • Развертки витка шнека
    • Расчёт треугольника
    • Теплотехнический
    • Усилия гибки
  • Каталоги
    • Подшипников
    • Универсально-сборные пр.
    • УСП-12
  • Справочники
    • Марки стали и сплавы
    • Открытая база ГОСТов
    • Применимость сталей
    • Справочник конструктора
    • Справочник ЧГ сталей
    • Сравнение материалов
    • Стандарты резьбы
  • Таблицы
    • Диаметров под резьбу
    • Конусов Морзе
    • Номеров модульных фрез
  • Ссылки
  • Темы без ответов
  • Активные темы
  • Поиск
  • Наша команда

Выбор шагового двигателя и драйвера обсуждение

  • Версия для печати
  • Перейти на страницу:

Выбор шагового двигателя и драйвера обсуждение

Сообщение #1 T-Duke » 23 янв 2020, 18:08

Не все линейки на выходе дают простой сигнал, иногда его нужно еще переварить. У меня в блоке УЦИ китайцы ПЛИС поставили для этого дела. Если же линейки дают сразу квадрадурный цифровой сигнал — тогда относительно просто.
Для реализации твоей хотелки нужен как минимум простейший контроллер положения — ПИД-регулятор. На микроконтроллерах это все делается влет. И не советую сюда всеми любимые атмеги тянуть за уши. Сюда просится нормальный 32 битный контроллер типа STM32. У них уже есть готовые аппаратные блоки позволяющие обрабатывать квадратурные сигналы от энкодеров/линеек.

Итак принцип возможен и даже очень.

Для начала выясни какой сигнал на выходе дают линейки. Если нечто наподобие TTL квадратуры, тогда прекрасно — можно двигаться дальше. Затем подбираем тебе недорогую плату STM32 и набрасываем алгоритмы.
Если линейки на выходе дают аналоговый sin/cos тогда тоже в принципе не проблема, обработку можно сделать, но контроллер придется выбрать пожирнее.

Выбор шагового двигатель и драйвера

Сообщение #2 SAIHO » 23 янв 2020, 23:42

Вы уже практически пришли к ЧПУ, причем с сервами. Если есть линейки, то зачем вообще менять ваш коллекторник на шаговик? Пусть себе работает. Если все равно микроконтроллером управлять, то какая разница степ/дир формировать или шим по обратной связи от линейки? А если брать линейки, то тогда уже вместе с УЦИ, просто считывать с них сигналы микроконтроллером. С линеек идут квадратурные сигналы с уровнями ТТЛ или 422 (какие закажете). Разрешение стандартных оптических 5 мкм, но есть и 1 мкм — они чуть дороже. Я брал комплект из трех микронных линеек и УЦИ (линейки заказываешь три любой длины — цена не меняется). Сейчас это стоит 180 баксов с 5 мкм линейками, в августе можно было ухватить за 160.

Отправлено спустя 19 минут 19 секунд:
Что касается приведенных ссылок на наборы, то по заявленному моменту вам должно хватить, кроме второй ссылки, где момент 1,8 Нм. Драйвера конечно дешманские — точно будут «петь». Но поскольку сам не использовал, то и хаять не буду. По первой ссылке момент 3 Нм, в последней 2,2 Нм. Но и длина двигателей по первой 112мм, а по последней 82 мм. По последней ссылке можно выбрать двухсторонний вал и надеть с одной стороны энкодер или маховик ручной подачи. Цена удивила. В чем подвох сказать не могу.

Двухфазный магнитоэлектрический шаговый двигатель

Ротор звездочка из постоянных магнитов с числом полюсов равным половине числа полюсов статора. На статоре расположены обмотки двух фаз. Число полюсов статора должно быть кратно 4. Обмотки статора являются обмотками управления, состоят из катушек, охватывающей один полюс статора. Катушки соединены последовательно-встречно, через одну.

Читать еще:  Газель неисправность при запуске двигателя

Между собой обмотки управления смещены на одно зубцовое деление.

Основные режимы работы шагового двигателя:

Статический режим — это действие синхронизирующего момента на ротор.

Пассивные шаговые двигатели – возбуждение от постоянного магнита.

Активные шаговые двигатели – возбуждение от электромагнита.

Пассивные шаговые двигатели делятся на реактивные и индукторные.

Статор и ротор из листов магнитной мягкой электротехнической стали на статоре, явно выражены полюса.

На роторе одинаковых размеров зубцы.

В пазах статора обмотка управления переменного тока. А на роторе только метал. Для реверса поменять порядок следования фаз.

На роторе и статоре источник магнитного поля постоянного магнита. Количество зубцов статора и ротора одинаковы, но они смещены относительно друг другу.

Скорость зависит от частоты управляющих импульсов.

Есть ДПТ безколлекторные, обмотки на статоре и постоянные магниты на роторе.

31. Нейтральное реле постоянного тока

Нейтральное реле постоянного тока состоит:

подвижная часть магнитопровода – якорь

неподвижная часть – полюс(ограничивает воздушный зазор между якорем и полюсом)

неподвижный магнитопровод – ярмо

Тяговые и механические характаристики реле

При подаче тока на катушку возникает электромагнитная сила, под действием которой якорь притягивается, преодолевая механические силы, притягивающие к сердечнику.

Зависимость электромагнитной силы от величины рабочего воздушного зазора называется тяговой характеристикой .

Зависимость противодействующих сил приведенных к точке приложения электромагнитных сил от воздушного зазора называется механической характеристикой реле.

U=I*R-E=I*R+d/dt – уравнение электрического равновесия.

Если умножить уравнение на idt, то получим уравнение энергетического баланса.

Левая часть – определяет полученную электрическую энергию, потребляемую от сети за время dt.

i 2 *R*dt – потери на тепло (на активном сопротивлении).

id — часть электрической энергии, преобразовавшейся а энергию магнитного поля за время dt.

Электромагнитное поле распределяется по всему объему реле. Энергия магнитного поля в основном поддерживается в воздушном зазоре т.к. магнитопровод не насыщен.

Когда якорь начинает двигаться, потокосцепление изменяется от минимального значения до максимального, таким образом при движении якоря электрическая энергия якоря преобразуется в электромагнитное поле, часть которого преобразуется в механическую энергию. Для того чтобы подсчитать механическую электродвижущую силу якоря нужно принять допущения:

Кривые намагничивания имеют прямой характер.

Поток рассеивания незначителен (поток в воздушном зазоре).

Принцип работы шагового двигателя

Конструкция простейшего трехфазного ШД и временные диаграммы токов обмоток возбуждения представлены на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Симметричная коммутация трехфазного ШД

Рассмотрим работу трехфазного шагового двигателя с реактивным ротором. По­очередно на три фазовые обмотки двигателя 1-3 подаются последовательно импульсы тока Iyl — Iу3 (такая коммутация называется симметричной). В соответствии с формулой:

,

где p – число пар полюсов (у двигателя с реактивным ротором р=Zp);

Zp – число зубцов ротора;

m – число фаз или так называемых тактов управления в одном цикле.

Можно определить шаг такого ШД:

.

Погрешность отработки одного шага определяется конструкцией и не может быть больше величины, характерной для данного шагового двигателя. Точность отработки большой серии импульсов не за­висит от числа импульсов и находится в пре­делах точности отработки еди­ничного угла поворота. Это позволяет создавать системы автоматического регулирова­ния дискретного типа без обратных связей, что уменьшает количество элементов и обеспечивает надежность, удешев­ляет систему. Функциональная схема электропривода (ЭП) с шаговым двигателем показана на рис. 7.3.

Читать еще:  Двигатель 514 дизель уаз характеристики

Рис. 7.3. Функциональная схема ЭП с шаговым двигателем

При изменении последовательности подачи импульсов на обмотки возбуждения можно реверсировать вал двигателя, т.е. заставить вращаться его в обратном направлении. Если выполнить ротор такого ШД активным, то при обесточенных фазных обмотках ротор будет фиксироваться силами магнитного притяжения в положении последнего шага, т.е. в таких двигателях реализуется так называемая нулевая защита – обеспечивается наличие тормозного момента (5÷10% от максимального момента двигателя) при обесточенных обмотках. Коммутацию обмоток при симметричном управлении можно выполнить и парной, тогда одновременно оказываются включенными по две обмотки возбуждения.

Для двукратного уменьшения шага двигателя, можно реализовать несимметричную коммутацию обмоток возбуждения – с поочередным включением одной из двух обмоток возбуждения (1-2) в соответствии с временной диаграммой, представленной на рис. 7.4. Несимметричную коммутацию можно организовать и другим сочетанием коммутируемых обмоток, например, включением поочередно 2 и 3 обмоток (несимметричная коммутация 2-3).

Рис. 7.4. Несимметричная (1-2) коммутация трехфазного ШД

Системы автоматического управления с шаговыми двигателями можно разделить на две группы:

· Системы, в которых двигатель выполняет функцию преобразования унитарного кода в фазомодулированный сигнал или другой вид информации. К этим системам относятся устройства, в которых двигатель вращает задающий сельсин, поворотный или дифференциальный трансформатор; применение шаговых двигателей в качестве фильтра высших гармоник и др.

· Системы, в которых двигатель использован для привода исполнительного механизма непосредственно или через усилитель момента. К этим системам относятся приводы подач станков, стартстопных лентопротяжных механизмов, индексирующие устройства счетчиков, управление затворами и задвижками, синхронизация вращения валов с регулируемым по программе передаточным отношением и т. д.

Необходимо отметить, что когда количество коммутируемых обмоток больше одной, увеличивается магнитодвижущая сила (МДС) полюсов и примерно в полтора раза возрастает вращающий момент на валу ШД. В двигателях, реализованных по аналогичному принципу, с помощью увеличения числа обмоток и полюсов ротора можно уменьшить единичный шаг отработки до 15°. Дальнейшее уменьшение шага сопряжено со значительными технологическими трудностями по размещению в ограниченном объеме большого количества обмоток. Поэтому двигатели с шагом от единиц до долей градуса выполняются как редукторные, т.е. с зубчатыми полюсами и ротором из ферромагнитного материала.

Такие двигатели называются параметрическими и они широко используются в настоящее время. На рис. 7.5 представлена электромагнитная система четырехфазного параметрического ШД. Как видно, из-за сдвига смежных полюсов относительно зубцов ротора на 1/4 зубцового деления ротор будет перемещаться с единичным шагом 3° (равным 1/4 зубцового деления ротора) при симметричной коммутации 1-2-3-4. Единичный шаг можно уменьшить вдвое использованием несимметричной коммутации (1-2), последовательно подключая обмотки возбуждения 1; 1-2; 2; 2-3; 3; 3-4; 4; 4-1 и т.д.

Такая последовательность коммутации обмоток называется восьмитактной и ей соответствует единичный шаг 1.5°. Существует большое количество ШД, единичный шаг которых больше 40°. Такие большие шаги, однако, часто не смущают проектировщиков, т.к. не являются препятствием для применения двигателей в случае последующей редукции скорости вращения различными типами редукторов.

Преимущества привода с шаговым двигателем по сравнению со следящей системой, выполняющей те же функции:

· Повышение надежности устройства, обусловленное уменьшением количества элементов системы, так как отсутствуют датчики обратной связи, усилитель датчика, электронные узлы индикатирования рассогласования (реверсивный счетчик), тахогенератор.

· Удешевление устройства, обусловленное уменьшением количе­ства элементов.

Рис. 7.5. Четырехфазный параметрический редуктор IL

с реактивным ротором

· Упрощение синтеза систем автоматического управления, характе­ризующееся уменьшением количества связей между узлами.

Читать еще:  Двигатели mitsubishi для мотоблоков характеристики

· Увеличение точности дискретного перемещения, обусловлен­ное фиксацией ротора ШД при остановке двигателя.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Устройство для проверки точности слежения сельсинов

Патент 446097

Устройство для проверки точности слежения сельсинов

Респубпик (11) 446097

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (b>) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 23.04.73(2>) 1910968/18-24 (51) М. Кл.

СО8 С 25, 04 с присоединением заявки 1 1-«вЂ”

Саввта Мииистраа СССР аа делам изобретений и открытий (32) ПриоритетОпубликовано О>5 10.74. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 15.04.75 (53) У1 К

681.142.621 (088,8) (72) Авторы изобретения

В.>>.Шевцов, И.В.Ершов, А.В.Постнов и P.À Анфимов (71) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ТОЧ!.>ОСТИ (54) СЛОЖЕНИЯ СЕЛ Ы:ШЮВ

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известно устройство для нровсрки точности слежения сельсинов, содержащее блок управления, соединенный с узлом 5 определения величины и знака ошибки.

Однако известное устройство не позво-. ляет автоматизировать проверку точности слежения сельсинов, а следов>>тельно, добитьси при этом достаточно малых >О погрешностей.

Цель изобретения — повышение точности проверки с>1ежения сеньсинов.

Э1о достигается гем, что в предлагаемое устройство введены шаговый двигатель и датчик угла, соединенные с блоком управления, щ>ичем статор дат>ика угла жестко связан с ротором шагового двигателя и ротором э1анонного сеньсина-датчика, а РотОР ДатЧИКа УГЛа СОЕДИНЕН С РОТОРОМ 20

На чертеже представлена блок-схема нр -дна«немого устройства.

Оно содержит шаговый двигатель 1, жестко связап11ый с рот»ром эталонного .1 и сеньсина-датчика и и статором дат шка угла 3, ротор которого жестко соед>1н»ll с ротором контронируел>ого сельсинанрнемника 4, узел 5 определения вен>1ч111».l и знака ошибки, состоящий из уснни1еня

6, цифровог о вольтметра 7, блока и определения знака и цифропечатаюшего устройства 9, блок 10 управнеш1я, уцр>ц»и юший работой всего устройства.

Шаговый двигатель 1 поворатин«е1.

На ЗаДаННЬтй УГОЛ РОТОР ЭтаЛОН11Отч> се»ьсина-датчика 2 и вместе с ним > 1а1 датчика угла 3.. Ротор контрон>1!>уем> г<> сел ьси на-приемника 4 отрабат ывает заданный эталонным сеньсином-датчик >>з

2 угол и на этот же угол 11оворачива«1 ротор датчика угла 3. В результате * этот о ве»ичина сигнала на датчике у1>1» будет пропорциональной величине ошибк>> слежения кон гролируемого сень«ни» 4.

С датчика угла сигнал подается н» вход узла 5 определения величинь1 и знака ошибки, где он усиливается у1 и»1>телем 6 и измеряется цифровым ar»»,1метром 7. llo фазе этого же «ич на>1н

44Щ 97 блоком 8 определяется знак ошибки слежения, а с помощью цифропечатающего устройства 9 регистрируется ее величина.

Блок 10 управляет работой всего устройства.

Устройство для проверки точности слежении сельсинов, содержащее блок управления, соединенный с узлом определения величины и знака ошибки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью повышения точности работы устрой»

5 ства, в него введены шаговый двигатель

1 . и датчик угла, соединенные с блоком управления, причем,, статор датчика угла жестко связан с ротором шагового двигателя и ротором эталонного сельсина

)Q датчика, а ротор датчика угла соединен с ротором контролируемого сельсинаприемника.

Составитель Б Ш ов

Редактор С.Бьиихина Тех ред Корректор и.Карандашовв

ИНИИИИ осударственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, l3035 ° Раушская наб., 4! !реднриятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Заказ (/ jg Изд. ге /РсЯ тираж 624 !!одннсное

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector