Шаговый двигатель с энкодером что это такое

4.3.7. Обнаружение потери шагов¶

Данный режим используется главным образом если производится работа с шаговым двигателем на предельных скоростях или нагрузках, где возможно застревание оси, приводящее к потере шагов. В этом случае дополнительный датчик положения ( датчик оборотов или энкодер ) позволяет отследить этот момент уведомить пользователя. Данная функция используется только совместно с шаговыми двигателями и позволяет обнаруживать потерю шагов. Все координаты и положения оси мотора измеряются в шагах и микрошагах.

При использовании энкодера в контроллере сохраняется значение количества шагов двигателя и отсчётов энкодера на оборот (см. вкладку XiLab Настройка кинематики движения ). При включении функции, контроллер сохраняет текущую позицию в шагах ШД и текущую позицию по данным энкодера. Далее, в ходе движения, позиция по энкодеру преобразовывается в шаги и, если разница оказывается больше заданного значения, осуществляется индикация проскальзывания и переход в режим Alarm , при включении соответствующей настройки. Подробно использование энкодера как датчика потери шагов описано в разделе Работа с энкодерами .

При использовании датчика оборотов позиция контролируется по нему. По активному и неактивному фронтам на входе от датчика оборотов контроллер запоминает текущее положение в шагах. Далее, при каждом обороте (количество шагов на один полный оборот мотора устанавливается параметром Steps per turn, см. Настройка кинематики движения (Шаговый двигатель) ) контроллер проверяет, на сколько шагов сместилась ось. При рассогласовании более чем на заданное значение ошибки Minimal error (устанавливается в настройках контроля позиции, см. Контроль позиции ) осуществляется индикация проскальзывания флагом структуры состояния. Если в настройках установлен соответствующий флаг, то при выявлении ошибки контроллер переходит в режим Alarm и мотор останавливается, иначе продолжает свое движение. Если флаг индикации проскальзывания активен, то контроллер переходит в режим Alarm при включении соответствующего параметра в настройках.

Так же в настройках контроля позиции может быть включен режим автоматической коррекции позиции в случае потери шагов. Если эта опция включена, то при обнаружении проскальзывания контроллер останавливает вращение, корректирует шаговую позицию на основании данных энкодера и пытается запустить вращение заново. Флаг ошибки контроля позиции устанавливается, когда позиция сбивается и автоматически снимается после корректировки. В случае невозможности скорректировать позицию устанавливается флаг ошибки контроля позиции и контроллер переходит в режим Alarm . Если потеря шагов происходит в процессе движения, то статус движения не сбрасывается во время коррекции позиции. Если потеря шагов происходит в режиме удержания позиции, то для восстановления корректной позиции подаётся команда движения в позицию , в которой ось мотора находилась до потери шагов.

Для использования функции коррекции позиции нужен энкодер с разрешением не менее двух отсчётов на шаг мотора.

Для корректной работы коррекции позиции контроллеру нужно дать постоять с запитанными обмотками в течение 1 секунды для калибровки. После перехода конторллера в режим Alarm или изменения настроек требуется повторная калибровка.

При использовании автоматической коррекции позиции не рекомендуется устанавливать значение Threshold более 3 шагов т.к. в этом случае не любое проскальзывание будет скорректировано.

Команды резкой и плавной остановки могут быть проигнорированы контроллером во время коррекции позиции. В этом случае можно послать команду плавной остановки дважды, что приведёт к снятию питания с обмоток мотора.

Замечание. Если Вы пользуетесь программными концевиками , то использовать автоматическую коррекцию позиции не рекомендуется, т.к. положения программных концевиков будут изменяться в процессе коррекции позиции.

Команда резкой остановки запускает процесс перекалибровки положения датчика оборотов, причём калибровка происходит при срабатывании датчика оборотов во время движения, управляемого двигателем. Это значит, что если сразу после резкой остановки повернуть ось руками, то после начала движения проскальзывание не будет обнаружено, т.к. калибровка ещё не была произведена.

Если датчик оборота двигателя подвержен дребезгу (механическому), то на очень малых скоростях возможны ложные срабатывания контроля по датчику оборотов.

Контроль позиции по датчику оборотов не может обнаружить вращение оси при нулевой внутренней скорости. Т.е. если остановить двигатель и руками провернуть ось, то это не будет обнаружено.

Шаговый двигатель с энкодером что это такое

Серводопровод или шаговый двигатель

Мы разберемся в нашей статье, что выбрать сервопривод или шаговый двигатель, что они собой представляют, для чего предназначаются, а также ответим на вопрос, сервопривод или шаговый двигатель разница.

Что представляет собой шаговой двигатель

Такие механизмы отлично подходят для превращения электрической энергии в точные механические перемещения. Любой импульс, который поступает на драйвер мотора, позволяет осуществлять движения ротора, что полностью соответствует заданным настройкам. Можно навести простой пример, если на полношаговый привод будет послано 100 импульсов, при том, что шаг двигателя составляет 1.8 градусов, это позволит получить поворот на 180 0 .

Разница между сервоприводом и шаговым двигателем в том, что каждый из них имеет как свои преимущества, так и недостатки. Сильная сторона последнего заключается в том, что он может выполнять свои функции даже без обратной связи, ему не требуется коррекция положения, при которой используются энкодеры или другие аналогичные датчики. Это связано с тем, что вал по архитектуре шагового двигателя перемещается только при получении импульсов. Такая возможность доступна только тогда, когда шаговые двигатели не перегружены, а также не впадают в резонанс. Но вот в реальной жизни очень редко бывает, что эти два фактора отсутствуют.

Читать еще:  Что это за звук при работе двигателя форд 2

Чтобы получить уверенность, что такой двигатель не будет пропускать шаги, производители решают эту проблему очень просто, когда происходит выбор мощности, они делают серьезный запас мощности. Другими словами, отличие сервопривода от шагового двигателя заключается в том, что последний устанавливается на станок с большой мощностью, которой намного больше, чем это требуется.

Появление резонанса возможно на тех же самых частотах вращения, которые в данном приложении используются как основные, поэтому избежать это явление становится очень сложным.

Но существует и возможность избежать последствия непродолжительных перегрузок в его работе, а также не допустить пропуска шагов. В данном случае можно использовать энкодер, который такой же, как и установлен на вал вентильного серводвигателя. В этом также ответ, чем отличается сервопривод от шагового двигателя.

Энкодер – это информация о том, в каком положении находится ротор контроллеру. Он сравнивает его с заданной координатор, в результате чего полученное рассогласование используется, чтобы выполнить шаги так, чтобы разница компенсировалась. Но такой способ малоэффективен, если необходимо ликвидировать проблемы, связанные с резонансом. Тем не менее, все же есть возможность устранить последствия. Для этого требуется провести комбинирование по положению, другими словами, компенсировать количество импульсов, а также одновременно управлять ориентацией поля статора. При этом нужно придерживаться такого же принципа, как векторное управление электродвигателями с тремя фазами.

Сравнение сервопривода и шагового двигателя – вопрос достаточно сложный. Это связано с тем, что энкодер шагового двигателя предоставляет информацию о том, в каком положении вала можно сориентировать магнитное поле статора так, что потокозацепление будет иметь максимальную эффективность. К тому же такая схема не нуждается в преобразованиях Кларка, что, как правило, применяется для того, чтобы спроектировать трехфазную систему токов и получить две фазы. Это требуется потому, что биполярные моторы разработаны с двумя обмотками. Такой способ управления характеризуется тем, что ток в обмотках изменяется синусоидально, на этот процесс не влияет то, что используется – шаг или микрошаг.

Также если сравнивать шаговый двигатель и сервопривод, то преимущество первого также в том, что он практически не ощущает резких перемен напряжения. Благодаря наличию векторного типа управления, есть возможность очень быстро регулировать момент приводы. Тем не менее, такая возможность также доступна и сервоприводам. Это касается только типа PMSM.

Немного о сервоприводах

Здесь мы не только охарактеризуем, но и проведем сравнение сервопривод и шаговый двигатель. Когда прочитаете информацию, сможете сделать вывод, что лучше шаговый двигатель или сервопривод.

Наверняка Вы знаете, что сервопривод используется уже достаточно давно. Также у нас можно купить сервопривод высокого качества и по доступной стоимости.

Существует такие, которые используют по позиции обратную связь. Они имеют возможность считать количество шагов, а также добавлять в процессе или вычитать шаги, чтобы не допустить ошибку. Но они не могут вносить коррективы в угол поворота вала, когда делается шаг. Это принципиальная разница, если делать сравнение сервопривода и шагового двигателя.

Компенсировать ошибки может синусоидальная коммутация, если работает совместно с управлением ориентацией. Она устраняет ошибки, которые возникают по причине неправильной геометрии деталей или при серьезной нагрузке.

Векторное управление гарантирует, что статорное поле всегда будет перпендикулярным роторному полю, а также то, что насыщенность поля будет полностью соответствовать нужному моменту. Это улучшает динамику, а в дальнейшем и делает более эффективной работу, уменьшает флуктуацию крутящего момента. Благодаря такому управлению есть возможность составить конкуренцию шаговым двигателям с вентильным сервоприводом, если речь идет о скоростях, не превышающих 2 тыс. оборотов/мин.

Мы привели аргументы, если сравнивать шаговый двигатель или сервопривод, что лучше – определять Вам. Каждый человек выбирает, что ему подойдет лучше – сервопривод или шаговый двигатель. Мы же рассказали об основных моментах того и другого типа, навели некоторые примеры и особенности.

Вы можете у нас купить серводвигатель по выгодной стоимости. Мы гарантируем качество товара. Наши сотрудники с удовольствием ответят на интересующие вопросы, предоставят дополнительную информацию.

Шаговые двигатели с энкодером Комментировать. Двигатель с энкодером

Шаговые двигатели с энкодером: преимущества использования

Использование шаговых двигателей в комплекте с энкодерами позволяет создавать на простой схеме, включающей в себя непосредственно шаговый двигатель и контроллер шагового двигателя полноценный сервопривод, который, при высокой функциональности и надёжности, будет значительно более дешёвым и простым в управлении, чем сервопривод на основе бесколлекторного двигателя. Совмещающий в себе все основные преимущества ШД с простотой настроек и обслуживания, такой сервопривод отличается высокой точностью позиционирования и полностью удовлетворяет потребностям широкого круга пользователей устройств такого типа, от моделистов до операторов станочного оборудования.

Преимущества сервоприводов на базе шаговых двигателей

Поскольку шаговый двигатель изначально отличается высокой точностью позиционирования (200 или 400 шагов на оборот +-5%), что является одним из основных его конкурентных преимуществ, традиционно считается, что установка энкодера на двигатель такого типа не является необходимостью. Однако практика доказывает, что даже при использовании самого надёжного контроллера возможен пропуск шагов, который может стать следствием целого ряда причин, таких, как:

Читать еще:  Электрическая схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором

— повышенная нагрузка;— поперечная нагрузка;— высокий резонанс;— некорректное генерирование импульсов контроллером и т.д;

По сути, при использовании схемы ШД+контроллер даже такие незначительные неполадки, как перебои в подаче питания контроллеру могут стать причиной серьёзного сбоя: система управления теряет точку отсчёта, и, в отсутствии обратной связи, возвращение шагового двигателя к изначальному положению становится невозможным.

Использование шагового двигателя с энкодером позволяет решить вышеотмеченную проблему: при пропуске шагов или перебоях питания с помощью энкодера осуществляется возврат ШД к нужной точке, что позволяет продолжить корректную работу оборудования по заданной программе. Кроме того, применение энкодера позволяет дополнительно повысить точность позиционирования шагового двигателя, поскольку разрешающая способность энкодеров может достигать 2000 импульсов на оборот. Благодаря этим преимуществам сервоприводы на основе шаговых двигателей довольно часто применяются в сложном станочном оборудовании.

Купить шаговый двигатель с энкодером в Stepmotor

В каталоге Stepmotor представлен широкий выбор шаговых двигателей и энкодеров, что позволяет подобрать наилучшим образом подходящий сервопривод на основе ШД для оборудования любого типа. Если вы решили купить ШД с энкодером в наличии по доступной цене на нашем сайте, внимательно ознакомьтесь с характеристиками интересующих вас устройств и непременно убедитесь в том, что подобранные вами устройства совместимы. При возникновении вопросов по подбору оборудования, вы всегда можете проконсультироваться у технического специалиста по телефонам 8 800 5555 068 — по России (звонок бесплатный), в Москве +7 (495) 308-38-48, в СПб +7 (812) 953-07-32) или воспользовавшись формой обратной связи.

Шаговые двигатели с абсолютным энкодером

Серия AZ компании Oriental Motor — это комплект из драйвера и шагового двигателя, оснащённого абсолютным энкодером.Шаговые двигатели пользуются большой популярностью у производителей станков и других устройств автоматики. Они обеспечивают высокий момент при низких скоростях, имеют отличную повторяемость при перемещении, стабильны при изменении нагрузки, а также надёжны и недороги.Однако шаговые двигатели имеют критический недостаток – пропуск шагов. В системах с позиционированием это может привести к ухудшению качества работы, потере точности или даже поломке устройств.Двигатели серии AZ позволяют устранить этот недостаток – благодаря наличию энкодера они позволяют отслеживать и своевременно компенсировать пропуск шагов, если он произойдёт.

Более того, на двигателях серии AZ установлен абсолютный энкодер, не требующий питания от батарейки – он всегда отслеживает положение вала и по запросу от контроллера передаёт эту информацию в систему управления.

Преимущества абсолютного энкодера:

  • — высокое разрешение (262144 имп/об),
  • — многооборотность (способен фиксировать положение вала до 1800 оборотов),
  • — автономность (не требуется питания от батарейки как для других абсолютных энкодерах),

Система с шаговым двигателем без энкодера

Система с шаговым двигателем с абсолютным энкодером

Шаговые двигатели серии AZ выпускаются в нескольких типоразмерах: от 20 до 90 мм и могут быть оборудованы редукторами различных типов: цилиндрическим, планетарным и волновым.

В серии AZ предлагается несколько вариантов драйвера шагового двигателя: с питанием постоянным или переменным током, а также со встроенным контроллером движения.Кроме того, двигатели серии AZ могут устанавливаться на другие устройства компании Oriental Motor:

на модули перемещения EAS и EZS, электроцилиндры EAC и поворотные столы DGII.

Скачать документацию на серию AZ шаговых двигателей с абсолютным энкодером можно на соответствующей странице нашего сайта.

Моторы с энкодерами и редукторами

Фото 2

Коллекторные электродвигатели постоянного тока с датчиками угла поворота и редукторами.

Куплены приводы были у Shenzhen ASLONG Motor Co., Ltd

Ссылка на сами моторы: https://ru.aliexpress.com/item/JGB37-520B-With-encoder-Gear-motor-DC-gear-motor-Encoder-speed-with-encoder-A-B-phase/32698299894.html

По этой ссылке продается несколько различных вариантов приводов.

Основные отличия в частоте вращения выходного вала и развиваемом моменте.

Можно подобрать наиболее подходящий для своего проекта.

Купленные мной моторы должны работать в диапазоне от 6 до 15 вольт. Но рекомендуется эксплуатация при 12 вольтовом питании. При этом без нагрузки мотор будет потреблять 120 миллиампер и обороты выходного вала составят 111 в минуту. Под нагрузкой мотору потребуется 350 миллиампер при моменте в 3.4 килограмма на сантиметр и 88 оборотах в минуту. Мощность на выходе должна составить 3 ватта. КПД получается 0.7 = (3.0 / (12.0 * 0.350). При заблокированном вале потребляемый ток достигнет 1 ампера, а момент увеличится до 13 килограмм на сантиметр. Редуктор имеет передаточное отношение 1 к 90 и длину в 24 миллиметра. Масса мотора с энкодером и редуктором составляет около 188 грамм.

Энкодер состоит из многополюсного магнита закрепленного на валу электродвигателя и платки с двумя датчиками холла припаянной к выводам мотора. Схема платки довольно проста.

IC1, IC2 — датчики холла. Судя по всему, внутренняя структура датчиков схожа с A3144. R1, R2 — подтягивающие резисторы на 3300 ом. R3 — токоограничительный резистор на 3300 ом. LED1 — красный индикаторный светодиод.

Два датчика холла нужно для того, чтобы была возможность определения направления вращения вала мотора.

Проверить работу энкодера можно с помощью совсем простой схемы.

На один оборот вала электродвигателя получается по 11 импульсов с каждого датчика холла.

Таким образом на один оборот выходного вала будет 990 импульсов.

Это один импульс на 0.36 градуса.

360.0 / (11.0 * 90.0) = 0.3636

При 111 оборотах в минуту получается 546 микросекунд между двумя импульсами.

(1.0 / (990.0 * (111.0 / 60.0))) * 1000000.0 = 546.0

Скажу несколько слов о подключении. В комплекте уже есть кабель с разъемом. И контакты разъема на платке подписаны.

У меня всё выглядит так:M1 — зеленый провод,GND — оранжевый провод,C1 — желтый провод,C2 — белый провод,3.3V — красный провод,M2 — черный провод.

Подключается всё согласно нижеизложенным инструкциям.

M1, M2 — питание двигателя (12 вольт).GND, 3.3V — питание датчика.C1, C2 — данные датчика.

Устройство китайское. Поэтому перед подключением стоит его проверить. Хотя бы омметром.

Подведу итог. В общем решение не плохое. Однако сейчас можно найти вариант с бесколлекторным двигателем постоянного тока. Такой привод лучше, но существенно дороже.

Шаговые двигатели Leadshine с установленным энкодером

Шаговые двигатели Leadshine с энкодером

На нашем сайте вы можете купить шаговые двигатели Leadshine с интегрированным энкодером высокого разрешения. Их преимущества: высокая точность, низкий нагрев, плавное вращение вала. Для их использования необходим специальный драйвер с поддержкой энкодера. Поддерживается и работа с обычными драйверами, в таком случае будет отсутствовать точный контроль ротора. Мы осуществляем техническую поддержку и постпродажное обслуживание. По всем возникшим вопросам звоните по контактному телефону или пишите на электронную почту.

Шаговый двигатель 86×140мм, 2 фазы, 80кг.см, вал 14мм, ток 6А, шаг 1.8°, 0.44R, 1000PPR

Шаговый двигатель 57×97мм, 3 фазы, 20кг.см, вал 8мм, ток 5.8А, шаг 1.2°, 0.62R, 1000PPR. Управляется только драйверами Leadshine ES-D508 и Hyperdrive HDS556.

Шаговый двигатель 86×173мм, 3 фазы, 80кг.см, вал 14мм, ток 3А, шаг 1.2°, 2.34R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Шаговый двигатель 110×161мм, 3 фазы, 120кг.см, вал 19мм, ток 4.2А, шаг 1.2°, 1.2R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Шаговый двигатель 110×245мм, 3 фазы, 200кг.см, вал 19мм, ток 5.2А, шаг 1.2°, 1.88R, 1000PPR. Управляется только драйвером Leadshine ES-Dh3306.

Обращаем Ваше внимание, что цены на товары и услуги не являются публичной офертой. Информация о товаре, услугах и ценах носит исключительно информационный характер. Актуальную стоимость и наличие товара и услуг просьба уточнять дополнительно в офисах продаж.

Шаговые двигатели с энкодером Комментировать

Использование шаговых двигателей в комплекте с энкодерами позволяет создавать на простой схеме, включающей в себя непосредственно шаговый двигатель и контроллер шагового двигателя полноценный сервопривод, который, при высокой функциональности и надёжности, будет значительно более дешёвым и простым в управлении, чем сервопривод на основе бесколлекторного двигателя. Совмещающий в себе все основные преимущества ШД с простотой настроек и обслуживания, такой сервопривод отличается высокой точностью позиционирования и полностью удовлетворяет потребностям широкого круга пользователей устройств такого типа, от моделистов до операторов станочного оборудования.

Преимущества сервоприводов на базе шаговых двигателей

Поскольку шаговый двигатель изначально отличается высокой точностью позиционирования (200 или 400 шагов на оборот +-5%), что является одним из основных его конкурентных преимуществ, традиционно считается, что установка энкодера на двигатель такого типа не является необходимостью. Однако практика доказывает, что даже при использовании самого надёжного контроллера возможен пропуск шагов, который может стать следствием целого ряда причин, таких, как:

– повышенная нагрузка;
– поперечная нагрузка;
– высокий резонанс;
– некорректное генерирование импульсов контроллером и т.д;

По сути, при использовании схемы ШД+контроллер даже такие незначительные неполадки, как перебои в подаче питания контроллеру могут стать причиной серьёзного сбоя: система управления теряет точку отсчёта, и, в отсутствии обратной связи, возвращение шагового двигателя к изначальному положению становится невозможным.

Использование шагового двигателя с энкодером позволяет решить вышеотмеченную проблему: при пропуске шагов или перебоях питания с помощью энкодера осуществляется возврат ШД к нужной точке, что позволяет продолжить корректную работу оборудования по заданной программе. Кроме того, применение энкодера позволяет дополнительно повысить точность позиционирования шагового двигателя, поскольку разрешающая способность энкодеров может достигать 2000 импульсов на оборот. Благодаря этим преимуществам сервоприводы на основе шаговых двигателей довольно часто применяются в сложном станочном оборудовании.

Купить шаговый двигатель с энкодером в Stepmotor

В каталоге Stepmotor представлен широкий выбор шаговых двигателей и энкодеров, что позволяет подобрать наилучшим образом подходящий сервопривод на основе ШД для оборудования любого типа. Если вы решили купить ШД с энкодером в наличии по доступной цене на нашем сайте, внимательно ознакомьтесь с характеристиками интересующих вас устройств и непременно убедитесь в том, что подобранные вами устройства совместимы. При возникновении вопросов по подбору оборудования, вы всегда можете проконсультироваться у технического специалиста по телефонам 8 800 5555 068 — по России (звонок бесплатный), в Москве +7 (495) 308-38-48, в СПб +7 (812) 953-07-32) или воспользовавшись формой обратной связи.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector