Шаговый двигатель схема для запуска

Шаговый двигатель схема для запуска

Запуск шагового двигателя без электроники

У любого радиолюбителя часто скапливается не мало различной оргтехники, которая вышла из строя. Выбрасывать я её ни кто не решается, так как из ее внутренностей можно сделать что ни будь полезное или выпаять некоторые детали. К примеру: шаговый двигатель, который так распространен, обычно используется любителями самоделок как мини генератор для фонарика или для чего то ещё. Но я практически никогда не видел, чтобы его использовали именно как двигатель для преобразования электрической энергии в механическую. Это и понятно: для управления шаговым двигателем нужна электроника и его просто так к напряжению не подключишь.

Но оказывается что данное мнение является ошибочным. Шаговый двигатель от принтера или от другого устрой устройства, можно легко запустить от переменного тока.

Для эксперимента использовался вот такой шаговый двигатель:

Обычно у них четыре вывода и две обмотки, в большинстве случаев, но есть и другие конечно. В данном случае будет рассмотрен самый ходовой двигатель.

Схема шагового двигателя

Схема обмоток данного двигателя выглядит вот так:

Она очень похожа на схему обычного асинхронного двигателя.

Для запуска двигателя понадобится:

  • Электролитический конденсатор 470-3300 мкФ.
  • Источник переменного тока 12 Вольт.

Замыкаем обмотки последовательно, как на схеме ниже.

Середину проводов нужно скрутить и спаять.

Подключаем конденсатор одним выводом к середине обмоток, а вторым выводом к источнику питания на любой контакт. Фактически электролитический конденсатор будет параллелен одной из обмоток.

Подаем питание и двигатель начинает крутиться.

Если перекинуть вывод конденсатора с одного выхода питания на другой, то вал двигателя начнет вращаться в другую сторону.

Все достаточно просто. Принцип работы этой схемы очень прост: конденсатор формирует сдвиг фаз на одной из обмоток, в результате обмотки работают почти попеременно и шаговый двигатель крутится.

Единственные минус заключается в том, что обороты двигателя невозможно регулировать. Увеличение или уменьшение питающего напряжения ни к чему не приведет, так как обороты задаются частотой сети.

Хотелось бы добавить, что в данном примере используется конденсатор постоянного тока, что является не совсем правильным вариантом. И если вы решитесь использовать такую схему включения, берите конденсатор переменного тока. Его так же можно сделать самому, включив два конденсатора постоянного тока встречно-последовательно.

Сморите видео

Сравнение двухфазных и трёхфазных микрошаговых двигателей

Шаговые двигатели сегодня применяются в различных сферах: машиностроение, станкостроение, электроника и другие виды деятельности. Шаговый двигатель представляет собой синхронный электродвигатель, основными элементами которого являются статор, ротор и обмотки возбуждения. Приведение ротора в движение, происходит при последовательном запуске обмоток, это приводит к дискретным угловым смещением, определяемым типом и характеристиками микрошагового двигателя.

Режим микрошага осуществляется при управлении током обмоток микрошагового двигателя. Выбирая значения токов в обмотках можно зафиксировать ротор в промежуточном положении между шагами. За счёт этого повышается плавность хода ротора и можно достичь очень высоких значений по точности. На сегодняшний день, миркошаговые двигатели позволяют увеличить точность в десятки раз.

Читать еще:  Грубо работает дизельный двигатель

Преимущества микрошаговых двигателей для станков с ЧПУ:

  • Микрошаговые двигатели в разы дешевле, чем серводвигатели.
  • Простота в коммутации (многие программы написанные для ЧПУ станков — подходят).
  • Более простые по конструктиву, в случае поломки, ремонт происходит довольно быстро и дёшево.
  • Большой срок службы


К недостаткам применения микрошагового двигателя относятся:

  • Может возникать резонансный эффект и проскальзывание шагового двигателя;
  • Нет обратной связи с ЧПУ;
  • Расходуемая электроэнергия не зависит от наличия или отсутствия нагрузки;
  • Сложности управления из-за особенности схемы;

Сравнение двухфазных и трёхфазных шаговых двигателей

Наиболее распространенные шаговые двигатели – двухфазные и трёхфазные. И зачастую, при выборе лазерного станка или фрезерного станка с ЧПУ, встаёт вопрос, с какими шаговыми двигателями взять станок?
Двухфазный шаговый двигатель является более оптимальным вариантом в 90 % случаев и имеют больше. Объясняется это следующими факторами:

  • более простая и надёжная схема устройства
  • подходит под большинство драйверов для станков с ЧПУ
  • двигатели и драйвера к ним стоят меньше, чем трёхфазные

Трёхфазные двигатели имеют большую дискретность шага, но разница минимальна. При выборе станка гораздо большее значение имеет сам конструктив оборудования, так как именно от этого зависит общая точность. Шаговый двигатель влияет на точность только в совокупности с остальными частями лазерного или фрезерного станка. Качество шагового двигателя не определяется углом шага.

Так, например, при рассмотрении двух одинаковых станков с одинаковой кинематикой, простая установка качественного редуктора 1/20 позволяет добиться на двигателе с шагом 1,8 градуса точности в разы большей, чем на двигателе с шагом 0,9 градуса. Качество шагового двигателя определяют такие моменты, как качество сборки, биение на валах, люфт на валах и погрешность на шаг.

Подводя итог – двухфазные двигатели, на сегодняшний день являются более оптимальным выбором, ввиду названных выше факторов.

Как вырабатывать цифровые импульсы, используя 555 таймер IC для шагового двигателя? [закрыто]

Виджей

Мне нужно запустить биполярный шаговый двигатель с 555 таймером IC.

Существует ли какая-либо простая схема для генерации импульсов для вращения шагового двигателя по часовой стрелке, против часовой стрелки с желаемой скоростью?

Если имеется много моделей 555 микросхем, укажите также тип или номер модели.

И я также хочу знать, что внутри IC и как она работает.

Могу ли я использовать вышеуказанную схему?

Крис Страттон

Олин Латроп

Управление шаговым двигателем намного больше, чем просто генерация фазовых импульсов. Вы должны учитывать ускорение, замедление, максимальную скорость и создание правильных перекрывающихся фаз катушки для направления, в котором вы хотите идти. Как только у вас есть импульсы, их все равно необходимо усилить для возбуждения реальных катушек.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя бмв е46 м43

Управление шаговым двигателем — отличная работа для микроконтроллера. Это может выполнять всю логику, описанную выше, плюс может взаимодействовать с остальной частью системы, чтобы узнать, что должен делать шаговый двигатель. Так как микро будет выдавать только цифровые логические сигналы, не отличающиеся от таймера 555, вам потребуется силовая электроника для управления катушками. В зависимости от того, как катушки подключены, это может быть набор драйверов с низкой стороны или, возможно, H-мосты. Драйверы низкого уровня можно довольно легко сделать с дискретными транзисторами, особенно при низком напряжении. Доступны микросхемы драйвера H-моста, которые принимают входы цифрового логического управления и соответственно управляют линиями катушки.

Виджей

Дэйв Твид

TE555-1 — это не аналоговый чип таймера, с которым все знакомы; это на самом деле запрограммированный 8-контактный MCU от Talking Electronics

Путаница, кажется, по крайней мере, несколько преднамеренная со стороны Колина Мичелла, владельца сайта.

Крис Страттон

Вы должны быть в состоянии использовать 555 в сочетании с L297 и L298 для привода небольших (размером с дисковод гибких дисков и немного больше) шаговых двигателей.

Несмотря на то, что Олин прав в отношении ускорения в случаях средней и высокой производительности, для сравнительно медленных скоростей и небольших нагрузок вы можете просто начать выдавать шаговые импульсы с 555. Решения с микроконтроллером секвенсора действительно имеют много преимуществ: по стоимости, пространству на плате, профилированию движения, и гибкость, однако некоторые микросхемы могут быть полезны для их способности модулировать потенциально сложные части проблемы, такие как ШИМ (прерывистое) текущее регулирование — то, что может быть сделано в программном обеспечении, но может добавить много сложностей в учебный проект ,

Темы, такие как последовательность импульсов для шагового двигателя, внутренняя работа 555 и т. Д., Описаны в многочисленных ссылках, которые найдет любая поисковая система. Формат вопросов и ответов лучше подходит для проблем, которые остаются после некоторых исследований.

Управление шаговым двигателем с помощью MATLAB и Arduino

Шаговые двигатели представляют собой бесколлекторные (бесщёточные) электродвигатели постоянного тока, которые вращаются небольшими дискретными шагами и являются лучшим выбором для многих приложений, в которых требуется прецизионное (точное) управление чем либо. Также шаговые двигатели обеспечивают большой крутящий момент на низких скоростях, что крайне полезно во многих системах позиционирования и управления скоростью.

Ранее на нашем сайте мы уже рассматривали управление с помощью математической системы MATLAB и платы Arduino электродвигателем постоянного тока и сервомотором, а также проект автоматизации дома с помощью MATLAB и Arduino. В этой же статье мы рассмотрим управление шаговым двигателем с помощью системы MATLAB и платы Arduino. Если вы начинающий в этой тематике, то вначале рекомендуем ознакомиться со статьей про простое мигание светодиодом с помощью MATLAB и Arduino.

Читать еще:  Газель 405 двигатель троит на ходу

Режимы функционирования шагового двигателя

Прежде чем переходить к написанию программы для управления шаговым двигателем рассмотрим немного основные принципы его работы. Статор шагового двигателя состоит из различных пар катушек, каждая пара катушек может возбуждаться различными методами, в связи с чем возможно несколько режимов функционирования шагового двигателя.

Режим полного шага (Full Step Mode)

В этом режиме мы можем совершить полный оборот оси шагового двигателя (на 360°) с помощью минимального числа шагов. Но это приводит к меньшей инертности системы и вращение будет не очень гладким. Режим полного шага разделяют на следующие два режима: однофазный и двухфазный режим.

1. Однофазный режим. В этом режиме в каждый конкретный момент времени возбуждается (запитывается) только один контакт (фаза) шагового двигателя. Это позволяет совершить полный оборот за меньшее число шагов. Поскольку число шагов маленькое, то и потребление тока в этом режиме также очень низкое. В следующей таблице показана последовательность запитывания контактов (фаз) для 4-х фазного шагового двигателя.

Шаг Phase 1 (Blue) Phase 2 (Pink) Phase 3 (Yellow) Phase 4 (Orange)
1 1
2 1
3 1
4 1

2. Двухфазный режим. В этом режиме две фазы (провода) шагового двигателя работают как одна фаза. Для полного оборота двигателя здесь, как и в предыдущем однофазном режиме, требуется такое же количество шагов, но, поскольку в этом режиме запитываются сразу две фазы, то это позволяет обеспечить больший крутящий момент и потенциально более высокую скорость вращения. Как следствие, в этом режиме возрастает и энергопотребление шагового двигателя.

Шаг Phase 1 (Blue) Phase 2 (Pink) Phase 3 (Yellow) Phase 4 (Orange)
1 1 1
2 1 1
3 1 1
4 1 1

Режим половины шага (Half Step Mode)

Этот режим является комбинацией рассмотренных однофазного и двухфазного режимов и позволяет объединить достоинства этих режимов.

В этом режиме для полного оборота двигателя нам уже необходимо совершить 8 шагов, а не 4 как в предыдущих рассмотренных режимах. В следующей таблице показана последовательность запитывания контактов (фаз) для 4-х фазного шагового двигателя для этого режима.

Шаг Phase 1 (Blue) Phase 2 (Pink) Phase 3 (Yellow) Phase 4 (Orange)
1 1
2 1 1
3 1
4 1 1
5 1 1
6 1
7 1 1
8 1

В этой статье мы рассмотрим двухфазный режим шагового двигателя в режиме полного шага – он обеспечивает более высокую скорость вращения, а трудоемкость его программирования меньше по сравнению с режимом половины шага. Но по аналогии, изменив код программы, вы можете использовать любой из рассмотренных режимов шагового двигателя.

Более подробно об шаговых двигателях можно узнать из статьи про управление шаговым двигателем с помощью Arduino и потенциометра.

Создание графического интерфейса в MATLAB для управления шаговым двигателем

Чтобы в MATLAB запустить графический интерфейс пользователя (GUI — Graphical User Interface) напечатайте в окне команд:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector