Litekauto.ru

Авто Сервис
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем регулировать скорость шагового двигателя

Шаговый двигатель с управлением

Эта модель показывает, как использовать Драйвер Шагового двигателя, и Шаговый двигатель блокируется вместе, чтобы реализовать управляемый шаговый двигатель постоянного магнита. Модель обеспечивает два параметра контроллера: один, чтобы управлять положением и один, чтобы контролировать скорость. Чтобы изменить тип контроллера, щелкните правой кнопкой по блоку Controller, выберите Variant-> использование Override-> и выберите Position или Speed.

Степпер имеет полный размер шага 1,8 градусов. В модели управления положения вход Ref является желаемым количеством шагов. В режиме регулировки скорости вход Ref является желаемым количеством шагов в секунду.

Эта модель является системной моделью, подходящей для изучения динамики степпера и уменьшится ли угол шага при управлении данной загрузкой. Это может также использоваться, чтобы настроить контроллер степпера, чтобы улучшать шаговую производительность. Часто контроллер или частично или полностью реализован на стандартном контроллере степпера модуль.

Альтернатива для реализации алгоритма на микропроцессоре (таком как PIC) дает большую гибкость, и микропроцессор может также использоваться, чтобы управлять другими частями полной системы. В этом случае части Блока драйверов Шагового двигателя могут также быть реализованы в на микропроцессоре, оставив только этап усилителя мощности в аналоговой электронике.

Модель

Результаты симуляции от Simscape Logging

Контрольный тест положения

Угол вала двигателя по сравнению с сигналом спроса. Алгоритм управления положения принимает команду положения как многие шаги и преобразует ее в последовательность импульсов, которая управляет драйвером шагового двигателя. Скачки на графике скорости вращения происходят, когда вал приспосабливается к своему положению, которым управляют.

Тест регулировки скорости

Графики ниже показа угол вала двигателя по сравнению с сигналом спроса. Алгоритм регулировки скорости принимает команду скорости как многие шаги в секунду и преобразует ее в последовательность импульсов, которая управляет драйвером шагового двигателя. Скачки на графике скорости вращения происходят, когда вал приспосабливается к текущему шагу.

Читайте так же:
Отвертка для регулировки карбюратора хускварна 137

График ниже показов, как состояния контактов на драйвере степпера влияют на движение шагового двигателя. Драйвер инициирует шаг каждый раз, когда сигнал ENA повышается выше Разрешать порогового напряжения.

Типы электродвигателей

в электродвигатели можно выделить следующие типы:

  • Двигатель постоянного или постоянного тока: Двигатели постоянного тока работают с этим типом тока, как следует из названия. Они могут иметь мощность от нескольких мВт до нескольких мВт в самых мощных и крупных, которые используются в промышленных приложениях, транспортных средствах, лифтах, конвейерах, вентиляторах и т. Д. Его скорость вращения (об / мин) и крутящий момент можно регулировать в соответствии с подачей.
  • Двигатель переменного или переменного тока (асинхронный и с фазным ротором): они работают с переменным током, с очень специфическим ротором, который работает благодаря фазам, которые этот тип тока вносит, чтобы генерировать вращение посредством магнитного отталкивания электромагнита аналогично тому, как это делают роторы постоянного тока. Они очень дешевые и доходят до нескольких кВт. У них можно регулировать скорость вращения, но элементы регулирования дороже, чем у постоянного тока. Их часто используют для бытовой техники.
  • Шаговый двигатель— Также известные как степперы, они во многом похожи на DC, но с низкими скоростями вращения и мощностью. Здесь выделяется позиционирование осей, то есть точность их установки в определенное положение. Их угол поворота и скорость можно сильно контролировать, поэтому раньше они использовались в дисководах для гибких дисков, жестких дисках (HDD), роботах, в системах автоматизации процессов и т. Д.
  • Серводвигатель: можно сказать, что это эволюция шагового двигателя, работающего с малой мощностью и скоростью, в некоторых случаях доходящей до 7000 об / мин. Этот двигатель включает в себя редукторную коробку и цепь управления. Они обладают той же точностью позиционирования, что и шаговые, и очень стабильны с точки зрения приложенного крутящего момента, что делает их идеальными для некоторых роботов и промышленных приложений.
Читайте так же:
Что означает синхронизация времени

Шаговые двигатели и серводвигатели

ротор и статор

Вы уже знаете, что это за два типа электронных двигателей, но я хотел бы кое-что сказать. больше о степперах. Они делают поворот не непрерывно, а небольшими шагами, отсюда и их название. Ротор (часть, которая вращается) имеет форму зубчатого колеса, а статор (часть, которая не вращается) состоит из чередующихся поляризованных электромагнитов. Таким образом, когда кто-то «активирован», те, что на его сторонах, не активируются, что притягивает зуб ротора к нему, обеспечивая точное продвижение, которым они характеризуются.

В зависимости от зубья ротора, можно будет более-менее продвигаться по очереди. Если у вас больше зубов, для завершения поворота потребуется больше шагов, но шаги будут короче, поэтому это будет более точный двигатель. Если у вас мало зубов, шаги будут более резкими и не столь точными. Следовательно, шаги, которые должен будет сделать шаговый двигатель для завершения поворота, будут зависеть от угловых шагов.

Эти шаги угловые стандартизированы, хотя встречаются и моторы с нестандартным шагом. Углы обычно составляют: 1.8º, 5.625º, 7.5º, 11.25º, 18º, 45º и 90º. Чтобы вычислить, сколько шагов нужно шагому двигателю, чтобы совершить полный оборот (360º), вам просто нужно разделить. Например, если у вас шаговый двигатель 45º, у вас будет 8 шагов (360/45 = 8).

отжим с уклоном (фаза)

Среди этих двигателей у вас есть однополярный (самый популярный) с 5 или 6 кабелями или биполярный с 4 кабелями. В соответствии с этим будет осуществляться то или иное поляризационные последовательности пропускающий ток через его катушки:

  • Поляризация для биполярный:
  • Для униполярный:

Операция в обоих случаях одинакова: поляризация катушек притягивает ротор к тому месту, где вы хотите разместить ось. Если ты хочешь держите его в одном положении, вы должны поддерживать поляризацию для этой позиции и вуаля. И если вы хотите, чтобы он двигался вперед, вы поляризуете следующий магнит, и он сделает еще один шаг, и так далее .

Читайте так же:
Регулировка суппорта дискового тормоза

Если вы используете серводвигатель, вы уже знаете, что это в основном шаговый двигатель, поэтому все сказанное работает и для них. Единственное, что включает в себя эти редукторы, чтобы получить намного больше шагов за оборот и, следовательно, иметь гораздо более высокую точность. Например, вы можете найти двигатель с 8 ступенями на оборот, если бы у него была коробка передач 1:64, поскольку это означает, что каждая ступень из этих восьми подразделяется на 64 меньших шага, что дает максимум 512 шагов на оборот. То есть каждый шаг будет около 0.7º.

Также добавьте, что вам следует использовать контроллер с помощью которого можно управлять поляризацией, скоростью и т. д., например, с помощью H-моста. Некоторые модели — L293, ULN2003, ULQ2003 и т. Д.

Dónde Comprar

Вы купить на различных интернет-сайтах или в специализированных магазинах электроники. Также, если вы новичок, вы можете использовать комплекты, включающие все необходимое и даже тарелку. Arduino UNO и руководство, чтобы начать экспериментировать и создавать свои проекты. Эти комплекты включают в себя все, что вам нужно, от самого двигателя, контроллеров, плат, макетов и т. Д.

Принцип работы шагового двигателя

Состоит это электромеханическое устройство из статора, где размещены катушки возбуждения, и вращающейся части с постоянными магнитами или обмотками. Такая конструкция ротора обеспечивает его фиксацию после отработки управляющей команды.

На статоре расположено несколько обмоток. При подаче напряжения на катушку, под воздействием магнитного поля ротор поворачивается на определенный угол в соответствии с пространственным положением обмотки. При ее обесточивании и подаче управляющего сигнала на другую катушку вращающаяся часть электродвигателя занимает другую позицию. Каждый поворот вала соответствует углу шага. При обратной последовательности подачи напряжения на катушки ротор вращается в противоположном направлении.

Читайте так же:
Карбюратор с автоматической регулировкой оборотов

Для поворота ротора на меньший угол одновременно включаются 2 обмотки. Количество шагов ограничено и зависит от числа полюсов статора электромотора. Для обеспечения плавного вращения ротора на катушки статора подают разные токи, разность которых определяет положение ротора. Такой способ управления позволяет снизить дискретность и увеличить количество шагов до 400.

К числу недостатков шаговых двигателей можно отнести довольно низкую скорость, пропуск шагов при высокой (выше расчетной) нагрузке на валу, снижение момента при высокой частоте вращения и большое время разгона.

Шаговые двигатели

Преимущества сервоприводов

  • Мощность серводвигателей может достигать 15 кВт, в то время как мощность шагового электродвигателя, как правило, не превышает 1 кВт.
  • Бесшумность работы благодаря принципу действия и сверхточному исполнению конструкции.
  • Скорость вращения в сервоприводах может достигать 10000 об/мин, в некоторых случаях и больше. У шаговых двигателей номинальная скорость вращения обычно не превышает 1000 об/мин вследствие падения момента и увеличения вероятности ошибок.
  • Высокая энергоэффективность. Потребляемая мощность сервопривода пропорциональна нагрузке на валу. Для шагового электродвигателя потребляемая мощность одинакова вне зависимости от нагрузки.
  • Наличие обратной связи обеспечивает точной информацией о повороте вала в любой момент времени. В шаговых двигателях возможно проскальзывание при перегрузке, накопление ошибки и потеря позиционирования.
  • Большая плавность хода. В шаговых двигателях добиться плавности можно только путем применения специальных методов управления.

Полезная информация о шаговых двигателях

По сути шаговый двигатель представляет из себя зубчатое колесо, которое взаимодействует с электромагнитной катушкой и вращается на определенный шаг.

Питая катушки в определенном порядке, двигатель начинает вращать ротор. Количество шагов, которое имеет двигатель на 360 градусов поворота фактически равняется количеству зубцов.

Двигатель, который мы используем имеет 48 шагов, но в нем также установлен редуктор 1:16. В результате мы получаем 16×48=768 шагов.

Читайте так же:
Как регулируют карбюраторы на заводе

В данном примере мы не используем красный кабель для общего подключения. Используя этот кабель вы можете добиться питания левой или правой части каждой отдельной катушки и реализовать эффект реверса потока электричества не меняя направление с помощью электроцепи.

Так как мы используем чип L293D, который обеспечивает реверс тока в цепи, общее подключение нам не нужно. Мы можем спокойно запитывать полностью каждую катушку.

Плавный пуск асинхронных электродвигателей

АД кроме безусловных преимуществ, обладают существенными недостатками. Это рывок на старте и большие пусковые токи, в 7 раз превышающие номинальные. Для мягкого старта электродвигателя используются следующие методы:

  • переключение обмоток по схеме звезда – треугольник;
  • включение электродвигателя через автотрансформатор;
  • использование специализированных устройств для плавного пуска.

В большинстве частотных регуляторов есть функция плавного пуска двигателя. Это не только снижает пусковые токи, но и уменьшает нагрузки на исполнительные механизмы. Поэтому регулирование частоты и плавный пуск довольно сильно связаны между собой.

Характеристики

Так как шаговый двигатель не предназначен для непрерывного вращения в его параметрах не указывают мощность. Шаговый двигатель — маломощный двигатель по сравнению с другими электродвигателями.

Одним из определяющих параметров шагового двигателя является шаг ротора, то есть угол поворота ротора, соответствующий одному импульсу. Шаговый двигатель делает один шаг в единицу времени в момент изменения импульсов управления. Величина шага зависит от конструкции двигателя: количества обмоток, полюсов и зубьев. В зависимости от конструкции двигателя величина шага может меняться в диапазоне от 90 до 0,75 градусов. С помощью системы управления можно еще добиться уменьшения шага пополам используя соответствующий метод управления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector