Шаговый двигатель - что это и как им управлять?
Шаговые двигатели (далее ШД) используются в приводах и позиционирующих системах. у них довольно простая конструкция,поэтому у них невысокая цена и высокая надёжностью.
Для примения ШД не требуются дорогие и сложные системы управления. нет необходимости в устройствах контроля скорости и положения. главный недостаток отсутстие обратной связи. т.е возможнао накоплении ошибки при заклинивании привода.
в начале эпохи ШД имели малое количество шагов и имели большие габариты. но в настоящий момент технологии не стоят на месте. шаговые двигатели стали компактнее. поэтому расширилось их применение.
Все шаговые двигатели можно разделить на три вида
Реактивные:
реактивный ШД в разрезе.
а) трехфазный б) четырёхфазный.
На постоянных магнитах:
Четырехфазный ШД на постоянных магнитах в разрезе.
Гибридные
Схема гибридного ШД:
1 - магнитопровод статора, 2 - обмотки, 3 - магнитопровод ротора, 4 - обмотка статора, 5 - постоянный магнит.
Схема ротора гибридного ШД:
1 - шихтовая сталь, 2- постоянный магнит.
наиболее доступными и популярными являются гибридные ШД. дркгие дплее не будем расматривать.
Расмотрим как управлять. Бывает одно и двухфазное возбуждение. В дальнейшем мы рассматривать четырехфазный ШД т.к. в трехфазных аналогично.
Инерция ротора - один из недостатков ШД. т.е. при остановке в определенном положении ротор стремится "пролететь" дальше. из-за этого возникает зозбуждение в обмотке - броски тока. поэтому для их гашения устанавливают токо отводящие диоды. Существует два режима управления - полный шаг и полу шаг (еще круче микрошаг). с полным шагом все понятно: поочередно импульсы подаются на каждую обмотку.
В режиме полушага: ток подается на обе соседние обмотки, поэтому ротор зависает между полюсами - ротор делает половинный шаг.
Как оно там происходит видно на рисунке ниже:
В режиме микро шага еще сложнее: ток на соседние обмотки подается дозированно. например 25% на одну и 75% на другую.
Сравнение однофазного, двухфазного и полушагового управления:
а) однофазное; б) двухфазное; в) полушаговое.
Это все теории. как же заставить его крутиться.
берем плата (драйвер) ULN 2003, как самый простой. мах отк для него 0.5А
данная плата имеет четыре входа - этои есть фазы ШД (условно). для вращения ротора ШД надо попеременно подвать +5в на каждый вход.
"бегущая еденица". берем кабель ЛПТ и подключает 2 3 4 5 пины кабеля ЛПТ к данной схеме
качаем программу ARV Research - Full LPT - плагин Hardware Control запускаем. устанавливаем включение пинов LPT как показано на рисунке.
и запускаем Play и Ура!!! двигатель сделал 4 шага.
далее зацикливаем программу и запускаем.
Удачи в дальнейших экспериментах.
в начале эпохи ШД имели малое количество шагов и имели большие габариты. но в настоящий момент технологии не стоят на месте. шаговые двигатели стали компактнее. поэтому расширилось их применение.
Все шаговые двигатели можно разделить на три вида
Реактивные:
реактивный ШД в разрезе.
а) трехфазный б) четырёхфазный.
На постоянных магнитах:
Четырехфазный ШД на постоянных магнитах в разрезе.
Гибридные
Схема гибридного ШД:
1 - магнитопровод статора, 2 - обмотки, 3 - магнитопровод ротора, 4 - обмотка статора, 5 - постоянный магнит.
Схема ротора гибридного ШД:
1 - шихтовая сталь, 2- постоянный магнит.
наиболее доступными и популярными являются гибридные ШД. дркгие дплее не будем расматривать.
Расмотрим как управлять. Бывает одно и двухфазное возбуждение. В дальнейшем мы рассматривать четырехфазный ШД т.к. в трехфазных аналогично.
Инерция ротора - один из недостатков ШД. т.е. при остановке в определенном положении ротор стремится "пролететь" дальше. из-за этого возникает зозбуждение в обмотке - броски тока. поэтому для их гашения устанавливают токо отводящие диоды. Существует два режима управления - полный шаг и полу шаг (еще круче микрошаг). с полным шагом все понятно: поочередно импульсы подаются на каждую обмотку.
В режиме полушага: ток подается на обе соседние обмотки, поэтому ротор зависает между полюсами - ротор делает половинный шаг.
Как оно там происходит видно на рисунке ниже:
В режиме микро шага еще сложнее: ток на соседние обмотки подается дозированно. например 25% на одну и 75% на другую.
Сравнение однофазного, двухфазного и полушагового управления:
а) однофазное; б) двухфазное; в) полушаговое.
Это все теории. как же заставить его крутиться.
берем плата (драйвер) ULN 2003, как самый простой. мах отк для него 0.5А
данная плата имеет четыре входа - этои есть фазы ШД (условно). для вращения ротора ШД надо попеременно подвать +5в на каждый вход.
"бегущая еденица". берем кабель ЛПТ и подключает 2 3 4 5 пины кабеля ЛПТ к данной схеме
качаем программу ARV Research - Full LPT - плагин Hardware Control запускаем. устанавливаем включение пинов LPT как показано на рисунке.
и запускаем Play и Ура!!! двигатель сделал 4 шага.
далее зацикливаем программу и запускаем.
Удачи в дальнейших экспериментах.
