#1
Безусловно, гораздо легче приобрести эту важнейшую составляющую любого электромеханизма в уже готовом виде, но в таком случае следует быть готовым к довольно серьезным расходам. Кроме того, в этом нет никакого творческого процесса, в то время, как сборка шарового двигателя своими руками поможет закрепить уже имеющиеся навыки в этом деле, а также разобраться в самом устройстве и при необходимости проводить в дальнейшем его ремонтные работы практически любой сложности. Но прежде чем приступить к подробному описанию хода работы, целесообразно указать принцип действия и классическую комплектацию шарового двигателя, который, в свою очередь, условно делится на три основных типа (переменный тип, двигатель с постоянным магнитом, а также гибридный синхронный двигатель). При этом вполне естественно, что изготовить кустарным методом получится только самую примитивную конструкцию из всех перечисленных выше.
#2
Работа шарового двигателя вне зависимости от его типа начинается в тот момент, когда на клеммы поступает напряжение, в результате чего начинают вращаться встроенные в его корпус щетки. Что касается электромагнитов, то они способны приходить в действие от внешней цепи, преобразуемой в специальном микроконтроллере (данную деталь можно приобрести в уже готовом виде или позаимствовать вместо нее подходящий блок питания у какого-нибудь утратившего свою актуальность прибора или устройства). Вся уникальность подобного изобретения заключается в том, что активизированный электромагнит способен притягивать к себе зубчатое колесо, в результате чего получается привести в движение вал двигателя. Фокус также состоит в том, что при выключении одного электромагнита автоматически должно осуществляться включение другого, и так по очереди.
#3
Цикл работы одного электромагнита рассчитан на пол оборота рабочего вала, в результате чего шестеренка механизма начинает полноценно вращаться. Что касается автоматизации процесса, то контроль за нормальным функционированием шарового двигателя можно обеспечить только посредством установки специального драйвера и в этом вопросе лучше не мудрить, а приобрести уже готовую деталь на радиорынке. Что касается схемы самого устройства, а также управления им, то подробных примеров масса и их можно без особого труда найти их не только в специализированной литературе, но и практически на любом интернет-ресурсе. Тоже самое можно сказать и про все необходимые детали для сборки шарового двигателя, ведь в сети полно наглядных пособий того, как выглядит это приспособление не только в собранном, но и в полностью разобранном виде.
#4
Если говорить о сборке и правильном подключении шарового двигателя собственными руками, то делать это следует, полностью руководствуясь специальной схемой, отталкиваясь от заданного числа проводов и желаемого типа подключения. Так, вне зависимости от типа устройства, двигатель такого плана может быть оснащен либо, четырьмя, либо пятью, либо шестью, либо восемью проводами питания. Как говорится, третьего не дано. Кроме того, наличие 4 проводов предполагает использование двигателя исключительно в тандеме с биполярным устройством, в то время как все остальные варианты рассчитаны на полноценную работу как с биполярной, так и с однополярной техникой. Кроме того, следует учитывать тот факт, что внутри шагового двигателя должны быть расположены две катушки с намоткой, к каждой из которых будет подведено определенное число проводов.
#5
Для того, чтобы выполнить последовательное подключение этих проводов к управляющему драйверу, следует использовать такое приспособление, как метр, ведь именно он помогает правильно определять пару. Что касается шаговых двигателей с наличием пяти и шести проводов, то в них к каждой катушке изначально подводятся их пары, причем помимо подвода обмотка имеет по одному отдельному центр-крану. При подсоединении к любому однополярному устройству лучше всего использовать шаговый двигатель с шестью проводами, ведь все их можно соединять с драйвером, используя все тот же измерительный прибор для разделения пар между собой. Если же подключение должно выполняться по отношению к биполярному приспособлению, то использовать разрешается только конец одного провода и, соответственно, один центральный краник (более подробную схему подключения можно найти на любом портале, посвященном электротехнике).
#6
Немного иначе будут обстоять дела с пятипроводным шаговым генератором, несмотря на его схожесть с шестипроводным аналогом. Главное отличие такого шагового двигателя заключается в том, что все внутренние клеммы должны быть соединены между собой одним кабелем, в результате чего устройство получает один общий выход. Естественно, при таком конструктиве отделение обмоток между собой становится практически невозможным, ведь результатом любых, даже самых аккуратных попыток, станут многочисленные разрывы. Однако выход есть и в этой ситуации, причем довольно эффективный и совершенно безопасный, ведь достаточно просто определить центр провода и напрямую подсоединить его ко всем остальным проводникам. Причем работоспособность прибора после подобного рода манипуляций дает вполне себе достойные показатели.
uznay-kak.ru
Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления
Для работы практически всех электрических приборов, необходимы специальные приводные механизмы. Предлагаем рассмотреть, что такое биполярный шаговый двигатель, его принцип работы, как сделать и установить устройство своими руками, а также где купить такой генератор с редуктором.
Униполярный или биполярный шаговый привод (двигатель) – это специальный бесщеточный электрический двигатель постоянного тока, который разделяет полный оборот на несколько равных шагов. Для работы этого прибора необходимы специальная деталь: контроллер шагового двигателя.
Поимо магнитных деталей и обмоток, также в нем есть приборная панель (блок управления), сигнализаторы, передатчики.
В основном он используется для шлифовального и фрезерного станка, работы различных бытовых устройств, производственных механизмов и транспортных средств.
Когда напряжение прикладывается к клеммам, специальные щетки двигателя начинают непрерывно вращаться. Шаговый движок холостого хода является уникальным благодаря своему важному свойству: преобразовывать поступающие входные импульсы (обычно прямоугольной направленности) в предварительно определенное положение приложенного ведущего вала.
Каждый импульс перемещает вал под фиксированным углом. Устройства с таким редуктором максимально эффективны, если имеют несколько электромагнитов зубчатого типа, расположенных вокруг центрального зубчато-образного куска железа. Электромагниты возбуждаются от внешней цепи управления, которую чаще всего представляет микроконтроллер. Чтобы сделать поворот вала двигателя, один электромагнит, к которому прикладывается энергия, как бы притягивает к своей поверхности зубья зубчатого колеса. Когда они выровнены по отношению к ведущему электромагниту, они слегка смещаются к следующей магнитной детали.
Первый электромагнит должен выключиться, а следующий включиться, тогда шестеренка будет вращаться, чтобы выровняться с предыдущим колесом, после чего процесс повторяется необходимое количество раз. Именно эти вращения называются постоянным шагом, скорость вращения двигателя определяется при помощи подсчета количества шагов для полного оборота или (оборотов) двигателя.
Схема управления шаговым двигателем имеет следующий вид:
Также для контроля работы устройства используется драйвер шагового двигателя. Это необходимо, если Вы будете настраивать мотор для работы станка с ЧПУ, отдельный ветрогенератор или используете его для работы ветряка.
Всего существует четыре основных типа шаговых двигателей:
Привод с постоянным магнитом
Устройства с магнитами применяют магнитную деталь в роторе. Они работают на принципе притяжения или отталкивания ротором и статором электромагнитного мотора. Переменно-шаговый двигатель имеет простой ротор из железа и работает на основе фундаментального принципа, по которому минимально допустимое отталкивание происходит с наименьшим зазором, исходя из этого, точки ротора притягиваются к полюсам магнитного статора. Устройства гибридного типа сочетают в себе оба описанных ранее принципа, это самые дорогие приборы.
Шаговые двухфазные двигатели
Самым распространенным типом данных механизмов по праву считается шаговый двухфазный мотор. Этот прибор достаточно простой, чтоб его можно было установить без какого-либо опыта, и довольно сложный, чтобы стоить дороже асинхронного движка.
Пошаговый двухфазный самодельный и купленный двигатель может иметь два основных типа обмотки для электромагнитных катушек: биполярную и униполярную.
Униполярный (однополярный) шаговый двигатель оснащен одной обмоткой с центральным магнитным краном, который влияет на каждую фазу. Каждая секция обмотки включается для того, чтобы обеспечивать определенное направление магнитного поля. Поскольку в такой конструкции магнитный полюс может работать без дополнительного переключения, то направления тока, коммутация цепи осуществляются очень просто (например, для стандартного среднемощного двигателя будет достаточно одного транзистора) для каждой обмотки. Как правило, учитывая фазовые переключения: три провода на фазу и шесть для выходного сигнала являются типичными для двухфазного двигателя.
Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления – это очень интересный раздел электротехнических наук. Микроконтроллер двигателя может быть использован для того, чтобы активировать транзистор в нужной (определенной программой) последовательности.
В свою очередь обмотки могут быть подключены путем прикосновения соединительных проводов вместе с постоянными магнитами двигателя. Если клеммы катушки соединятся, вал будет сложно повернуть. Сопротивление между общим проводом и торцом катушки проволоки всегда равняется половине сопротивления между торцами катушек и торцами проводов. Это потому что общий провод всегда длиннее, чем половина, соединяющая катушки.
Биполярные двигатели оснащены одной фазовой обмоткой. Ток в неё поступает переломным образом при помощи магнитного полюса, поэтому управляющая схема должна быть сложнее, как правило, с соединяющим мостом. Есть два провода на фазу, но они не являются общими. Смешение сигнала шагового двигателя на более высокой частоте, может снижать эффект трения системы.
Также бывает трехфазный двигатель, у него более узкая область деятельности, такой шаговый механизм используется для фрезерных станков с ЧПУ (которые запускаются с компьютера), автомобилей типа Опель Вектра, Ниссан, Рено, ВАЗ и прочих транспортных средств, где необходимо использование дроссельной заслонке. Также для дисковода и принтера Epson используется шаговый мотор ЕМ-234 (EM-234).
Подключение шагового двигателя осуществляется по определенной схеме, в зависимости от того, сколько проводов имеет привод, и как Вы хотите запустить прибор.
Шаговые двигатели могут поставляться с четырьмя, пятью, шестью или восемью проводами. Если двигатель имеет четыре провода, то он может использоваться только с биполярным устройством. Каждая из двух фазных обмоток имеет пару проводов. Используйте метр, чтобы определить пары проводов с непрерывной связью между ними, чтобы подключить драйвер пошагово.
Мощный шести-проводной мотор имеет пару проводов для каждой обмотки и центр-кран для каждой обмотки. Он может быть подключен как к однополярному, так и к биполярному устройству. Используйте измерительный прибор для разделения провода. Для подключения к однополярному устройству можно использовать все шесть проводов. Для биполярного только один конец провода и один центральный кран каждой обмотки.
Пяти-проводной мотор похож на шестипроводной прибор, но центральные клеммы соединены внутри в качестве сплошного кабеля, и выходят к одному проводу. Поэтому отделить обмотки одну от другой практически невозможно без разрывов. Лучшее решение – это определить центр провода и соединять его с прочими проводниками, такой режим не только очень безопасен, но и максимально эффективен. После подключить прибор и проверить его работоспособность.
Номинальное напряжение будет производить первичная обмотка при постоянном токе.
Начальная скорость крутящего момента шагового двигателя будет изменяться прямо пропорционально с током. От схемы привода и индуктивности обмоток зависит, как быстро линейный момент понижается на последующих высоких скоростях. Часто шаговые двигатели приспособлены к суровым условиям труда, они имеют IP65 степень защиты.
Часто сравнивают серводвигатель (сервопривод) и шаровую модель, но последние работают гораздо дольше и являются более продуктивными, им реже нужен ремонт. Но привод может пропустить больше вольт. Поэтому сравнивать эти модели нецелесообразно.
Перед тем, как выбрать прибор, нужно знать характеристики самых популярных шаровых двигателей российского производства:
Не менее активно используются ДШР-40 (четырехфазные), NEMA 23, SanyoDenkiSM28, FDD (floppy-disk – флоппи диск), SM-200-0.22, SP-57, STH-39D1112, Purelogic R&D с энкодером. Чтобы подобрать нужный электрический двигатель, Вам нужно просчитать нужные параметры мощности, напряжение и крутящего момента. Чтобы определить эти данные, Вам нужно провести расчет.
Самой явной проблемой при работе шагового двигателя является управление шаговым двигателем без контроллера. Чтобы решить эту незадачу Вам нужно использовать специальный блок логической связи, который поможет управлять устройством без микросхемы контроллера. Но мы советуем разрабатывать систему контроля шагового двигателя именно на контроллере: Attiny2313, AVR-USB-MEGA16 (подсоединяется через usb), CNC-1318, HDD, PLCM-LPT, PIC, CD ULN, Arduino (Арудино) UNO, ATmega8, драйвер l293d.
Продажа шагового двигателя осуществляется в России, Украине, Беларуси и прочих странах в любом электротехническом магазине, цена зависит от типа прибора, мощности в кВт и его предназначения.
Цена на шаговый однополярный двигатель, у.е.
2014-06-07 Автор: Дмитрий Макаров | Рубрика: Электродвигатель
Принцип работы синхронного двигателя
Электродвигатель постоянного тока (motor DC) 12, 24, 220 вольт
Коллекторный двигатель постоянного и переменного тока
Вентильный двигатель постоянного тока
Вы можете оставить отзывы и комментарии к записи: " Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления "
http://www.asutpp.ru
legkoe-delo.ru
Рисунок 1 - Шаговый двигатель
У этого двигателя имеется 4 вывода 2 из них идут на одну обмотку остальные 2 на другую. Ротор двигателя будет вращаться если на определённые выводы в определённой последовательности подавать определённые напряжения. Есть несколько способов управления шаговым двигателем, один из них иллюстрируется на рисунке:
Рисунок 2 - Пример управления шаговым двигателем
Микроконтроллер может управлять драйвером так чтобы ротор подключённого к этому драйверу шагового двигателя вращался, для этого можно например хранить последовательности состояний выводов в массиве и перебирать их по очереди с необходимой периодичностью и в нужном направлении. А можно управляющую программу запускать на компьютере а микроконтроллер использовать для преобразования последовательного кода в набор состояний выводов микроконтроллера. LPT-порт параллельный и для управления шаговым двигателем в этом нет необходимости но так всё же можно поступить например для того чтобы не переделывать (сделанную ранее) схему для перепрограммирования микроконтроллера:
Рисунок 3 - ATtiny2313 и LPT-порт
Драйвер также не нужно переделывать:
Рисунок 4 - Драйвер двигателей
Прошивку для ATtiny2313 вместе с проектом для WinAVR можно скачать здесь. Программу (вместе с inpout32.dll) для управления двигателем можно скачать здесь, для этой программы как и для предыдущей необходим файл inpout32.dll который должен находится в той же папке что и программа. Эту программу можно использовать не только для управления шаговым двигателем. Вообще она подойдёт для управления как угодно драйвером на небольшой частоте. Посмотреть всё в действии можно на видео:Купить ATtiny2313 в dip корпусе. КАРТА БЛОГА (содержание)
electe.blogspot.com
В ротор шагового двигателя вмонтированы два постоянных магнита разной полярности. Запитываем светодиоды от шагового двигателя. Описывается принцип работы схемы, и наглядно показываются...
Пошаговые мастер-классы с фото и описанием, технологии, примеры работ - все, что нужно для рукоделия настоящему мастеру или просто умельцу. Что такое шаговый двигатель, и зачем он нужен? Шаговый двигатель - это электромеханичское устройство, котор...
На валу ротора также установлен триб ротор, представляющий собой шестеренку, которая и передает крутящий момент на шестеренки механизма часов. Шаговик биполярный из струйного принтера. Во время работы разогревается так, что его трудно держать. Транзи...
Так, поворот ротора является достаточно нестабильным, колебательным, отчего частота вращения и прочие характеристики движения ни в коем случае не могут быть настолько же точными, каковыми они являются в двигателях постоянного тока с контуром обратной связи. Подпишись на канал если ты еще не подписан и конечно поставь лайк!! Наша группа в ВК ...
Двигатель, как и все детали авто, подвержен загрязнениям. В этом видео я покажу процесс создания ручного генератора из шагового двигателя. В итоге получится весьма...
Очистить внешнюю часть двигателя можно при помощи специалистов автомойки, но можно выполнить эту работу самостоятельно. Ветрячки с иллюминацией на светодиодах.Делались к Новому году.Пару месяцев провертелись -"полет нормальный".
Для расширения сферы применения шагового двигателя требуется изыскивать способы снижения вибрации. Запуск шагового двигателя при помощи Arduino Arduino Nano (Micro USB, ATmega328) Arduino Nano (MiniUSB, Atmega328) ...
aurika-shop.ru
