Добавлено в закладки: 0
Шаговый униполярный двигатель nema 23 57HM56-2006 имеет шесть выводов, и что бы подключить его к RAMPS 1.4 или любой другой плате нам потребуется переделать его из униполярного в биполярный.
Шаговый униполярный двигатель NEMA 23 57HM56-2006 имеет ток 2 А. Обычный драйвер ШД A4988 годится, но с ним двигатель не будет выдавать заявленных 10 кг момент, поэтому я буду использовать драйвер ШД TB6600 и плату MKS CD 57/86, что бы подключить его к ramps.
Биполярный двигатель имеет одну обмотку в каждой фазе, которая для изменения направления магнитного поля должна переполюсовываться драйвером. Для такого типа двигателя требуется мостовой драйвер, или полумостовой с двухполярным питанием. Всего биполярный двигатель имеет две обмотки и, соответственно, четыре вывода.
Униполярный двигатель также имеет одну обмотку в каждой фазе, но от середины обмотки сделан отвод. Это позволяет изменять направление магнитного поля, создаваемого обмоткой, простым переключением половинок обмотки. При этом существенно упрощается схема драйвера. Драйвер должен иметь только 4 простых ключа. Таким образом, в униполярном двигателе используется другой способ изменения направления магнитного поля. Средние выводы обмоток могут быть объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь 5 или 6 выводов. Иногда униполярные двигатели имеют раздельные 4 обмотки, по этой причине их ошибочно называют 4-х фазными двигателями. Каждая обмотка имеет отдельные выводы, поэтому всего выводов 8. При соответствующем соединении обмоток такой двигатель можно использовать как униполярный или как биполярный. Униполярный двигатель с двумя обмотками и отводами тоже можно использовать в биполярном режиме, если отводы оставить неподключенными.
Если сравнивать между собой биполярный и униполярный двигатели, то биполярный имеет более высокую удельную мощность. При одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент.
На схеме ниже показаны два двигателя. Слева униполярный, 6 выводов. Справа биполярный, 4 вывода.
Аналогичная схема ниже, но у же с буквенным обозначением выводов.Слева биполярный, справа униполярный двигатель.
Исходя из схем выше, возможно два варианта переделки униполярного двигателя в биполярный двигатель.
Для наглядности этого процесса, мы собрали для Вас тестовый стенд, который включает в себя: ramps 1.4, arduino mega 2560, Драйвер шагового двигателя TB6600, плата МКС CD 57/86 для внешнего драйвера ШД TB6600, LCD Display 2004, шаговый двигатель Nema 23 57HM56-2006.
1) Первый вариант. Подключаем двигатель к драйверу не используя центральные выводы в обмотках, то есть желтый и белый. Таким способом подключения мы получим высокий момент.
1) Устанавливаем плату MKS CD 57/86 в штатный разъем ramps 1.4 для шагового драйвера, соблюдая полярность.
2) Подключаем драйвер шагового двигателя TB6600 к плате MKS CD 57/86 кабелем с разъемом PH-4 и PH-4.
3) Подключаем шаговый двигатель NEMA 23 57HM56-2006 к драйверу ШД TB6600. Зеленый провод в разъём 1A, черный в разъём 1B, красный в разъём 2A, синий в разъём 2B. Желтый и белый провода лучше заизолировать, чтоб лишний раз с бубном не прыгать.
4) Подключаем питание от 8-45 В к драйверу шагового двигателя TB6600.
Предыдущие четыре шага на фото ниже.
Подключаем LSD дисплей и питание к ramps 1.4.
Запускаем двигатель и радуемся результату.
2) Второй вариант. Подключаем двигатель к драйверу не используя крайние выводы в обмотках, то есть черный и синий. Таким способом подключения мы получим высокую приемистость.
1) Устанавливаем плату MKS CD 57/86 в штатный разъем ramps 1.4 для шагового драйвера, соблюдая полярность.
2) Подключаем драйвер шагового двигателя TB6600 к плате MKS CD 57/86 кабелем с разъемом PH-4 и PH-4.
3) Подключаем шаговый двигатель NEMA 23 57HM56-2006 к драйверу ШД TB6600. Зеленый провод в разъём 1A, желтый в разъём 1B, белый в разъём 2A, красный в разъём 2B. Черный и синий провода лучше заизолировать, не ну если Вам нравится прыгать с бубном то не делайте этого.
4) Подключаем питание от 8-45 В к драйверу шагового двигателя TB6600.
Предыдущие четыре шага на фото ниже.
Подключаем LSD дисплей и питание к ramps 1.4.
Таким образом, подключить униполярный шаговый двигатель к ramps 1.4 не так уж и сложно, достаточно немного знать теории и быть внимательным. Надеюсь, что теперь Вам помощь бубна в этой теме не потребуется.
Ссылки на компоненты из статьи:
1. Шаговый двигатель nema 23 57HM56-2006 2. Драйвер шагового двигателя TB6600;3. Шилд (надстройка) RAMPS 1.4;4. Плата управления arduino mega 2560;5. Плата МКС CD 57/86 для внешнего драйвера;6. LCD Display 2004 RAMPS 1.4.
С уважением, Zona-3D.ru
3deshnik.ru
Любая разработка начинается с выбора компонентов. При разработке ЧПУ станка очень важно правильно подобрать шаговые двигателя . Если у вас есть деньги на покупку новых двигателей, в таком случае нужно определить рабочее напряжения и мощность двигателя. Я купил себе для второго ЧПУ станка шаговые двигателя вот такие: Nema17 1.7 А.
Если у вас нет достаточно денег или вы просто пробуете свои силы в данной сфере. То вы скорее всего будите использовать двигателя из принтеров . Это самый недорогой вариант. Но тут Вы столкнетесь с рядом проблем. У двигателя может быть 4, 5, 6, 8 — проводов для подключения. Как их подключить к драйверам L298n и СNC shield.
Давайте разберемся по порядку. Какие шаговые двигателя бывают. Если вы видите четное количество выводов это биполярный шаговый двигатель . Расположение обмотки для данного двигателя вот такое.
Если у двигателя 5 выводов, это униполярный шаговый двигатель . Вот так выгладит его схема.
Наши драйвера рассчитаны на двигателя с 4 выводами . Как быть? Как их подключить?
В данном случае ШД имеет момент в 1.4 раза больше. Момент более стабилен на низких частотах.
При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток - 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше.
Это можно легко понять из следующих рассуждений.
Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R - именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).
Потребляемая мощность ШД — I*2 * R
При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится Iпосл.*2 * 2 * R
Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I*2 * R = Iпосл.*2 * 2* R, откуда
Iпосл.= I/ √2, т.е.
Iпосл.= 0.707 *I.
Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением ток, пропускаемого через обмотки. Но так как ток уменьшился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.
Tпосл. = 1.4 * T.
Во втором случае момент более стабилен на высоких частотах. Параметры ШД при таком подключении соответствуют заявленным в datasheet, (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах .
Для этого нужно разобрать шаговый двигатель и перерезать провод соединяющий центр обмоток. И при подключении общий провод подключать ни куда не нужно.
В итоге у нас получается биполярный двигатель с 4 выводами.
Подключение А - шаговик работает с характеристиками, заявленными в описании (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах.
Подключение B – момент ↑1.4 раза, момент более стабилен на низких частотах (относительно А).
Подключение C – момент ↑1.96 раза, момент более стабилен на высоких частотах (относительно А).
Вот мы и решили проблему подключения шаговых двигателей. Но не все двигателя у нас заработают. Нужно еще определить рабочее напряжение двигателей. Самый правильный способ это найти datasheet. Так все параметры есть. Но не ко все двигателя из принтера можно найти datasheet. В таких случаях я пользуюсь вот такой таблицой.
|
Сопротивление обмотки, Ом |
Рабочее напряжение, В |
|
5-15 |
5 |
|
30-60 |
12 |
|
60-120 |
24 |
Не знаю на сколько данная таблица верная но у меня все сходиться и работает как надо.
Двигателя я выбираю чтобы рабочее напряжение было меньше или равно напряжению источника питания. Для двигателей рассчитанных на меньшее напряжения необходимо настроить ток ниже.
Настраивать СNC shield будем в следующей статье. Не пропустите!
Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.
portal-pk.ru
Схема драйвера униполярного шагового двигателя, описанная в данной статье, реализует следующие задачи:• управление 4-фазовым униполярным шаговым двигателем.• обеспечивает плавную регулировку скорости вращения и изменение направления вращения.• выполняет функцию остановки двигателя.
Ниже представлена принципиальная схема драйвера шагового двигателя. Драйвер построен с использованием трех микросхем 4000 серии и четырех силовых MOSFET транзисторов.
Схема тактируется генератором прямоугольных импульсов, построенного на логических элементах 2И-НЕ с триггером Шмитта на выходе. Рабочая частота генератора определяется общим сопротивлением PR1 + R2 и емкостью конденсатора С1, и может быть изменена в широком диапазоне с помощью потенциометра PR1.
Фрагмент схемы на элементах EXOR и J-K триггере создает счетчик по модулю 4, с тактами высокого уровня. Переключатель SB1 (JP1) предназначен для изменения направления работы счетчика, а, следовательно, для изменения направления вращения шагового двигателя. С помощью переключателя SB2 (JP2) можно запускать и останавливать двигатель.
Управление катушками 4-фазного шагового двигателя осуществляется с помощью четырех MOSFET транзисторов (VT1...VT4). Использование в данной схеме транзисторов высокой мощности типа BUZ11 - это решение, гарантирующее надлежащую работу двигателя высокой мощности.
Ниже показаны формы сигналов на разъеме Х2, к которому подключаются обмотки шагового двигателя.
Драйвер собран на печатной плате, рисунок которой приведен ниже. Монтаж следует начать с установки резисторов, панельки под микросхемы и закончить разъемами и силовыми транзисторами.
Разъемы JP1 и JP2 имеют ту же функцию, что и нажатие кнопки SB1 и SB2, так что вы можете подключить к ним кнопки и вынести их за пределы платы.Печатная плата разработана таким образом, что вы можете установить транзисторы на общий радиатор, предварительно изолировав их слюдяными или силиконовыми прокладками.
После сборки необходимо тщательно проверить плату на предмет короткого замыкания дорожек. Драйвер, собранный из исправных деталей не требует настройки и начинает работать сразу.
Следует, упомянуть о способе подключения питания и обмоток двигателя к плате драйвера. В случае питания схемы управления и двигателя тем же напряжением, которое находится в диапазоне от 5...15 В, и ток потребления не превышает 1 А, то необходимо установить перемычку JP3 и питание подать к разъему VDD.
Если параметры питания шагового двигателя не находится в пределах напряжения питания схемы драйвера, то необходимо снять перемычку JP3, и к разъему VDD подвести напряжение питания от 5...15 В, а к разъему X2 подать питание в соответствии с параметрами шагового двигателя.
Рисунок печатной платы (8,5 Kb, скачано: 969)
www.joyta.ru
Автоматизированный электропривод центрифуги
Двигатели, применяемые в электроприводе разделяются на две группы: двигатели, предназначенные для привода механизмов длительного режима работы с неизменной (мало меняющейся) нагрузкой; двигатели, работающие в динамических режимах...
Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания
ДВС, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня (один оборот коленчатого вала), называется двухтактными. В двухтактном двигателе отсутствуют клапаны...
Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания
...
Асинхронные двигатели в системах электропривода
...
История паровой машины
В 1816 г. пастор Роберт Стирлинг получил патент на "машину, которая производит движущую силу посредством нагретого воздуха". В 1827 г. и 1840 гг. он получил еще два патента на усовершенствованные варианты свой машины. Р...
Комбинированные двигатели для больших высот и скоростей полета
Ракетно-прямоточный двигатель (РПД) представляет собой двигатель прямоточной схемы, в воздушном контуре которого установлены ракетные двигатели...
Контроллер шагового двигателя
· двигатели с постоянными магнитами · гибридные двигатели Определить тип двигателя можно даже на ощупь: при вращении вала обесточенного двигателя с постоянными магнитами (или гибридного) чувствуется переменное сопротивление вращению...
Контроллер шагового двигателя
Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением имеют несколько полюсов на статоре и ротор зубчатой формы из магнитомягкого материала (рис.1.2). Намагниченность ротора отсутствует. Для простоты на рисунке ротор имеет 4 зубца...
Контроллер шагового двигателя
Двигатели с постоянными магнитами состоят из статора, который имеет обмотки, и ротора, содержащего постоянные магниты (рис.1.3). Чередующиеся полюса ротора имеют прямолинейную форму и расположены параллельно оси двигателя...
Контроллер шагового двигателя
Гибридные двигатели являются более дорогими, чем двигатели с постоянными магнитами, зато они обеспечивают меньшую величину шага, больший момент и большую скорость...
Особенности применения мезооптических систем к анализу рассеянного излучения
Базовая длина уже является своеобразным шаговым параметром, поскольку указывает для показателей шероховатости поверхности наибольшее возможное значение шага тех составляющих профиля, которые учитываются при измерениях...
Применение арсенида галлия в микроэлектронике
Впервые структура биполярного транзистора с гетеропереходами была предложена в 1957 г. Было показано, что при прочих равных условиях у транзистора...
Проект привода от электродвигателя к машине прессования кормов
d=38 l=80 l3=276 d1=12 h2=132 h=8 l1=140 l4=480 d2=350 h3=350 b=10 l2=216 l5=80...
Расчет деталей подъемника
В современных промысловых подъемниках используют двигатели тракторов, на которых они смонтированы, а также автомобильные двигатели в случае установки подъемника на автомашине...
Шаговый двигатель
Шаговые двигатели - это устройства, задача которых преобразование электрических импульсов в поворот вала двигателя на определенный угол. В отличие от обычных двигателей, шаговые двигатели имеют особенности...
prod.bobrodobro.ru
