Шаговые моторы: Шаговые двигатели: описание, примеры, обзоры, характеристики — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Шаговые двигатели: описание, примеры, обзоры, характеристики

Шаговый электродвигатель это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками. Ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения ротора, они же шаги. Именно поэтому двигатель называется шаговым. Для управления шаговым двигателем используется специальный контроллер, который называют драйвером шагового двигателя.

Шаговые двигатели стандартизованы национальной ассоциацией производителей электрооборудования NEMA по посадочным размерам и размеру фланца. Самые ходовые типоразмеры это NEMA 17 с фланцем 42*42мм, NEMA 23 с фланцем 57*57мм и NEMA 34 размером 86*86мм соответственно. Шаговые электродвигатели NEMA 17 могут создавать крутящий момент приблизительно до 6 кг*см, NEMA 23 до 30 кг*см и NEMA 34 до 120 кг*см.

Как устроен шаговый двигатель

Конструктивно шаговые двигатели можно поделить на три больших класса – это двигатели с переменным магнитным сопротивлением, двигатели с постоянными магнитами и гибридный класс, сочетающий характеристики первых двух.

Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением имеют несколько полюсов на статоре и ротор из магнитомягкого материала, который не сохраняет остаточную намагниченность. Для простоты ротор на рисунке имеет 4 зубца, а статор имеет 6 полюсов. Двигатель имеет 3 независимые обмотки, каждая из которых намотана на двух противоположных полюсах статора. Двигатель на рисунке имеет шаг 30 град.

При включении тока в одной из катушек, ротор стремится занять положение, когда магнитный поток замкнут, т.е. зубцы ротора будут находиться напротив тех полюсов, на которых находится запитанная обмотка. Если затем выключить эту обмотку и включить следующую, то ротор поменяет положение, снова замкнув своими зубцами магнитный поток. Таким образом, чтобы осуществить непрерывное вращение, нужно включать фазы попеременно. Такой двигатель не чувствителен к направлению тока в обмотках, а из-за того, что ротор не имеет магнитных свойств, данный тип двигателя может работать на высоких оборотах. Так же данный тип двигателя легко отличить от других шаговиков, просто повращав его за вал, когда он отключен. Вал будет крутиться свободно, тогда как у остальных типов явно будут ощущаться шаги. Иногда поверхность каждого полюса статора выполняют зубчатой, что вместе с соответствующими зубцами ротора обеспечивает уменьшение значения угла шага до нескольких градусов. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением сейчас почти не используют.

Двигатели с постоянными магнитами состоят из статора с обмотками и ротора, содержащего постоянные магниты. Благодаря намагниченности ротора в таких двигателях обеспечивается больший магнитный поток и как следствие, больший момент, чем у двигателей с переменным магнитным сопротивлением.

Показанный на рисунке двигатель имеет 3 пары полюсов ротора и 2 пары полюсов статора. Статор имеет 2 независимые обмотки, каждая из которых намотана на двух противоположных полюсах. Двигатель на рисунке имеет величину шага 30 град, так же, как и предыдущий. При включении тока в одной из катушек, ротор стремится занять такое положение, когда разноименные полюса ротора и статора находятся друг напротив друга и для осуществления непрерывного вращения нужно включать фазы попеременно. На практике двигатели с постоянными магнитами обычно имеют от 48 до 24 шагов на оборот, что соответствует углам шага 7.5 – 15 град).

На практике двигатель с постоянными магнитами выглядит, например, вот так. Увидеть такой двигатель можно в лазерном принтере.
Двигатели с постоянными магнитами подвержены влиянию обратной ЭДС со стороны ротора, которая ограничивает максимальную скорость. Это значит, что при свободном выбеге на больших оборотах двигатель сработает как генератор и может сжечь драйвер током, который сам и сгенерирует. Это же относится и к гибридным двигателям.

Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты шаговых двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами. Гибридные шаговые двигатели обеспечивают меньшую величину шага, больший момент и большую скорость, чем двигатели с переменным магнитным сопротивлением и двигатели с постоянными магнитами.

Типичное число шагов на оборот для гибридных двигателей составляет от 100 до 400, что соответсвует углам шага 3.6 – 0.9 градусов. Ротор показанного на рисунке двигателя имеет 100 полюсов (50 пар), двигатель имеет 2 фазы, поэтому полное количество полюсов – 200, а шаг, соответственно, 1.8 град.

Выглядит гибридный двигатель, например, вот так.

Большинство современных шаговых двигателей являются именно гибридными, поэтому давайте подробней рассмотрим устройство шаговых двигателей этого типа.

Ротор двигателя разделен поперек на две части, между которыми расположен цилиндрический постоянным магнит. Благодаря этому зубцы верхней половинки ротора являются северными полюсами, а зубцы нижней половинки – южными. Кроме того, верхняя и нижняя половинки ротора повернуты друг относительно друга на половину угла шага зубцов. Число пар полюсов ротора равно количеству зубцов на одной из его половинок. Зубчатые полюсные наконечники ротора, как и статор, набраны из отдельных пластин для уменьшения потерь на вихревые токи. Статор гибридного двигателя также имеет зубцы, обеспечивая большое количество эквивалентных полюсов, в отличие от основных полюсов, на которых расположены обмотки. Обычно используются 4 основных полюса для двигателей с шагов в 3,6 градуса и 8 основных полюсов в случае шагов в 1.8 и 0.9 градусов. Зубцы ротора обеспечивают меньшее сопротивление магнитной цепи в определенных положениях ротора, что улучшает статический и динамический момент. Это обеспечивается соответствующим расположением зубцов, когда часть зубцов ротора находится строго напротив зубцов статора, а часть между ними.

Посмотрим на продольное сечение гибридного шагового двигателя. Стрелками показано направление магнитного потока постоянного магнита ротора. Часть потока (на рисунке показана черной линией) проходит через полюсные наконечники ротора, воздушные зазоры и полюсный наконечник статора. Эта часть не участвует в создании момента.

Как видно на рисунке, воздушные зазоры у верхнего и нижнего полюсного наконечника ротора разные. Это достигается благодаря повороту полюсных наконечников на половину шага зубьев, что очень хорошо было видно на предыдущем фото. Поэтому существует другая магнитная цепь, которая содержит минимальные воздушные зазоры и, как следствие, обладает минимальным магнитным сопротивлением. По этой цепи замыкается другая часть потока (на рисунке показана штриховой белой линией), которая и создает момент. Часть цепи лежит в плоскости, перпендикулярной рисунку, поэтому она не показана. В этой же плоскости создают магнитный поток катушки статора. В гибридном двигателе этот поток частично замыкается полюсными наконечниками ротора и слабо влияет на постоянный магнит. Поэтому в отличие от двигателей постоянного тока, магнит гибридного шагового двигателя невозможно размагнитить ни при какой величине тока обмоток.

Величина зазора между зубцами ротора и статора очень небольшая, около 0.1 мм. Это требует высокой точности при сборке, поэтому шаговый двигатель не стоит разбирать ради удовлетворения любопытства, иначе на этом его служба может закончиться.

Чтобы магнитный поток не замыкался через вал, который проходит внутри магнита, его изготавливают из немагнитных марок стали.
Для получения больших моментов необходимо увеличивать как поле, создаваемое статором, так и поле постоянного магнита . При этом требуется больший диаметр ротора, что ухудшает отношение крутящего момента к моменту инерции. Поэтому мощные шаговые двигатели иногда конструктивно выполняют из нескольких секций в виде этажерки. Крутящий момент и момент инерции увеличиваются пропорционально количеству секций, а их отношение не ухудшается.

Мы рассмотрели устройство самого «железа» шаговых двигателей, но помимо этого двигатели можно еще поделить по количеству и способу коммутации их обмоток.

Тут всего два основных вида – биполярный и униполярный

Биполярный двигатель имеет одну обмотку в каждой фазе, которая для изменения направления магнитного поля должна переполюсовываться драйвером. Для такого типа двигателя требуется мостовой или полумостовой драйвер. Всего биполярный двигатель имеет две обмотки и, соответственно, четыре вывода. Примером распространенного биполярного двигателя может быть шаговый двигатель марки 17HS4401

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, который в случае униполярного двигателя должен иметь только 4 простых ключа. Средние выводы обмоток могут быть объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь 5 выводов, как на рисунке, или 6 выводов в случае если выводы AB и CD разъединены. Униполярный двигатель с двумя обмотками и отводами можно использовать в биполярном режиме, если отводы оставить неподключенными.

Примером распространенного униполярного двигателя с пятью выводами может быть шаговый двигатель марки 28BYJ-48. Данный двигатель можно переделать в биполярный, разделив выводы AB и CD, для чего достаточно перерезать одну из перемычек на плате под синей крышкой.

Иногда двигатели имеют 4 раздельные обмотки, по этой причине их ошибочно называют 4-х фазными или четырехобмоточными двигателями. Каждая обмотка имеет отдельные выводы, поэтому всего выводов 8. При соответствующем соединении обмоток такой двигатель можно использовать и как униполярный, и как биполярный.

Если сравнивать между собой биполярный и униполярный двигатели, то биполярный имеет более высокую удельную мощность, а значит при одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент. Момент, создаваемый шаговым двигателем, пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора. Путей для повышения магнитного поля два – это увеличение тока или числа витков обмоток. Естественным ограничением при повышении тока обмоток является опасность насыщения железного сердечника, однако на практике гораздо более существенным является ограничение по нагреву двигателя в следствии потерь из-за омического сопротивления обмоток. Тут и проявляется преимущество конструкции биполярных двигателей. В униполярном двигателе в каждый момент времени используется лишь половина обмоток, а другая половина просто занимает место в окне сердечника, что вынуждает делать обмотки проводом меньшего диаметра или увеличивать габариты двигателя. В то же время в биполярном двигателе всегда работают все обмотки. Иными словами, на биполярный двигатель той же мощности надо намотать в два раза меньше медного обмоточного провода, чем на униполярный, а случае, если обмотки равны по массе, то биполярный двигатель будет мощнее примерно на 40%.

На практике можно встретить оба типа двигателей, так как биполярные дешевле из-за меньшей материалоемкости, а униполярные требуют значительно более простых драйверов. В настоящее время наиболее широко распространены гибридные биполярные двигатели.

Где приобрести ШД? Вы можете купить шаговые двигатели в нашем магазине 3DIY с доставкой по всей России!

Управление шаговым двигателем

Независимо от того, какой драйвер или двигатель использован, управление шаговым двигателем может осуществляться в одном из трёх режимов:

полношаговое
полушаговое
микрошаговое

Полношаговый режим управления ШД подразумевает попеременную коммутацию фаз без перекрытия, при этом единовременно к источнику напряжения подключена только одна из фаз. При таком способе управления на каждый полный шаг электродвигателя приходится одна фаза и точки равновесия ротора идентичны полюсам статора. Данный режим имеет и недостаток: в случае с биполярным двигателем в полношаговом режиме в один и тот же момент задействуется только половина обмоток, с униполярным – четверть. Существует и другой вариант полношагового управления, подразумевающий единовременное включение двух фаз. Такой способ управления ШД основан на фиксации ротора между полюсами статора благодаря подаче питания на обмотки, при этом на полный шаг приходится две фазы. При этом способе управления точка равновесия ротора смещается на половину шага относительно способа с одной фазой, а момент возрастает примерно на 40 процентов.

Применение полушагового режима управления шаговым двигателем позволяет увеличить количество шагов, приходящихся на один оборот ротора, в два раза. При работе ШД в таком режиме на каждый второй шаг приходится включение одной из фаз, а между шагами включаются сразу обе. Фактически это комбинация переменного включения однофазного и двухфазного полношаговых режимов.

Микрошаговый режим управления ШД применяется тогда, когда необходимо получение максимально большого количества шагов, приходящихся на оборот ротора. При работе в таком режиме так же работают две фазы, однако токи обмоток в данном случае распределяются неравномерно, а не 50/50, как в полушаговом. Величина микрошага зависит от конкретного устройства и настроек драйвера. При работе в микрошаговом режиме точность позиционирования ШД значительно повышается, однако требуется более сложный драйвер двигателя.

Где приобрести драйвера ШД? Купить драйвера шаговых двигателей можно у нас в онлайн магазине с доставкой!

Конструктивные исполнения ШД

Обычный шаговый двигатель

Тут нет никаких изысков – корпус, вал, в общем стандарт. Широко распространен в разном оборудовании, начиная от фрезеров и 3д принтеров, заканчивая приводом заслонки или мешалки.

Двигатель с полым валом

Шаговые двигатели с полым валом применяются когда существует необходимость передачи крутящего момента без применения соединительных муфт, например для использования в ограниченном пространстве. Так же сквозь него можно продеть длинный вал, который будет торчать с двух сторон и синхронно крутить что-то с одной и с другой стороны.

Двигатель со встроенной в вал приводной гайкой

Такой вид двигателя может найти применение в том случае, если требуется быстрое перемещение на большое расстояние. Длинный винт на высоких оборотах ведет себя подобно скакалке, а при использовании такого мотора винт можно неподвижно натянуть между опорами, а сам мотор закрепить на подвижной части оборудования. Тогда длина и нежесткость винта не будет влиять на максимальную скорость.

Двигатель с двойным валом

В этом исполнении двигатель имеет удлиненный вал, длинный конец которого выступает со стороны задней крышки. На этот удлиненный вал можно повесить барашек, чтоб можно было выставить положение вала вручную, повесить энкодер и получить сервошаговый двигатель, а можно повесить дополнительный шкив или винт, которые будут работать абсолютно синхронно с передним валом.

Двигатель с винтом вместо вала

Находят себе применение например в 3д принтерах или в любом другом месте, где хочется сэкономить место не только на муфте между валом и винтом, но и на подшипниковой опоре винта, роль которой в данном случае выполняют подшипники двигателя.

Двигатель со встроенным тормозом

Позволяет зафиксировать вал в нужной позиции дополнительно к удержанию самим шаговиком. Так же позволяет удерживать вал в случае отключения питания двигателя.

Двигатель с редуктором

Редуктор позволяет понизить обороты двигателя и поднять его крутящий момент. Данное исполнение редко встречается в связи с тем, что шаговые двигатели и так имеют значительный момент на низких оборотах и сами по себе могут достигать весьма низких скоростей вращения.

Двигатель с энкодером

Он же сервошаговый двигатель. Фактически это сервопривод на шаговом двигателе. На удлиненный вал со стороны задней крышки монтируется энкодер в корпусе и благодаря этому мы получаем обратную связь о положении вала двигателя. В случае пропуска шагов двигателем контроллер узнает об этом и ориентируясь на показания энкодера будет подавать дополнительные импульсы до тех пор, пока вал не займет нужное положение. Сервошаговый двигатель используется со своим специальным драйвером, который имеет вход для подключения энкодера.

Преимущества шагового двигателя

угол поворота ротора определяется числом поданных импульсов. Шаговый двигатель крутится не плавно, а шагами, шаг имеет определенную величину. Поэтому чтобы повернуть вал в нужное положение мы просто подаем известное нам количество импульсов.
зависимость положения от входных импульсов обеспечивает позиционирование без обратной связи. Один шаг – один импульс. Какое количество импульсов подали, в то положение двигатель и шагнул.
двигатель обеспечивает полный момент в режиме остановки. Это хорошо тем, что для фиксации положения вала запитанному двигателю не нужен тормоз, можно тормозить его при помощи драйвера.
прецизионное позиционирование и повторяемость. Хорошие шаговые двигатели имеют точность от 3 до 5% от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу, так как на один оборот двигателя приходится неизменное количество шагов, совершив которые мы всегда получим поворот на 360 градусов.
высокая надежность. Высокая надежность двигателя связанна с отсутствием щеток. Срок службы фактически определяется сроком службы подшипников
возможность получения низких скоростей вращения. Для получения низкой скорости вращения двигателя достаточно замедлить скорость подачи импульсов, тогда двигатель будет медленнее шагать и скорость его вращения будет небольшой.
большой крутящий момент на низких скоростях. Большой крутящий момент на низких оборотах позволяет отказаться от применения редуктора, что упрощает конструкцию оборудования
может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей. Скорость вращения двигателя пропорциональна частоте входных импульсов, подавая их быстрее или медленнее мы так же влияем и на скорость вращения.

Недостатки шагового двигателя:

шаговым двигателем присуще явление резонанса. Шаговые двигатели обладают собственной резонансной частотой. Это связано с тем, что ротор после подачи тока в обмотку некоторое время колеблется, прежде чем зафиксироваться в конечном положении, и колебания тем сильней, чем больше инерция ротора. Резонанс приводит к повышенному шуму, вибрациям и падению крутящего момента двигателя. Один из способов победить резонанс – увеличить деление шага. Мелкие перемещения в микрошаге не требуют длительных разгона и фиксации ротора, быстро останавливают его между шагами и увеличивают частоту шагания выше резонансной.

возможна потеря контроля положения ввиду работы без обратной связи. При превышении усилия на валу выше того, который может создать двигатель, он начнет пропускать шаги. Так как у двигателя нет обратной связи, то контроллер не может узнать об этом и даже если двигатель начнет вращаться снова, стартует он уже из неправильного рабочего положения. Для устранения этого недостатка можно использовать сервошаговый двигатель или увеличить момент на валу, повысив напряжение, настроив драйвер на больший ток или заменив двигатель на более мощный.
потребляет энергию независимо от нагрузки. Шаговый двигатель в промежуточном положении фиксируется с полным моментом. Шагает он тоже с полным моментом. Поэтому он продолжает потреблять электричество без особой зависимости от нагрузки на валу. Снизить общее потребление энергии двигателем мы можем применив драйвера, которые уменьшают подаваемый в режиме удержания ток.
затруднена работа на высоких скоростях. На высоких скоростях вращения шаговый двигатель значительно теряет момент и при достижении определенной частоты оборотов момент становится настолько мал, что вал не может дальше крутиться. В этом момент двигатель останавливается и гудит с частотой подаваемых импульсов. Этот недостаток можно устранить, повысив питающее напряжение, что увеличит крутящий момент как на повышенных, так и на пониженных оборотах, использовать более продвинутый драйвер, который на высоких скоростях вращения переходит на полношаговый режим управления двигателем или попросту заменив шаговик на сервопривод, который рассчитан на высокие скорости.
невысокая удельная мощность.Шаговый двигатель по удельной мощности на грамм веса не самый энергонасыщенный электропривод. Сделать с этим мы ничего не можем.
относительно сложная схема управления.Драйвера шаговых двигателей насыщены электроникой. Тут мы тоже не можем что-то изменить.

Как выбрать шаговый двигатель? На какие параметры обратить внимание.

По большому счету, выбор двигателя сводится к выбору нескольких вещей:

вида двигателя (его размеры)
тока фазы
индуктивность

Что касается вида двигателя, то при отсутствии каких-то определенных предпочтений мы бы рекомендовали использовать биполярные шаговые двигатели с 4 выводами, так как они наиболее распространены и, что не менее важно, не менее распространены драйвера для них. То есть случае какой-либо поломки вы легко найдете замену и отремонтируете станок.
Размер двигателя и его ток проще всего подобрать, ориентируясь на готовые станки от известных производителей, которые близки к конструируемому по размерам и характеристикам — проверенная конструкция означает, что двигатели уже подобраны оптимальным образом и можно взять их характеристики за основу. Производитель двигателя в данном случае не особо важен, так как ввиду отработанной технологии производства их характеристики у разных производителей примерно одинаковые.
Остается одна характеристика – индуктивность.

При одинаковом напряжении питания двигатели с большей индуктивностью имеют больший момент на низких оборотах, и меньший – на высоких, как видно из графика. Но большая индуктивность потенциально дает вам возможность получить больший крутящий момент, повысив напряжение питания, тогда как при использовании двигателей с небольшой индуктивностью повышение напряжения может привести к тому, что двигатель будет перегреваться без заметной прибавки в характеристиках. Это связано с тем, что нарастание тока в обмотках с низкой индуктивностью идет быстрее и мы легко можем получить среднее значение тока выше номинального, а как следствие этого – перегрев. Таким образом при прочих равных лучше выбрать двигатель с большим значением индуктивности.

Шаговые двигатели (подробный разбор 4 типов)

Общие сведения:

Шаговый двигатель — это бесколлекторный двигатель, ротор которого вращается не плавно, а шагами (дискретно). Полный оборот ротора состоит из нескольких шагов. Меняя форму сигнала, количество импульсов, их длительность и фазовый сдвиг, можно задавать скорость вращения, направление вращения и количество оборотов ротора двигателя.

Шаговые двигатели состоят из ротора (подвижная часть) и статора (неподвижная часть). На статоре устанавливают электромагниты, а части ротора взаимодействующие с электромагнитами выполняются из магнитотвердого (двигатель с постоянными магнитами) или магнитомягкого (реактивный двигатель) материала.

Виды шаговых двигателей по типу ротора:

По типу ротора, шаговые двигатели делятся на: двигатели с постоянными магнитами, реактивные двигатели и гибридные двигатели.

Двигатель с постоянными магнитами (ротор из магнитотвердого материала). На роторе установлен один, или несколько, постоянных магнитов. Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества постоянных магнитов на роторе, и количества электромагнитов на статоре. Обычно в одном обороте от 4 до 48 шагов (один шаг от 7,5° до 90°).
Реактивный двигатель (ротор из магнитомягкого материала). Еще такие двигатели называют двигателями с переменным магнитным сопротивлением. Ротор не имеет постоянных магнитов, он выполнен из магнитомягкого материала в виде многоконечной звезды. Данные двигатели встречаются редко, так как у них наименьший крутящий момент, по сравнению с остальными, при тех же размерах. Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества зубцов на звезде ротора, и количества электромагнитов на статоре. Обычно в одном обороте от 24 до 72 шагов (один шаг от 5° до 15°.)
Гибридный двигатель (совмещает технологии двух предыдущих двигателей). Ротор выполнен из магнитотвердого материала (как у двигателя с постоянными магнитами), но имеет форму многоконечной звезды (как у реактивного двигателя). Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества постоянных магнитов на звезде ротора, и количества электромагнитов на статоре. Количество шагов в одном обороте таких двигателей может доходить до 400 (один шаг от 0,9°).

Какой тип шагового двигателя у меня?

Если вручную покрутить ротор отключённого двигателя, то можно заметить, что он движется не плавно, а шагами. После того, как Вы покрутили ротор, замкните все провода двигателя и покрутите ротор повторно. Если ротор крутится также, значит у Вас реактивный двигатель. Если для вращения ротора требуется прикладывать больше усилий, значит у вас двигатель с постоянными магнитами или гибридный. Отличить двигатель с постоянными магнитами от гибридного можно подсчитав количество шагов в одном обороте. Для этого не обязательно считать все шаги, достаточно примерно понять, их меньше 50 или больше. Если меньше, значит у Вас двигатель с постоянными магнитами, а если больше, значит у Вас гибридный двигатель.

Виды шаговых двигателей по типу соединения электромагнитов статора:

По типу соединения электромагнитов, шаговые двигатели делятся на: униполярные и биполярные.

На рисунке представлено упрощённое, схематическое, представление обмоток.
На самом деле, каждая обмотка состоит из нескольких обмоток электромагнитов, соединённых последовательно или параллельно

Биполярный двигатель имеет 4 вывода. Выводы A и A питают обмотку AA, выводы B и B питают обмотку BB. Для включения электромагнита, на выводы обмотки необходимо подать разность потенциалов (два разных уровня), поэтому двигатель называется биполярным. Направление магнитного поля зависит от полярности потенциалов на выводах.
Униполярный двигатель имеет 5 выводов. Центральные точки его обмоток соединены между собой и являются общим (пятым) выводом, который, обычно, подключают к GND. Для включения электромагнита, достаточно подать положительный потенциал на один из выводов обмотки, поэтому двигатель называется униполярным. Направление магнитного поля зависит от того, на какой именно вывод обмотки подан положительный потенциал.
6-выводной двигатель имеет ответвление от центральных точек обмоток, но обмотка AA не соединена с обмоткой BB. Если не использовать выводы центральных точек обмоток, то двигатель будет биполярным, а если эти выводы соединить и подключить к GND, то двигатель будет униполярным.
8-выводной двигатель является наиболее гибким в плане подключения электромагнитов. Данный двигатель можно не только использовать как биполярный или униполярный, но и самим определять, как соединить электромагниты обмоток, последовательно или параллельно.

Какой тип шагового двигателя у меня?

Если у Вашего двигателя 4 вывода, значит он биполярный. Если у Вашего двигателя 5 выводов, значит он униполярный. Но если у Вашего двигателя 6 и более выводов, то это не значит что некоторые из них являются центральными выводами катушек электромагнитов. Дело в том, что есть двигатели, некоторые выводы которых (обычно крайние), электрически замкнуты, так биполярный двигатель может иметь 6 выводов. Точно определить тип соединений, для двигателей с 6 и более выводами, можно только измеряя сопротивление между выводами.

Режимы работы шаговых двигателей:

Полношаговый режим — ротор поворачивается на 1 шаг за 1 такт.
Полушаговый режим — ротор поворачивается на ½ шага за 1 такт.
Микрошаговый режим — ротор поворачивается на ¼, ⅛ и т.д. шагов за 1 такт.

Ниже рассмотрены режимы работы, на примере биполярного двигателя с постоянным магнитом и полным шагом 90°.

Полношаговый режим (одна фаза на полный шаг). Номинальные значения шагового двигателя указываются именно для этого режима.

Полношаговый режим (две фазы на полный шаг). Этот режим позволяет увеличить крутящий момент почти в половину от номинального.

Полушаговый режим. Этот режим позволяет увеличить количество шагов в полном обороте в два раза, при незначительном уменьшении крутящего момента.

Микрошаговый режим. Этот режим является наиболее распространённым, он позволяет увеличить количество шагов в полном обороте в четыре раза, благодаря неравномерному распределению токов в обмотках. Снижение токов можно достичь снижением напряжения (как показано на картинке) или подавать полное напряжение через подключаемую внешнюю нагрузку.

Если подавать уровни не «0» — «½» — «1» (как на картинке), а «0» — «¼» — «½» — «¾» — «1», то количество шагов в полном обороте увеличится не в 4 раза, а в 8 раз. Можно увеличить количество шагов в 16, 32, 64 раза и т.д., а если заменить дискретные уровни сигналов на синусоиды, то мотор будет вращаться плавно (без шагов).

Режимы пониженного энергопотребления — доступны только для 8-выводных двигателей. Эти режимы отличаются от обычных тем, что используют только половину фазы (половину электромагнитов). Данные режимы используются редко, так как они значительно снижают крутящий момент двигателя.

Пример работы шаговых двигателей с разными видами роторов:

Подключение шаговых двигателей к Arduino:

Электромоторы нельзя подключать к выводам Arduino напрямую, так как они потребляют значительные токи, шаговые двигатели не являются исключением, поэтому их подключают через драйверы.

Большинство драйверов работают либо с биполярными двигателями, либо с униполярными.

Биполярный двигатель можно подключить только к драйверу биполярных двигателей.
6-выводной двигатель можно подключить к любому драйверу. Если не использовать выводы центральных точек обмоток, то двигатель будет биполярным, а если эти выводы соединить и подключить к GND, то двигатель будет униполярным.
8-выводной двигатель является наиболее гибким в плане подключения. Данный двигатель можно не только использовать как биполярный или униполярный, но и самим определять, как соединить электромагниты обмоток внутри двигателя, последовательно или параллельно.
Униполярный двигатель, при необходимости, можно подключить и к драйверу биполярного двигателя по простой схеме из нескольких диодов (лучше использовать диоды Шоттки), но такое подключение гарантирует корректность работы униполярного двигателя только в полношаговом режиме.

Драйверы делятся на две категории:

Повторяющие форму сигналов. Этот тип драйверов не формирует импульсы, а лишь повторяет их форму для управления двигателем. Формирование импульсов отводится микроконтроллерам (например Arduino). К этой категории относятся такие драйверы как MotorShield на базе чипа L298.
Формирующие сигналы управления. Используя данный тип драйверов, можно обойтись без микроконтроллеров, так как для их работы достаточно подать меандр и выбрать режимы работы. К этой категории относятся такие драйверы как например A4988.

Шаговые двигатели NEMA

Фланец 20×20

фланец 28×28

фланец 35×35

фланец 42×42

фланец 57х57

фланец 86х86

фланец 110х110

Шаговый двигатель — это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. В отличие от сервоприводов, шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения. Шаговые двигатели широко применяются в станках ЧПУ, системах автоматизации и управляются специальными устройствами — драйверами шагового двигателя. Мы предлагаем шаговые двигатели различных размеров (NEMA 17, 23, 34, 43).

HIWIN HIWIN, шаговые моторы

&nbsp

ШАГОВЫЕ МОТОРЫ

Шаговые моторы HIWIN — это двухфазные шаговые бесколлекторные двигатели постоянного тока. Шаговые двигатели применяются в качестве управляемого электропривода в станках с ЧПУ, не требующих высоких скоростей вращения. По сравнению с сервоприводом, шаговый привод не имеет встроенного датчика обратной связи, а управление двигателем задаётся количеством шагов или половин шагов при заданном направлении вращения до точки позиционирования. Стоимость шаговых приводов гораздо ниже стоимости сервоприводов и поэтому они используются, как правило в станках с малой и средней производительной мощности. В этом разделе Вы сможете посмотреть и сохранить техническую информацию по характеристикам шаговых двигателей HIWIN.

Шаговые двигатели HIWIN выпускаются в двух типоразмерах — ST40 и ST55. Шаговые моторы HIWIN могут иметь как одинарный, так и двойной консольный вал. Стандартные модели шаговых двигателей HIWIN могут выпускаться с минимальным физическим (аналоговым) разрешением шага — 1.8 и 0.9 градусов. В зависимости от требуемых точностных показателей заказчика минимальный физический шаг поворота двигателя может быть дискретизирован методом деления на величину кратно 2 (1/2, 1/4, 1/8….). Такую функцию может обеспечить блок управления (драйвер) двигателя в микрошаговом режиме работы. Движение ротора двигателя осуществляется за счет последовательного включения обмоток фаз двигателя в определённом порядке в зависимости от требуемого направления вращения.

Драйверы для шаговых двигателей HIWIN. Драйверы или блоки управления для шаговых моторов HIWIN необходимы для работы и управления шаговыми двигателями. Предназначены для управления двухфазными шаговыми двигателями (6 контактов). Обеспечивают функцию микрошагового режима работы. Величина постоянного тока на выходе 0.2-2A.

Коллекторные двигатели постоянного тока HIWIN. Двигатели постоянного тока HIWIN могут используются в качестве привода в простых задачах, например в качестве стеклоподъёмников, привод жалюзей, привод выдвижных дисплеев, привод люков автомобилей и моделестроении. Коллекторные двигатели (DC-моторы) отличаются простой конструкцией, что позволяет их использовать повсеместно в быту и промышленности. Двигатели постоянного тока HIWIN имеют напряжение питания от 12 до 24 В, диапазон мощностей от 43 до 70 Вт. Также двигатели постоянного тока могут быть снабжены зубчатой передачей для повышения выходного крутящего момента и энкодером для обратной связи в системе электроснабжения.

В данном разделе Вы сможете посмотреть и сохранить полный каталог по двигателям вращения Hiwin.

Для оптимального предложения и подбора двигателя Вы можете сохранить опросный лист для заказа двигателей вращения Hiwin.

Шаговые двигатели

Введение

Шаговые двигатели широко используются в принтерах, автоматических инструментах, приводах дисководов, автомобильных приборных панелях и других приложениях, требующих высокой точности позиционирования.

Производители шаговых двигателей: Autonics, Motionking, Fulling motor и другие.

Шаговые двигатели: принцип действия и отличия от двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока (ДПТ) Lenze начинают работать сразу, как только к ним будет приложено постоянное напряжение. Переключение направления тока через обмотки ротора осуществляется механическим коммутатором — коллектором. Постоянные магниты при этом расположены на статоре. Шаговый двигатель может быть рассмотрен как ДПТ без коммутатора. Обмотки его являются частью статора. На роторе расположен постоянный магнит или, для случаев с переменным магнитным сопротивлением, зубчатый блок из магнитомягкого материала. Все коммутации производятся внешними схемами. Обычно система мотор — контроллер разрабатывается так, чтобы была возможность вывода ротора в любую, фиксированную позицию, то есть система управляется по положению. Цикличность позиционирования ротора зависит от его геометрии.

Принято различать шаговые двигатели (Autonics, Motionking, Fulling motor) и серводвигатели (Lenze). Принцип их действия во многом похож, и многие контроллеры могут работать с обоими типами. Основное отличие заключается в количестве шагов на цикл (один оборот ротора). Серводвигатели требуют наличия в системе управления аналоговой обратной связи, в качестве которой обычно используется потенциометр. Ток в этом случае обратно пропорционален разности желаемого и текущего положений. Шаговые двигатели преимущественно используются в системах без обратных связей, требующих небольших ускорений при движении.

Шаговые двигатели (ШД) делятся на две разновидности: двигатели с постоянными магнитами и двигатели с переменным магнитным сопротивлением (гибридные двигатели). С точки зрения контроллера отличие между ними отсутствует. Двигатели с постоянными магнитами обычно имеют две независимые обмотки, у которых может присутствовать или отсутствовать срединный отвод (см. рис.1).

Рис.1. Униполярный ШД с постоянными магнитами.

Биполярные шаговые двигатели с постоянными магнитами и гибридные двигатели сконструированы более просто, чем униполярные двигатели, обмотки в них не имеют центрального отвода (см рис.2).

Рис.2. Биполярный и гибридный ШД.

За это упрощение приходится платить более сложным реверсированием полярности каждой пары полюсов мотора.

Шаговые двигатели имеют широкий диапазон угловых разрешений. Более грубые моторы обычно вращаются на 90° за шаг, в то время как прецизионные двигатели могут иметь разрешение 1,8° или 0,72° на шаг. Если контроллер позволяет, то возможно использование полушагового режима или режима с более мелким дроблением шага (микрошаговый режим), при этом на обмотки подаются дробные значения напряжений, зачастую формируемые при помощи ШИМ — модуляции.

Если в процессе управления используется возбуждение только одной обмотки в любой момент времени, то ротор будет поворачиваться на фиксированный угол, который будет удерживаться пока внешний момент не превысит момента удержания двигателя в точке равновесия.

Для правильного управления биполярным шаговым двигателем необходима электрическая схема, которая должна выполнять функции старта, стопа, реверса и изменения скорости. Шаговый двигатель транслирует последовательность цифровых переключений в движение. «Вращающееся» магнитное поле обеспечивается соответствующими переключениями напряжений на обмотках. Вслед за этим полем будет вращаться ротор, соединенный посредством редуктора с выходным валом двигателя.

Каждая серия содержит высокопроизводительные компоненты, отвечающие все возрастающим требованиям к характеристикам современных электронных применений.

Схема управления для биполярного шагового двигателя требует наличия мостовой схемы для каждой обмотки. Эта схема позволит независимо менять полярность напряжения на каждой обмотке.

На рис.3 показана последовательность управления для режима с единичным шагом.

Рис.3. Управляющая последовательность для режима с единичным шагом.

На рис.4 показана последовательность для полушагового управления.

Рис.4. Управляющая последовательность для режима с половинным шагом.

Максимальная скорость движения определяется исходя из физических возможностей шагового двигателя. При этом скорость регулируется путем изменения размера шага. Более крупные шаги соответствуют большей скорости движения.

В системах управления электроприводами для отработки заданного угла или перемещения используют датчики обратной связи по углу или положению выходного вала исполнительного двигателя.

Система отработки угла выходного вала двигателя с использованием датчика обратной связи

Если в качестве исполнительного двигателя использовать синхронный шаговый двигатель, то можно обойтись без датчика обратной связи (Дт) и упростить систему управления двигателем (СУ), так как отпадает необходимость использования в ней цифро-аналоговых (ЦАП) и аналого-цифровых (АЦП) преобразователей.
Шаговыми двигателями называются синхронные двигатели, преобразующие команду, заданную в виде импульсов, в фиксированный угол поворота двигателя или в фиксированное положение подвижной части двигателя без датчиков обратной связи.
Мощность шаговых двигателей лежит в диапазоне от единиц ватт до одного киловатта.
Шаговый двигатель имеет не менее двух положений устойчивого равновесия ротора в пределах одного оборота.
Напряжение питания обмоток управления шагового двигателя представляет собой последовательность однополярных или двуполярных прямоугольных импульсов, поступающих от электронного коммутатора (К). Результирующий угол соответствует числу переключений коммутатора, а частота вращения двигателя соответствует частоте переключений электронного коммутатора.
Шаговые двигатели различаются по конструктивным группам: активного типа (с постоянными магнитами), реактивного типа и индукторные.
Шаговые синхронные двигатели активного типа. В отличие от синхронных машин непрерывного вращения шаговые двигатели имеют на статоре явно выраженные полюса, на которых расположены катушки обмоток управления.
Принцип действия шагового двигателя активного типа рассмотрим на примере двухфазного двигателя

Принципиальная схема управления шаговым двигателем

Различают два вида коммутации обмотки шагового двигателя: симметричная и несимметричная.
При симметричной системе коммутации на всех четырех тактах возбуждается одинаковое число обмоток управления

Симметричная схема коммутации

При несимметричной системе коммутации четным и нечетным тактам соответствует различное число возбужденных обмоток управления

Несимметричная система коммутации

Ротор у шагового двигателя активного типа представляет собой постоянный магнит, при числе пар полюсов больше 1, выполненный в виде «звездочки».

Число тактов КТ системы управления называют количеством состояний коммутатора на периоде его работы T. Как видно из рисунков для симметричной системы управления КТ =4, а для несимметричной КТ =8.

В общем случае число тактов КТ зависит от числа обмоток управления (фаз статора) mу и может быть посчитано по формуле:

K_T=m_yn₁n₁

где

n₁=1 при симметричной системе коммутации;

n₁=2 при несимметричной системе коммутации;

n₂=1 при однополярной коммутации;

n₂=2 при двуполярной коммутации.

Схемы, иллюстрирующие положения ротора шагового двигателя с постоянными магнитами
при подключении к источнику питания одной (а) и двух обмоток (б)

При однополярной коммутации ток в обмотках управления протекает в одном направлении; при двуполярной — в обеих. Синхронизирующий (электромагнитный) момент машины является результатом взаимодействия потока ротора с дискретно вращающимся магнитным полем статора. Под действием этого момента ротор стремится занять такое положение в пространстве машины, при котором оси потоков ротора и статора совпадают. Мы рассмотрели шаговые синхронные машины с одной парой полюсов (р=1). Реальные шаговые микродвигатели являются многополюсными (р>1). Для примера приведем двуполюсный трехфазный шаговый двигатель.

Двигатель с р парами полюсов имеет зубчатый ротор в виде звездочки с равномерно расположенными вдоль окружности 2р постоянными магнитами. Для многополюсной машины величина углового шага ротора равна:

Чем меньше шаг машины, тем точнее (по абсолютной величине) будет отрабатываться угол. Увеличение числа пар полюсов связано с технологическими возможностями и увеличением потока рассеяния. Поэтому р= 4…6. Обычно величина шага ротора активных шаговых двигателей составляет десятки градусов.

Реактивные шаговые двигатели. У активных шаговых двигателей есть один существенный недостаток: у них крупный шаг, который может достигать десятков градусов.
Реактивные шаговые двигатели позволяют редуцировать частоту вращения ротора. В результате можно получить шаговые двигатели с угловым шагом, составляющим доли градуса.
Отличительной особенностью реактивного редукторного двигателя является расположение зубцов на полюсах статора

Принцип действия реактивного редукторного шагового двигателя:
(а) — исходное положение устойчивого равновесия;
(б) — положение устойчивого равновесия cдвинутое на один шаг

Если зубцы ротора соосны с одной диаметрально расположенной парой полюсов статора, то они сдвинуты относительно каждой из оставшихся трех пар полюсов статора соответственно на ј, Ѕ и ѕ зубцового деления.
При большом числе зубцов ротора Zр его угол поворота значительно меньше угла поворота поля статора.
Величина углового шага редукторного реактивного шагового двигателя определится выражением:

В выражении для КТ величину n2 следует брать равной 1, т. к. изменение направления поля не влияет на положение ротора.
Электромагнитный синхронизирующий момент реактивного двигателя обусловлен, как и в случае обычного синхронного двигателя, разной величиной магнитных сопротивлений по продольной и поперечной осям двигателя.
Основным недостатком шагового реактивного двигателя является отсутствие синхронизирующего момента при обесточенных обмотках статора.
Повышение степени редукции шаговых двигателей, как активного типа, так и реактивного, можно достичь применением двух, трех и многопакетных конструкций. Зубцы статора каждого пакета сдвинуты относительно друг друга на часть зубцового деления. Если число пакетов два, то этот сдвиг равен 1/2 зубцового деления, если три, то — 1/3, и т.д. В то же время роторы-звездочки каждого из пакетов не имеют пространственного сдвига, т.е. оси их полюсов полностью совпадают.
Такая конструкция сложнее в изготовлении и дороже однопакетной, и, кроме того, требует сложного коммутатора.
Индукторные (гибридные) шаговые двигатели. Стремление совместить преимущества активного шагового двигателя (большой удельный синхронизирующий момент на единицу объема, наличие фиксирующего момента) и реактивного шагового двигателя (малая величина шага) привело к созданию гибридных индукторных шаговых двигателей.
В настоящее время имеется большое число различных конструкций индукторных двигателей, различающихся числом фаз, размещением обмоток, способом фиксации ротора при обесточенном статоре и т.д. Во всех конструкциях индукторных шаговых двигателей вращающий момент создается за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого обмотками статора и постоянного магнита в зубчатой структуре воздушного зазора. При этом синхронизирующий момент шагового индукторного двигателя по природе является реактивным и создается намагничивающей силой обмоток статора, а постоянный магнит, расположенный либо на статоре, либо на роторе, создает фиксирующий момент, удерживающий ротор двигателя в заданном положении при отсутствии тока в обмотках статора.
По сравнению с шаговым двигателем реактивного типа у индукторного шагового двигателя при одинаковой величине шага больше синхронизирующий момент, лучшие энергетические и динамические характеристики.
Линейные шаговые синхронные двигатели. При автоматизации производственных процессов весьма часто необходимо перемещать объекты в плоскости (например, в графопостроителях современных ЭВМ и т.д.). В этом случае приходится применять преобразователь вращательного движения в поступательное с помощью кинематического механизма.
Линейные шаговые двигатели преобразуют импульсную команду непосредственно в линейное перемещение. Это позволяет упростить кинематическую схему различных электроприводов

Схема, иллюстрирующая работу линейного шагового двигателя

Статор линейного шагового двигателя представляет собой плиту из магнитомягкого материала. Подмагничивание магнитопроводов производится постоянным магнитом.
Зубцовые деления статора и подвижной части двигателя равны. Зубцовые деления в пределах одного магнитопровода ротора сдвинуты на половину зубцового деления t/2. Зубцовые деления второго магнитопровода сдвинуты относительно зубцовых делений первого магнитопровода на четверть зубцового деления t/4. Магнитное сопротивление потоку подмагничивания не зависит от положения подвижной части.
Принцип действия линейного шагового двигателя не отличается от принципа действия индукторного шагового двигателя. Разница лишь в том, что при взаимодействии потока обмоток управления с переменной составляющей потока подмагничивания создается не момент, а сила FС, которая перемещает подвижную часть таким образом, чтобы против зубцов данного магнитопровода находились зубцы статора, т.е. на четверть зубцового деления t/4.

где
KТ — число тактов схемы управления.
Для перемещения объекта в плоскости по двум координатам применяются двухкоординатные линейные шаговые двигатели.
В линейных шаговых двигателях применяют магнито-воздушную подвеску. Ротор притягивается к статору силами магнитного притяжения полюсов ротора. Через специальные форсунки под ротор нагнетается сжатый воздух, что создает силу отталкивания ротора от статора. Таким образом, между статором и ротором создается воздушная подушка, и ротор подвешивается над статором с минимальным воздушным зазором. При этом обеспечивается минимальное сопротивление движению ротора и высокая точность позиционирования.
Режимы работы синхронного шагового двигателя. Шаговый двигатель работает устойчиво, если в процессе отработки угла при подаче на его обмотки управления серии импульсов не происходит потери ни одного шага. Это значит, что в процессе отработки каждого из шагов ротор двигателя занимает устойчивое равновесие по отношению к вектору результирующей магнитной индукции дискретно вращающегося магнитного поля статора.
Режим отработки единичных шагов соответствует частоте импульсов управления, подаваемых на обмотки шагового двигателя, при котором шаговый двигатель отрабатывает до прихода следующего импульса заданный угол вращения. Это значит, что в начале каждого шага угловая скорость вращения двигателя равна 0

Процесс отработки шагов шаговым двигателем

При этом возможны колебания углового вала двигателя относительно установившегося значения. Эти колебания обусловлены запасом кинетической энергии, которая была накоплена валом двигателя при отработке угла. Кинетическая энергия преобразуется в потери: механические, магнитные и электрические. Чем больше величина перечисленных потерь, тем быстрее заканчивается переходный процесс отработки единичного шага двигателем.
В процессе пуска ротор может отставать от потока статора на шаг и более; в результате может быть расхождение между числом шагов ротора и потока статора.
Основными характеристиками шагового двигателя являются: шаг, предельная механическая характеристика и приемистость.
Предельная механическая характеристика- это зависимость максимального синхронизирующего момента от частоты управляющих импульсов

Предельная механическая характеристика шагового двигателя

Приемистость — это наибольшая частота управляющих импульсов, при которой не происходит потери или добавления шага при их отработке. Она является основным показателем переходного режима шагового двигателя. Приемистость растет с увеличением синхронизирующего момента, а также с уменьшением шага, момента инерции вращающихся (или линейно перемещаемых) частей и статического момента сопротивления

Предельная динамическая характеристика шагового двигателя

Приемистость падает с увеличением нагрузки.

Полезные ссылки

Сервопривод или шаговый двигатель?

В случаях, когда необходима высокая точность работы исполнительных механизмов, используют асинхронный электродвигатель с энкодером обратной связи. Однако в промышленных станках с особыми требованиями к точности позиционирования подобное оборудование не справится с задачами в силу ряда конструктивных недостатков — низкого момента на малых скоростях, проскальзывания ротора, инерции при разгоне и торможении. В таких случаях используются сервоприводы и шаговые двигатели. Рассмотрим преимущества и недостатки обоих типов приводов.

Сервоприводы

В состав сервопривода входят серводвигатель и электронный блок управления (сервоусилитель или сервопреобразователь). В качестве серводвигателей наиболее широко применяют синхронные трехфазные электродвигатели, в которых установлены мощные постоянные магниты для улучшения динамических характеристик. Обязательным компонентом сервопривода также является энкодер. Как правило, он превосходит по своим параметрам обычные энкодеры, поставляемые отдельно. Его разрешение может достигать сотен тысяч импульсов на оборот, за счет чего достигается сверхточное позиционирование. Для примера, разрешение встроенных энкодеров сервоприводов Delta ASD-A2 составляет 1 280 000 имп/об.

Сервоусилитель получает два сигнала управления — сигнал задания скорости (или угла поворота) и сигнал обратной связи с энкодера. В результате сервопривод обеспечивает движение какой-либо механической нагрузки с большой точностью не только по скорости вращения, но и по углу поворота, который может быть выдержан до долей градуса.

Шаговые двигатели

Шаговый двигатель — это особый вид многофазного синхронного двигателя, дискретное вращение которого производится путем подачи импульсов напряжения на нужные обмотки статора. При этом ротор не имеет обмоток и состоит из магнитного материала.

Основной параметр шагового двигателя — его шаг, или количество шагов на оборот. Для одного полного оборота ротора необходимо строго определенное количество импульсов. Чем меньше шаг, тем большую точность позиционирования может обеспечить данный шаговый двигатель.

Управляющие импульсы формируются специальным драйвером, который получает задание с контроллера. При этом обратной связи не требуется, поскольку путем подсчета импульсов всегда можно узнать, на какой угол повернулся вал шагового двигателя, и сколько оборотов он сделал.

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.

Преимущества шаговых двигателей

Меньшая цена при одинаковой мощности в силу более простой конструкции двигателя и драйвера.
Возможность работы на экстремально низких оборотах без ухудшения характеристик и применения редукторов.
Более точное позиционирование, обусловленное конструкцией двигателя.
Отсутствие необходимости в обратной связи.
Для фиксации вала двигателя при останове достаточно снять с него напряжение. При останове серводвигателя необходимо расходовать мощность на удержание либо использовать электромеханический тормоз.

Применение

В промышленном оборудовании для выполнения задач позиционирования имеет смысл использовать и асинхронные двигатели с обратной связью, и сервоприводы, и шаговые двигатели.

Сервоприводы устанавливаются в тех узлах оборудования, где требуется точное позиционирование механизмов для их синхронизации с другими узлами. В частности сервоприводы широко используют в обрабатывающих станках.

Шаговые двигатели нашли наибольшее применение в станках с ЧПУ и в робототехнике.

На практике встречаются производственные линии, в которых в различных узлах используются все три типа электродвигателей.

Другие полезные материалы:
Выбор оптимального типоразмера электродвигателя
Как выбрать мотор-редуктор
Редуктор от «А» до «Я»

Шаговые двигатели

Производители шаговых двигателей: Autonics, Motionking, Fulling motor и другие.

Шаговые двигатели: принцип действия и отличия от двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока (ДПТ) с постоянными магнитами Lenze начинают работать сразу, как только к якорной обмотке будет приложено постоянное напряжение. Переключение направления тока через обмотки ротора осуществляется механическим коммутатором — коллектором. Постоянные магниты при этом расположены на статоре.

Шаговый двигатель (ШД) может быть рассмотрен как ДПТ без коллекторного узла. Обмотки ШД являются частью статора. На роторе расположен постоянный магнит или, для случаев с переменным магнитным сопротивлением, зубчатый блок из магнитомягкого материала. Все коммутации производятся внешними схемами. Обычно система мотор — контроллер разрабатывается так, чтобы была возможность вывода ротора в любую, фиксированную позицию, то есть система управляется по положению. Цикличность позиционирования ротора зависит от его геометрии.

Принято различать шаговые двигатели (Autonics, Motionking, Fulling motor) и серводвигатели (Lenze). Принцип их действия во многом похож, и многие контроллеры могут работать с обоими типами. Основное отличие заключается в шаговом (дискретном) режиме работы шагового двигателя (n шагов на один оборот ротора) и плавности вращения синхронного двигателя. Серводвигатели требуют наличия в системе управления датчика обратной связи по скорости и/или положению, в качестве которого обычно используется резольвер или sin/cos энкодер. Шаговые двигатели преимущественно используются в системах без обратных связей, требующих небольших ускорений при движении. В то время как синхронные сервомоторы обычно используются в скоростных высокодинамичных системах.

За это упрощение приходится платить более сложным реверсированием полярности каждой пары полюсов мотора.

На рисунке 3 показана последовательность управления для режима с единичным шагом.

На рисунке 4 показана последовательность для полушагового управления.

Шаговыми двигателями называются синхронные двигатели, преобразующие команду, заданную в виде импульсов, в фиксированный угол поворота двигателя или в фиксированное положение подвижной части двигателя без датчиков обратной связи.

Мощность шаговых двигателей лежит в диапазоне от единиц ватт до одного киловатта.Шаговый двигатель имеет не менее двух положений устойчивого равновесия ротора в пределах одного оборота. Напряжение питания обмоток управления шагового двигателя представляет собой последовательность однополярных или двуполярных прямоугольных импульсов, поступающих от электронного коммутатора (К). Результирующий угол соответствует числу переключений коммутатора, а частота вращения двигателя соответствует частоте переключений электронного коммутатора.

Шаговые двигатели различаются по конструктивным группам: активного типа (с постоянными магнитами), реактивного типа и индукторные.

Шаговые синхронные двигатели активного типа

В отличие от синхронных машин непрерывного вращения шаговые двигатели имеют на статоре явно выраженные полюса, на которых расположены катушки обмоток управления.Принцип действия шагового двигателя активного типа рассмотрим на примере двухфазного двигателя.

Различают два вида коммутации обмотки шагового двигателя: симметричная и несимметричная.

При симметричной системе коммутации на всех четырех тактах возбуждается одинаковое число обмоток управления.

При несимметричной системе коммутации четным и нечетным тактам соответствует различное число возбужденных обмоток управления.

Число тактов K_T системы управления называют количеством состояний коммутатора на периоде его работы T. Как видно из рисунков для симметричной системы управления K_T=4, а для несимметричной K_T=8.

В общем случае число тактов K_T зависит от числа обмоток управления (фаз статора) m_у и может быть посчитано по формуле:

K_T = m_уn₁n₂,

где: n₁=1 — при симметричной системе коммутации;

n₁=2 — при несимметричной системе коммутации;

n₂=1 — при однополярной коммутации;

n₂=2 — при двуполярной коммутации.

При однополярной коммутации ток в обмотках управления протекает в одном направлении, а при двуполярной — в обеих. Синхронизирующий (электромагнитный) момент машины является результатом взаимодействия потока ротора с дискретно вращающимся магнитным полем статора. Под действием этого момента ротор стремится занять такое положение в пространстве машины, при котором оси потоков ротора и статора совпадают. Мы рассмотрели шаговые синхронные машины с одной парой полюсов (р=1). Реальные шаговые микродвигатели являются многополюсными (р>1). Для примера приведем двуполюсный трехфазный шаговый двигатель.

α_ш=360/К_тр

Чем меньше шаг машины, тем точнее (по абсолютной величине) будет отрабатываться угол. Увеличение числа пар полюсов связано с технологическими возможностями и увеличением потока рассеяния. Поэтому р=4…6. Обычно величина шага ротора активных шаговых двигателей составляет десятки градусов.

Реактивные шаговые двигатели

У активных шаговых двигателей есть один существенный недостаток: у них крупный шаг, который может достигать десятков градусов.

Реактивные шаговые двигатели позволяют редуцировать частоту вращения ротора. В результате можно получить шаговые двигатели с угловым шагом, составляющим доли градуса.

Отличительной особенностью реактивного редукторного двигателя является расположение зубцов на полюсах статора.

При большом числе зубцов ротора Z_р его угол поворота значительно меньше угла поворота поля статора.

Величина углового шага редукторного реактивного шагового двигателя определится выражением:

α_ш=360/К_тZ_р

В выражении для KT величину n2 следует брать равной 1, т.к. изменение направления поля не влияет на положение ротора.

Электромагнитный синхронизирующий момент реактивного двигателя обусловлен, как и в случае обычного синхронного двигателя, разной величиной магнитных сопротивлений по продольной и поперечной осям двигателя.

Основным недостатком шагового реактивного двигателя является отсутствие синхронизирующего момента при обесточенных обмотках статора.

Повышение степени редукции шаговых двигателей, как активного типа, так и реактивного, можно достичь применением двух, трех и многопакетных конструкций. Зубцы статора каждого пакета сдвинуты относительно друг друга на часть зубцового деления. Если число пакетов два, то этот сдвиг равен 1/2 зубцового деления, если три, то — 1/3, и т.д. В то же время роторы-звездочки каждого из пакетов не имеют пространственного сдвига, т.е. оси их полюсов полностью совпадают. Такая конструкция сложнее в изготовлении и дороже однопакетной, и, кроме того, требует сложного коммутатора.

Индукторные (гибридные) шаговые двигатели. Стремление совместить преимущества активного шагового двигателя (большой удельный синхронизирующий момент на единицу объема, наличие фиксирующего момента) и реактивного шагового двигателя (малая величина шага) привело к созданию гибридных индукторных шаговых двигателей.

В настоящее время имеется большое число различных конструкций индукторных двигателей, различающихся числом фаз, размещением обмоток, способом фиксации ротора при обесточенном статоре и т.д. Во всех конструкциях индукторных шаговых двигателей вращающий момент создается за счет взаимодействия магнитного поля, создаваемого обмотками статора и постоянного магнита в зубчатой структуре воздушного зазора. При этом синхронизирующий момент шагового индукторного двигателя по природе является реактивным и создается намагничивающей силой обмоток статора, а постоянный магнит, расположенный либо на статоре, либо на роторе, создает фиксирующий момент, удерживающий ротор двигателя в заданном положении при отсутствии тока в обмотках статора.

По сравнению с шаговым двигателем реактивного типа у индукторного шагового двигателя при одинаковой величине шага больше синхронизирующий момент, лучшие энергетические и динамические характеристики

Линейные шаговые синхронные двигатели

При автоматизации производственных процессов весьма часто необходимо перемещать объекты в плоскости (например, в графопостроителях современных ЭВМ и т.д.). В этом случае приходится применять преобразователь вращательного движения в поступательное с помощью кинематического механизма.

Линейные шаговые двигатели преобразуют импульсную команду непосредственно в линейное перемещение. Это позволяет упростить кинематическую схему различных электроприводов.

Статор линейного шагового двигателя представляет собой плиту из магнитомягкого материала. Подмагничивание магнитопроводов производится постоянным магнитом.

Зубцовые деления статора и подвижной части двигателя равны. Зубцовые деления в пределах одного магнито-провода ротора сдвинуты на половину зубцового деления t/2. Зубцовые деления второго магнитопровода сдвинуты относительно зубцовых делений первого магнитопровода на четверть зубцового деления t/4. Магнитное сопротивление потоку подмагничивания не зависит от положения подвижной части.

Принцип действия линейного шагового двигателя не отличается от принципа действия индукторного шагового двигателя. Разница лишь в том, что при взаимодействии потока обмоток управления с переменной составляющей потока подмагничивания создается не момент, а сила FС, которая перемещает подвижную часть таким образом, чтобы против зубцов данного магнитопровода находились зубцы статора, т.е. на четверть зубцового деления t/4.

ΔX_ш=t_z/К_t

где K_t — число тактов схемы управления.

Для перемещения объекта в плоскости по двум координатам применяются двухкоординатные линейные шаговые двигатели.

В линейных шаговых двигателях применяют магнито-воздушную подвеску. Ротор притягивается к статору силами магнитного притяжения полюсов ротора. Через специальные форсунки под ротор нагнетается сжатый воздух, что создает силу отталкивания ротора от статора. Таким образом, между статором и ротором создается воздушная подушка, и ротор подвешивается над статором с минимальным воздушным зазором. При этом обеспечивается минимальное сопротивление движению ротора и высокая точность позиционирования.

Режимы работы синхронного шагового двигателя

Шаговый двигатель работает устойчиво, если в процессе отработки угла при подаче на его обмотки управления серии импульсов не происходит потери ни одного шага. Это значит, что в процессе отработки каждого из шагов ротор двигателя занимает устойчивое равновесие по отношению к вектору результирующей магнитной индукции дискретно вращающегося магнитного поля статора.

Режим отработки единичных шагов соответствует частоте импульсов управления, подаваемых на обмотки шагового двигателя, при котором шаговый двигатель отрабатывает до прихода xследующего импульса заданный угол вращения. Это значит, что в начале каждого шага угловая скорость вращения двигателя равна 0.

В процессе пуска ротор может отставать от потока статора на шаг и более; в результате может быть расхождение между числом шагов ротора и потока статора.

Основными характеристиками шагового двигателя являются: шаг, предельная механическая характеристика и приемистость.

Предельная механическая характеристика — это зависимость максимального синхронизирующего момента от частоты управляющих импульсов.

Приемлемость падает с увеличением нагрузки.

В. П. Колодийчик.

Цифровой драйвер | Драйвер шагового двигателя

Серия	Серия T	Серия Y	Серия S	Серия N
Уровни продукции	Высокая производительность	Высокая стоимость производительности	Китайские ведущие бренды
Компоненты, используемые в драйвере	Лучшие мировые бренды	Лучшие мировые бренды	Стандарт	Любитель DIY
OEM-производитель	TOP1 производитель в Китае	TOP3 производитель в Китае	TOP3 производитель в Китае		TOP10 производитель в Китае
Стабильность	Сверхвысокая стабильность	Сверхвысокая стабильность	Высокая стабильность	Высокая стабильность
Производительность	Высокая оптимизация для средних и высоких скоростей	Сбалансированный mance	Сбалансированная производительность	Высокооптимизированная для низкой скорости
Характеристика продукта	Рекомендуемые продукты	Рекомендуемые продукты	Снятые с производства	Снятые с производства

Сортировать по: Имя по умолчанию (Z — Z) A) Цена (Низкая> Высокая) Цена (Высокая> Низкая) Рейтинг (Наивысшая) Рейтинг (Наименьшая) Модель (A — Z) Модель (Z — A)

Показать: 20255075100

-22%

Артикул: DM320T

~~17 долларов.00~~ 13,30 $ Начиная с: 12,70 $

-21%

SKU: DM332T

Это цифровой шаговый привод, реализованный с использованием передовой технологии управления шаговым двигателем. Он прост в использовании и может использоваться для плавного управления 2-фазными и 4-фазными двигателями (от Nema 17-Nema 23) с меньшим нагревом и шумом. Это работает ..

~~$ 19,50~~ $ 15,50 Начиная с: 14,82 $

SKU: DM420Y

В основном используется в медицинском оборудовании, дозирующих машинах, гравировальных станках, лазерном оборудовании, этикетировочных машинах, электронном оборудовании, рекламном оборудовании и другом оборудовании автоматизации.Он особенно эффективен в применении.

16,24 $ Начиная с: 14,33 $

-20%

Артикул: DM542T

~~25,00 $~~ 19,90 $ Начиная с: 19,05 $

Артикул: DM542Y

В основном используется в медицинском оборудовании, дозирующих машинах, гравировке машины, лазерное оборудование, этикетировочные машины, электронное оборудование, рекламное оборудование и другое оборудование для автоматизации. Особенно эффективен в применении ..

24 $.36 Начиная с: 21,50 $

-21%

SKU: DM556T

~~28,00 $~~ 22,05 $ Начиная с: 21,18 $

-20%

SKU: DM860I

~~40,50 $~~ 32,31 $ Начиная с: 30,92 $

SKU: DM556Y

В основном используется в медицинском оборудовании, дозирующих машинах, гравировальных станках, лазерном оборудовании, этикетировочных машинах, электронном оборудовании, рекламном оборудовании и другом оборудовании для автоматизации. Особенно эффективен в применении..

27,07 $ Начиная с: 23,88 $

-25%

-20%

Артикул: DM860T

~~46,50 $~~ 37,40 $ Начиная с: 35,79 $

Артикул: DM860Y

В основном используется в медицинском оборудовании, дозирующих машинах, гравировальных машинах, лазерах оборудование, этикетировочные машины, электронное оборудование, рекламное оборудование и другое оборудование для автоматизации. Особенно эффективен в применении.

40,60 $ Начиная с: 35 $.83

Артикул: DM2282T

DM2282T — это полностью цифровой шаговый привод, разработанный с использованием усовершенствованного алгоритма управления DSP, основанного на новейшей технологии управления движением. Он достиг уникального уровня плавности системы, обеспечивая оптимальный крутящий момент и средние значения нуля.

150,97 долларов США Всего: 119,18 долларов США

SKU: 3DM2283T

3DM2283T — это полностью цифровой шаговый привод, разработанный с использованием усовершенствованного алгоритма управления DSP на основе новейших технологий. технология управления движением.Он достиг уникального уровня плавности системы, обеспечивая оптимальный крутящий момент и средние значения нуля.

150,97 долларов США Всего: 119,18 долларов США

SKU: ISD02

ISD02 — это серия миниатюрных высокопроизводительных драйверов шаговых двигателей с параллельным портом управления. его небольшой размер и сильная управляемость. Его толщина менее 14 мм. Их можно установить непосредственно на ..

25,48 $ Всего: 21,50 $

SKU: ISD04

ISD04 — это серия миниатюрных высокопроизводительных драйверов шагового двигателя с параллельным портом управления.Его самая большая особенность — небольшой размер и высокая управляемость. Толщина менее 14 мм. Их можно установить непосредственно на NE.

40,76 долларов США. Всего: 34,39 долларов США.

SKU: ISD08

ISD08 представляет собой серию контроллеров с параллельным портом. миниатюрных высокопроизводительных драйверов шагового двигателя. Самая большая его особенность — небольшой размер и отличная управляемость. Его толщина менее 14 мм. Их можно установить непосредственно на ..

56,05 $ Всего от: 47,29 $

-24%

SKU: ISC02

ISC02 — это встроенный микропроцессор, регулятор напряжения, миниатюрный контроллер шагового двигателя.Он полностью разработан для установки на шаговые двигатели и прост в управлении. С ISC02 скорость двигателя можно контролировать с помощью анального ..

~~26,26 $~~ 19,99 $ Начиная с: 19,99 $

SKU: ISC02

ISC02 — это встроенный микропроцессор, регулятор напряжения, миниатюрный контроллер шагового двигателя. Он полностью разработан для установки на шаговые двигатели и прост в управлении. С ISC02 скорость двигателя можно контролировать с помощью анал ..

$ 27.07 Начиная с: 23,09 $

SKU: ISC04

ISC04 — это встроенный микропроцессор, управляющий напряжением, миниатюрный контроллер шагового двигателя. Он полностью разработан для установки на шаговые двигатели и прост в управлении. С ISC04 скорость двигателя можно контролировать с помощью анального ..

40,60 $ Всего: 34,63 $

SKU: ISC08

ISC08 — это встроенный микропроцессор, регулятор напряжения, миниатюрный контроллер шагового двигателя. Он полностью разработан для установки на шаговые двигатели и прост в управлении.С ISC08 скорость двигателя можно контролировать с помощью аналогового ..

59,55 $ Начиная с: 50,79 $

Двигатели, соленоиды, платы / модули драйверов | Шаговые двигатели

— 9mediate5 ° 909 NMB Technologies Corporation ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ PM ЛИНЕЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

1 99022 99022 Линейный привод891 57-89.09000

891 57- Control GmbH36 В пост.

06 —

1.8 ° — 9323

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ HYBRID BIPOLAR 12V

$ 16.85000

388 — Немедленно

SparkFun Electronics

SparkFun Electronics 9

Большая часть

Активная

Гибридная

Биполярная

12 В постоянного тока

330 мА

200

1.8 °

—

32,57 / 230

Квадрат — 1,665 дюйма x 1,665 дюйма (42,30 мм x 42,30 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 дюйма ( 31,00 мм)

Выводы для проводов

—

32,6 Ом

Круглый вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ PM BIPOLAR 5V

$ 26,89000

403-1005-ND

26M

Большой

Активный

Постоянный магнит

Биполярный

5 В постоянного тока

250 мА

485 °

± 15%

1,5 / 10,6

Круглый — диаметр 1,030 дюйма (26,16 мм)

—

0,079 дюйма (2,00 мм)

0,445 дюйма (11,30 мм)

1,370 дюйма (34,90 мм)

Проволочные выводы

-20 ° C ~ 70 ° C

19,8 Ом

Круглый вал

ШАГОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ PM BIPOLAR 5V

$ 30.62000

— Непосредственно

Portescap

403-1009-ND

42M

Навалом

Активный

Постоянный магнит

Биполярный

9023

Биполярный

902

± 15%

11,9 / 84

Круглый — диаметр 1,650 дюйма (42,00 мм)

—

0,118 дюйма (3,00 мм)

0,450 дюйма (11,43 мм)

1,950 дюйма (49,48 мм)

Проволочные выводы

-20 ° C ~ 70 ° C

9,1 Ом

Круглый вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ PM GEARED BIPOLAR 24V

$ 36.61000

NMB Technologies Corporation

P14336-ND

Большой объем

Активный

Мотор-редуктор с постоянным магнитом

Биполярный

24000 мА

0.212 °

—

99,1 / 700

Круглый — диаметр 1,378 дюйма (35,00 мм)

—

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,709 дюйма (18,00 мм)

1,650 дюйма (42,00 мм)

Проволочные выводы

—

28 Ом

Двойной плоский вал

STEP MOTOR HYBRID BIPOLAR 5,3 В

$ 38,66000

238 9 — Immediate Motion6902 Control GmbH

1460-1074-ND

QMot QSh5218

Bulk

Active

Hybrid

Bipolar

5.3 В пост.

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 дюйма (30,99 мм)

Выводы провода

-20 ° C ~ 50 ° C

5,3 Ом

Плоский вал

STEP MOTOR HYBRVID 4.5

$ 40,71000

301 — Немедленно

Trinamic Motion Control GmbH

1460-1075-ND

2189

QMot 9000 QMot QMot Активный

Гибрид

Биполярный

4.5 В пост.

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 дюйма (30,99 мм)

Выводы провода

-20 ° C ~ 50 ° C

4,5 Ом

Плоский вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ91 HYBR

47,30000 долл. США

550 — Немедленно

Trinamic Motion Control GmbH

1460-1076-ND

QMot6

QSh2291 900

Активный

Гибрид

Биполярный

5 В постоянного тока

1 A

200

1.8 °

± 5%

69,39 / 490

Квадрат — 1,665 x 1,665 дюйма (42,30 x 42,30 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 «(30,99 мм)

Выводы провода

-20 ° C ~ 50 ° C

5 Ом

Плоский вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ PM LINEAR ACT 12V

0 $ 52,82000

$ 52,82000

— Немедленное

Portescap

403-1030-ND

20DAM-L

Bulk

6

постоянного магнита

Постоянный магнит линейный6 100 мА

15 °

—

Круглый — 0.Диаметр 807 дюймов (20,50 мм)

—

0,135 дюйма (3,43 мм)

3,150 дюйма (80,00 мм)

1,030 дюйма (26,16 мм)

Проволочные выводы

-20 ° C ~ 70 ° C

115,2 Ом

Резьбовой вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ГИБРИДНЫЙ БИПОЛЯРНЫЙ 2,52 В

$ 76,71000

112 — Немедленно

Trinamic Motion Control GmbH

1460-1082-ND

QMot QSH6018

Bulk

Active

Hybrid

Bipolar

2.52 В пост.

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,856 дюйма (47,14 мм)

Выводы проводов

-20 ° C ~ 50 ° C

0,9 Ом

Плоский вал

$ 78,43000

127 — Немедленно

Portescap

403-1035-ND

Постоянный 35DBM-K

Униполярный

12 В постоянного тока

210 мА

7.5 °

± 15%

—

Круглый — 1,420 дюйма (35,94 мм)

—

0,138 дюйма (3,51 мм)

1,600 дюйма (40,56 мм)

1,650 дюйма (42,00 мм)

Проволочные выводы

-20 ° C ~ 70 ° C

58 Ом

Круглый вал

STEP MOTOR HYBRID BIPOLAR 3.36V

$ 89.09000

Trinamic Motion Control GmbH

1460-1083-ND

QMot QSH6018

Bulk

Active

Hybrid

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,856 дюйма (47,14 мм)

Выводы провода

-20 ° C ~ 50 ° C

1,2 Ом

Плоский вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ENC W /

$ 135,60000

51 — Немедленно

Устройства CUI

102-4720-ND

NEMA23-BoxT1228

Биполярный

24 ~ 80 В постоянного тока

1.4 A

200

1,8 °

± 0,2%

270 / 1906,62

Квадратный — 2,252 дюйма x 2,252 дюйма (57,20 мм x 57,20 мм)

0,250 дюйма (6,35 мм)

0,811 дюйма (20,60 мм)

1,819 дюйма (46,20 мм)

Разъем

-20 ° C ~ 50 ° C

4,5 Ом

Встроенный энкодер, плоский вал

STEPPER MOTOR 9OLARVID 900 HYBRID

$ 179,28000

79 — Немедленно

Trinamic Motion Control GmbH

1460-1107-ND

PANdrive2 9

6

Гибрид

Биполярный

24 В постоянного тока

2 A

200

1.8 °

± 5%

38,2 / 270

Квадрат — 1,654 дюйма x 1,654 дюйма (42,00 мм x 42,00 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

—

Провода с разъемом

—

Интегрированный контроллер, плоский вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ HYBRID BIPOLAR 24V

$ 198,24000

Immediate

Trinamic Motion Control GmbH

1460-1109-ND

PANdrive ™

Box

Active

Hybrid

Bipolar

± 5%

69,39 / 490

Квадрат — 1,654 дюйма x 1,654 дюйма (42,00 мм x 42,00 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

—

Провода с разъемом

—

Интегрированный контроллер, плоский вал

PANDRIVE NEMA17, 24 В, 0,4 Нм

$ 261,10000

немедленно

Control GmbH

Trinamic Motion Control GmbH

1460-1308-ND

PANdrive ™

Большой объем

Активный

Гибридный

Биполярный

1.8 °

± 5%

56,66 / 400

Квадрат — 1,654 дюйма x 1,654 дюйма (42,00 мм x 42,00 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 «(31,00 мм)

Выводы с разъемом

-20 ° C ~ 50 ° C

0,5 Ом

Встроенный контроллер, плоский вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ HYBRID BIPOLAR000 12В

2,046 — Немедленно

Adafruit Industries LLC

1528-1062-ND

—

Bulk

902 Устройства CIU 1

Мотор-редуктор с постоянным магнитом 24000 мА

12 В постоянного тока

350 мА

200

1.8 °

—

28/197

Квадрат — 1,654 дюйма x 1,654 дюйма (42,00 мм x 42,00 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 дюйма ( 30,99 мм)

Выводы для проводов

0 ° C ~ 50 ° C

35 Ом

Плоский вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ГИБРИДНЫЙ БИПОЛЯРНЫЙ 3V

$ 17.95000

немедленно

SparkFun Electronics

1568-1106-ND

—

Большой объем

Активный

Гибридный

Биполярный

7 A

400

0,9 °

—

67,97 / 480

Квадрат — 1,665 дюйма x 1,665 дюйма (42,30 мм x 42,30 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 дюйма (31,00 мм)

Выводы для проводов

—

1,8 Ом

Круглый вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ PM BIPOLAR 24V

9 — 3691 $

NMB Technologies Corporation

P14340-ND

Большой

Активный

Постоянный магнит

Биполярный

7.5 °

—

6,94 / 49

Круглый — диаметр 1,378 дюйма (35,00 мм)

—

0,118 дюйма (3,00 мм)

0,394 дюйма (10,00 мм)

1,650 дюйма (42,00 мм)

Проволочные выводы

—

5,5 Ом

Круглый вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ИНКРЕМЕНТАЛЬНЫМ ENC

$ 118,08000

27 — Немедленно

102-4713-ND

NEMA17-AMT112S

Коробка

Активный

—

Биполярный

24 ~ 48 В постоянного тока

1.1 A

200

1,8 °

± 0,2%

83 / 586,11

Квадрат — 1,669 дюйма x 1,669 дюйма (42,40 мм x 42,40 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 дюйма (31,00 мм)

Разъем

-20 ° C ~ 50 ° C

5,2 Ом

Интегрированный энкодер, плоский вал

ДВИГАТЕЛЬ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ 900 БИПОЛЯРНЫЙ 9000 В

$ 4.50000

298 — Немедленно

Seeed Technology Co., Ltd

1597-1203-ND

—

Большой объем

Активный

Мотор-редуктор с постоянным магнитом

Биполярный

2048

0,176 °

—

5,5 / 38,8

Круглый — диаметр 0,945 дюйма (24,00 мм)

—

0,118 дюйма (3,00 мм)

0,394 дюйма (10,00 мм)

1,220 дюйма ( 31,00 мм)

Выводы с разъемом

—

25 Ом

Плоский вал

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ PM GEARED UNI 5V

$ 4.95000

100 — Немедленно

Adafruit Industries LLC

1528-1366-ND

—

Двигатель с постоянным магнитом

Униполярный

5 В постоянного тока

—

513

0,702 °

—

2/14

Круглый — диаметр 1,100 дюйма (28,00 мм)

—

0.197 дюймов (5,00 мм)

0,394 дюйма (10,00 мм)

1,378 дюйма (35,00 мм)

Выводы с разъемом

–

42 Ом

Плоский вал

ШЕСТЕРНЯЯ ШЕСТЕРНЯ UNI 5V

$ 8.00000

201 — Немедленно

MikroElektronika

1471-1491-ND

9 28000

Униполярный

5VDC

—

4096

0.088 °

—

Круглый — диаметр 1,100 дюйма (28,00 мм)

—

5,00 мм (0,197 дюйма)

0,394 дюйма (10,00 мм)

1,378 дюйма (35,00 мм)

Провода с разъемом

—

50 Ом

Плоский вал

$ 41,36000

118 — Немедленно

Lin Engineering

9001

-4118M-06P-ND

4118

Лоток

Активный

—

Биполярный

24 В постоянного тока

1.4 A

200

1,8 °

—

63 / 444,88

Квадрат — 1,669 x 1,669 дюйма (42,40 мм x 42,40 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,945 дюйма (24,00 мм)

1,220 дюйма (31,00 мм)

Выводы провода

-20 ° C ~ 50 ° C

2,7 Ом

—

41,500006

123 9 — Немедленно

Lin Engineering

2090-WO-3518X-08-ND

—

Лоток

Активный

—

Биполярный

200

1.8 °

—

7,5 / 52,96

Квадрат — 1,390 дюйма x 1,390 дюйма (35,30 мм x 35,30 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,591 дюйма (15,00 мм)

1,023 дюйма ( 26,00 мм)

Проволочные выводы

-20 ° C ~ 50 ° C

8,5 Ом

Круглый вал

Машиностроение

2090-WO-416-05-04-ND

—

Лоток

Активный

—

Биполярный

24VDC

600 мА

6 400 мА 0.9 °

—

6 / 42,37

Квадрат — 1,539 дюйма x 1,539 дюйма (39,10 мм x 39,10 мм)

0,197 дюйма (5,00 мм)

0,591 дюйма (15,00 мм)

1,220 «(31,00 мм)

Проволочные выводы

-20 ° C ~ 50 ° C

5 Ом

Круглый вал

Шаговые двигатели | Newark

4118М-01РО

16M4197

Шаговый двигатель, силовой шаг, высокий крутящий момент, двойной вал, 42 мм, биполярный, 1.8 °, 0,44 Н-м, 1,7 А

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Двойной вал

42мм

Биполярный

1.8 °

0,44 Н-м

1,7 А

24 В постоянного тока

40мм

5мм

4118 серии

24мм

X5718-077-20-RO

58AJ3808

Шаговый двигатель, один вал, 56.4 мм, биполярный, 1,8 °, 3,3 Н-м, 2 А

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Одиночный вал

56,4 мм

Биполярный

1,8 °

3.3Н-м

2А

24 В постоянного тока

77мм

6,35 мм

X5718 серии

13мм

4118С-02РО

16M4198

Шаговый двигатель, силовой шаг, высокий крутящий момент, двойной вал, 42 мм, биполярный, 1.8 °, 42,7 дюйма, 1,3 A

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Двойной вал

42мм

Биполярный

1.8 °

42,7 дюйма

1,3 А

24 В постоянного тока

34мм

5мм

4118 серии

24мм

858

85W1989

Шаговый двигатель, малый редуктор, 5 В постоянного тока, 32 ступени, 1/16 зубчатого колеса

АДАФРУТ

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

—

Униполярный

11.25 °

150г-см

—

5 В постоянного тока

—

5мм

—

6мм

103H7123-0440

25M0229

Шаговый двигатель, SANMOTION F2, 1.8 ° на шаг, одинарный вал, 56 мм, униполярный, 1,8 °, 0,83 Н-м, 2 А

SANYO DENKI

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

56мм

Униполярный

1.8 °

0,83 Н-м

2А

24 В постоянного тока

55,3 мм

6,35 мм

103H7 серии

19,1 мм

X8718-157-50-RO

58AJ3812

Шаговый двигатель, одинарный вал, 86 мм, биполярный, 1.8 °, 15 Н-м, 5 А

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

86мм

Биполярный

1.8 °

15Н-м

5А

48 В постоянного тока

157мм

8мм

X8718 серии

19,05 мм

15М020Д1Б

70R0491

Шаговый двигатель, 0.388 Н-см, 125 мА, четыре, 40 Ом, 14 мГн Соответствие RoHS: Да

МАКЛЕННАН

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

15мм

Биполярный, униполярный

18 °

0.388Н-см

125 мА

5 В постоянного тока

—

15,11 мм

1,5 мм

Серия 15М

10мм

X8718-097-35-RO

58AJ3810

Шаговый двигатель, одинарный вал, 86 мм, биполярный, 1.8 °, 9 Н-м, 3,5 А

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Одиночный вал

86мм

Биполярный

1,8 °

9Н-м

3.5А

48 В постоянного тока

96 мм

8мм

X8718 серии

19,05 мм

X8718-126-50-RO

58AJ3811

Шаговый двигатель, одинарный вал, 86 мм, биполярный, 1.8 °, 12,3 Нм, 5 А

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

86мм

Биполярный

1.8 °

12,3Н-м

5А

48 В постоянного тока

125,5 мм

8мм

X8718 серии

19,05 мм

X8718-067-35-RO

58AJ3809

Шаговый двигатель, одинарный вал, 86 мм, биполярный, 1.8 °, 4,8 Н-м, 3,5 А

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Одиночный вал

86мм

Биполярный

1,8 °

4,8 Н-м

3.5А

48 В постоянного тока

67,5 мм

8мм

X8718 серии

19,05 мм

X5718-055-22-RO

58AJ3807

Шаговый двигатель, один вал, 56.4 мм, биполярный, 1,8 °, 2,3 Н-м, 2,2 А

ЛИН ИНЖИНИРИНГ

Каждый

Одиночный вал

56,4 мм

Биполярный

1,8 °

2.3Н-м

2.2A

24 В постоянного тока

55мм

6,35 мм

X5718 серии

13мм

PM20S-020-124

81AH9159

МАГНИТНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, 2-Ф., 1.СООТВЕТСТВИЕ ROHS 5 В ПОСТОЯННОГО ТОКА / 18 ГРАДУСОВ: ДА

ТРИНАМИК

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

—

0.8Н-см

750 мА

—

Серия GOOT

—

QSh3818-51-07-012

65AC6269

Шаговый двигатель, одновальный, гибридный, 28 мм, биполярный, 1.8 °, 12 Н-см, 670 мА

ТРИНАМИК

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал, гибрид

28мм

Биполярный

1.8 °

12Н-см

670 мА

6,2 В постоянного тока

51мм

5мм

QMot серии QSh3818

18мм

103H8223-5141

98K5293

Шаговый двигатель, биполярный, 7.44 Н-м, 4 А, два, 900 МОм, 8,1 мГн Соответствие RoHS: Да

SANYO DENKI

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

86мм

Биполярный

1.8 °

7,44 Н-м

4А

100 В переменного тока

158,2 мм

12мм

—

30мм

LS4118S1404-T6X2-150

58T4809

Шаговый двигатель, постоянный ток, 0.2 Нм, 1,4 A, два, 2 Ом, 3,6 мГн Соответствие RoHS: Да

NANOTEC

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

—

42.3мм

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

—

0,2 Н-м

1,4 А

—

4мм

LS41 серии

150 мм

103H7126-5740

01AC2225

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, 2-Ф., 56ММ, БИПОЛЯРНЫЙ, 2А, СООТВЕТСТВУЮЩИМ ROHS: ДА

SANYO DENKI

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

56мм

Биполярный

1.8 °

—

2А

24 В постоянного тока

75,8 мм

6,35 мм

SANMOTION F2

19,1 мм

103H5205-5240

01AC2221

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, 2-Ф., 42ММ, БИПОЛЯРНЫЙ, 1А, СООТВЕТСТВУЮЩИМ ROHS: ДА

SANYO DENKI

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

42мм

Биполярный

1.8 °

—

1А

24 В постоянного тока

33мм

5мм

103H5 серии

22,5 мм

103H8221-5141

25M0230

Шаговый двигатель, биполярный, 2.74 Нм, 4 А, два, 600 МОм, 3,5 мГн Соответствие RoHS: Да

SANYO DENKI

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

86мм

Биполярный

1.8 °

2,74 Н-м

4А

100 В переменного тока

62мм

12мм

—

30мм

QSh3818-32-07-006

65AC6268

Шаговый двигатель, одновальный, гибридный, 28 мм, биполярный, 1.8 °, 6 Н-см, 670 мА

ТРИНАМИК

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал, гибрид

28мм

Биполярный

1.8 °

6Н-см

670 мА

3,8 В постоянного тока

32мм

5мм

QMot серии QSh3818

18мм

ПД42-3-1070

65AC6202

ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, 2-Ф., 1А, 0.44Н-М

ТРИНАМИК

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал, гибрид

42мм

Биполярный

1.8 °

0,44 Н-м

1А

24 В постоянного тока

59мм

—

Серия PANdrive

—

ST4118X1404-А

72Г2015

Шаговый двигатель, высокий крутящий момент, постоянный ток, 0.09 Н-м, 1,4 A, два, 2 Ом, 1,6 мГн Соответствие RoHS: Да

NANOTEC

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

42мм

Биполярный

1.8 °

0,09 Н-м

1,4 А

24 В постоянного тока

26мм

5мм

ST4118 серии

7мм

103H7823-0440

98K5291

Шаговый двигатель, униполярный, 2.1 Н-м, 2 А, два, 2,7 Ом, 5,6 мГн Соответствие RoHS: Да

SANYO DENKI

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

60мм

Униполярный

1.8 °

2,1 Н-м

2А

24 В постоянного тока

85,8 мм

8мм

103H7 серии

19,1 мм

103H8222-6340

35R2592

Шаговый двигатель, биполярный, 5.09 Н-м, 6 А, два, 350 МОм, 2,7 мГн Соответствие RoHS: Да

SANYO DENKI

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

86мм

Биполярный

1.8 °

5,09 Н-м

6А

100 В переменного тока

93,73 мм

12мм

SANMOTION F2

28,48 мм

Sh3141-5541

43W6285

Шаговый двигатель, постоянный ток, 0.0065 Н-м, 300 мА, два, 21 Ом, 4,2 мГн Соответствие RoHS: Да

SANYO DENKI

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

14мм

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

1.8 °

0,0065 Н-м

300 мА

24 В постоянного тока

30мм

4мм

SANMOTION F2 серии

13,5 мм

Y129

83K9162

Шаговый двигатель, униполярный, 9 Н-см, 0.16 А, два, 75 Ом, 60 мГн Соответствие RoHS: Да

ASTROSYN

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров, имеющихся в наличии.

Запрещенный товар

Минимальный заказ от 1 шт. Только кратное 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

мин: 1 Mult: 1

Одиночный вал

42мм

Униполярный

1.8 °

9Н-см

160 мА

—

33мм

5мм

—

24мм

Джонс о шаговых двигателях

Учебник

к Дуглас В.Джонс
T HE U NIVERSITY ИЗ I OWA Департамент компьютерных наук

Этот материал является расширением материала, первоначально размещенного в группе новостей rec.railroad в 1990 году. Версия этого материала 1995 года была сохранена. Значительные части этого материала были переизданы как разделы 5.2.10, 10.8, 10.9 и 10.10 Справочника по малым электродвигателям под редакцией W.H. Yeadon и A. W. Yeadon, McGraw-Hill, 2001, и в примечании к применению 907 опубликовано Microchip Inc в 2004 году.

Авторские права © 1995, Дуглас У. Джонс; основная доработка 1998 г. Эта работа может быть передана или сохранена в электронном виде на любом компьютер, подключенный к Интернету или World Wide Web, если это уведомление включено в копию. Физические лица могут делать единичные копии для собственного использования. Все остальные права защищены.

Индекс

Носите маску, !	Вспомните 631440 человек, умерших от COVID 19 в США	Носите маску, !
	и 6286 погибших в Айове

В этом руководстве рассматриваются основные принципы работы шаговых двигателей и системы управления шаговыми двигателями, включая физику шаговых двигателей, электроника основных систем управления и программное обеспечение архитектуры, подходящие для управления двигателем.

Шаговые двигатели можно рассматривать как электродвигатели без коммутаторов. Обычно все обмотки в двигателе являются частью статора, а ротор представляет собой либо постоянный магнит, либо, в случае переменного магнитного сопротивления моторы, зубчатый блок из магнитомягкого материала. Все коммутация должна производиться внешним контроллером мотора, и как правило, двигатели и контроллеры сконструированы таким образом, чтобы двигатель мог удерживаться в любом фиксированном положении, а также поворачиваться в одну сторону или Другие.Большинство степперов, как их еще называют, могут быть задействованы в аудио частоты, позволяя им вращаться довольно быстро, и с соответствующим контроллеру, их можно запускать и останавливать «на копейке» на контролируемых ориентации.

Для некоторых приложений есть выбор между использованием серводвигателей. и шаговые двигатели. Оба типа двигателей предлагают схожие возможности. для точного позиционирования, но они различаются по многим параметрам. Серводвигатели требуются системы управления с аналоговой обратной связью определенного типа.Обычно это включает потенциометр для обратной связи о положении ротора, и некоторая комбинация схем, чтобы пропустить ток через двигатель обратно пропорционально разнице между желаемой позицией и текущая позиция.

При выборе между шаговыми двигателями и сервоприводами ряд вопросы необходимо учитывать; что из этого будет иметь значение, зависит от заявление. Например, повторяемость позиционирования, выполненная с помощью шаговый двигатель зависит от геометрии ротора двигателя, в то время как повторяемость позиционирования серводвигателя обычно зависит от стабильность потенциометра и других аналоговых компонентов в цепь обратной связи.

Шаговые двигатели могут использоваться в простых системах управления без обратной связи; эти обычно подходят для систем, которые работают при низких ускорениях с статические нагрузки, но управление с обратной связью может быть необходимо для высоких ускорений, особенно, если они связаны с переменными нагрузками. Если степпер в Система управления без обратной связи перегружена, все сведения о положении ротора потеряна, и систему необходимо повторно инициализировать; серводвигатели не подлежат к этой проблеме.

Шаговые двигатели известны на немецком языке как Schrittmotoren , на французском языке. как moteurs pas à pas , а на испанском языке как motor paso a paso .

Веб-сайты

Другие веб-страницы управления двигателями

Производители двигателей

Контроллеры

Дистрибьюторы

Поставщики излишков и любителей

Услуги по проектированию, выбору и изготовлению прототипов двигателей

Другие веб-страницы

Книги

Справочник по электродвигателям малой мощности: Уильям Х. Йидон и Алан В., Йидон, ред.
МакГроу-Хилл, c2001.
Номер аккредитива: TK2537.h44 2001
Шаговые двигатели: руководство по современной теории и практике: Акарнли, П. П.
П. Перегрин от имени IEE, 1984, c1982.
Номер аккредитива: TK2537 .A28 1984 г.
Недавно вышло третье издание.
Шаговые двигатели и их микропроцессорные устройства управления: Кенджо, Такаши
Oxford University Press, c1984.
Номер аккредитива: TK2785 .K4 1984 г.

По состоянию на 22 декабря 2010 г. Google обнаружил около 12700 ссылки на этот материал из-за пределов Университета Айовы.сравните это с 890 14 февраля 2008 г. и 539 15 декабря 2003 г.

Последнее изменение: среда, 28 июля 2021 г., 09:09:17 CDT.

Шаговые приводы и двигатели от Parker Hannifin

Системы управления движением, электромеханическая автоматизация, Северная Америка : Главная> Продукция> Шаговые приводы и двигатели

Шаговые приводы и двигатели

Рекомендуемые товары
Зрелые
На пенсии

Рекомендуемые товары

Микрошаговый привод E-AC

Микрошаговый привод E-DC

Шаговые двигатели низкого и высокого напряжения

Шаговые системы с замкнутым контуром — серия E

	Входная мощность	RoHS
Микрошаговый привод E-AC	120 В переменного тока	Есть
Микрошаговый привод E-DC	24-48 В постоянного тока	Есть

Зрелые

Микрошаговые приводы ZETA

Микрошаговый привод OEM750

OS Шаговые двигатели

Шаговые двигатели TS

Шаговые двигатели ES, ZETA и S

Микрошаговый привод OFS 350-DRI

P2 Привод

	Активное демпфирование	Входная мощность	RoHS
Микрошаговые приводы ZETA	х	120 В переменного тока
OEM750 Микрошаговый привод		DC
Микрошаговый привод OFS 350-DRI		12-42 В постоянного тока	Есть
P2 Привод		12-24 В постоянного тока	Есть

На пенсии

Микрошаговый привод Gemini GT

Микрошаговый линейный двигатель / привод серии L

Микрошаговые системы с низким уровнем электромагнитных помех серии LN

Компактные министупенчатые системы серии PD-E

Компактные мини-шаговые системы PDS и PDX

Минишаговые приводы серии PDS-E

S Микрошаговый привод

OEMZL микрошаговый привод

OEM650 Микрошаговый привод

VS Шаговые двигатели

Встроенный микрошаговый двигатель / привод E

	Активное демпфирование	Обнаружение остановки без кодирования	Входная мощность
Микрошаговый привод Gemini GT	х	х	120 В переменного тока
Микрошаговый привод OEMZL			120 В переменного тока

Управление шумом для шаговых двигателей

Уровень шума в двигателе зависит от типа двигателя, условий окружающей среды и конкретного применения.Двигатели с постоянным магнитом и гибридные шаговые двигатели, как правило, работают тише, поскольку имеют более стабильное вращение. И наоборот, шаговые двигатели с регулируемым сопротивлением являются самыми шумными независимо от того, в каком приложении они используются.

Чтобы лучше понять происхождение шума, нам нужно подумать о том, как происходит вращательное движение. Когда шаговый двигатель выполняет шаг, он не останавливается немедленно, а продолжает немного двигаться вперед и назад, прежде чем полностью остановиться.Этот тип поведения можно преодолеть, применив определенную логику управления в драйвере двигателя. Во время работы двигателя водитель подает команду на движение следующего шага за мгновение до остановки двигателя после завершения предыдущего шага. Это постоянное и регулярное усовершенствование двигателя помогает снизить как шум, так и вибрацию.

Также следует отметить, что каждый шаговый двигатель имеет резонансную частоту, которая обычно возникает, когда двигатель движется со скоростью от 150 до 300 шагов в секунду.Многие конструкторы стараются избегать этого диапазона рабочих скоростей, чтобы минимизировать как шум, так и вибрацию. Установка редукторов соответствующей конструкции и размера может помочь снизить вибрацию. Амортизаторы задней установки, расположенные на коленчатом валу, являются еще одним традиционным решением для снижения вибрации.

Методы снижения шума

Мост шаговые двигатели управляются сигналом с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), который постоянно вызывает переключение моста H между включенными и выключенное состояние, таким образом регулируя ток, который питает двигатель.Водитель схемы, основанные на этой технике, обычно называют «прерыватель драйверы », потому что они снабжают обмотки двигателя постоянным ток путем прерывания выходного напряжения после применения Форма волны ШИМ.

В отличие от техники L / R, которая вместо этого направлена на сохранение напряжение, приложенное к обмоткам, постоянное, прерывание тока имеет преимущество быть очень эффективным, компактным и экономичным решением, выделяет небольшое количество тепла.

Однако сигнал ШИМ имеет побочный эффект: модулированный сигнал, подаваемый на шаговый двигатель, может генерировать звуковой сигнал, тем более, если частота ШИМ находится в пределах звукового диапазона.Экспериментально действительно легко проверить, как шаговый двигатель может генерировать шум, даже когда он остановлен или удерживает свое положение. Это явление происходит в основном при частотах переключения ниже 20 кГц.

Таким образом, можно сделать вывод, что первым методом уменьшения шума является увеличение частоты переключения. Большинство драйверов чоппера позволяют увеличивать частоту коммутации путем изменения номинала внешнего резистора или конденсатора. Эффект заключается в изменении длительности в выключенном состоянии сигнала ШИМ, используемого для регулирования тока.Чем короче эта продолжительность, тем выше частота переключения.

Однако нет необходимости превышать значение частоты, потому что после определенного предела потери переключения также увеличиваются. Подходящее значение частоты переключения может составлять от 30 до 50 кГц. Если этого метода недостаточно, ток, подаваемый на обмотки двигателя, можно уменьшить. Более низкий ток означает уменьшение вибрации и, следовательно, шума.

Однако побочным эффектом является снижение крутящего момента, который, если он слишком низкий, может вызвать потерю ступеней во время работы.Поскольку двигатель управляется по разомкнутому контуру, на двигатель должен подаваться ток, достаточный для покрытия всех рабочих условий, даже самых тяжелых. Хорошим компромиссом является уменьшение тока в периоды, когда двигатель остановлен.

Обычно ток, необходимый двигателю для поддержания положения, значительно ниже, чем ток, необходимый для ускорения или перемещения двигателя с постоянной скоростью. Практически все драйверы шаговых двигателей позволяют устанавливать значение тока, изменяя аналоговое опорное напряжение V _REF.Ток отключения I _Trip является функцией как внешнего резистора R _SENSE, так и опорного напряжения V _REF. Поскольку первый, однажды выбранный проектировщиком, имеет фиксированное значение во время работы, можно изменить I _Trip, изменив V _REF на лету.

Если требуется дополнительное шумоподавление, двигатель можно эксплуатировать в режим медленного распада вместо режимов быстрого или смешанного распада. Этот режим минимизирует пульсации управляющего тока, уменьшая шум и увеличивая эффективность водителя.Однако режим медленного распада не всегда лучший. решение, особенно если вы хотите использовать технику микрошагов.

Драйверы шагового двигателя Интегрированные драйверы

были разработаны, чтобы предложить простую настройку и расширенные функции управления для любого типа приложения. Опции встроенного энкодера делают шаговые двигатели подходящим выбором для приложений с синхронизацией положения. Шаговые двигатели приводятся в действие путем подключения катушек к силовым транзисторам и транзисторов к цепи управления.

Allegro MicroSystems, лидер в разработке и производстве щеточных драйверов постоянного тока и шаговых двигателей, предлагает широкий ассортимент безопасных и надежных решений со встроенными приводами затворов и полевыми МОП-транзисторами. Allegro A3982 подходит для приложений с низким и высоким энергопотреблением и представляет собой полный драйвер шагового двигателя со встроенным переводчиком для упрощения работы. Предназначенный для работы биполярных шаговых двигателей в полушаговом и полушаговом режимах, драйвер может обеспечивать выходной сигнал до 35 В и ± 2 А.Текущий режим затухания (медленный или смешанный) можно выбрать, подав сигнал на входной вывод STEP, как показано на блок-схеме на рис. 1.

В смешанном режиме управление прерыванием изначально установлено на быстрое затухание на период, составляющее 31,25% фиксированного времени выключения, затем на медленное затухание на оставшееся время выключения. Эта схема управления затуханием тока приводит к уменьшению слышимого шума двигателя, повышению точности шага и уменьшению рассеиваемой мощности.

Фиг.1: Блок-схема A3982 (Изображение: Allegro MicroSystems)

Функция транслятора значительно упрощает проектирование системы управления двигателем. При подаче одного импульса на вход STEP двигатель приводится в действие на один шаг. Никаких таблиц последовательности фаз или высокочастотных линий управления не требуется, что делает A3982 правильным выбором для приложений, в которых главный микроконтроллер недоступен или перегружен.

Toshiba Electronic Devices and Storage Corp. также предлагает широкий выбор драйверов шаговых двигателей.Устройства TB67S128 / 249/279/289 оснащены запатентованной технологией Active Gain Control (AGC). AGC динамически регулирует ток привода шагового двигателя, чтобы справиться с условиями высокого крутящего момента, возобновляя нормальное значение тока в реальном времени и в конструкциях с разомкнутым контуром. Технология AGC значительно экономит электроэнергию и уменьшает или устраняет более сложную конструкцию с обратной связью.

Устройства TB67S128 / 249/279 / 289FTG обеспечивают 5,0, 4,5, 2,0 и 3,0 А, соответственно, с рабочим напряжением двигателя от 10 до 42 В.Эти устройства также имеют возможность микрошага на 32 и 128 шагов в одном квадранте, что делает их пригодными для широкого спектра промышленных прецизионных приложений управления двигателями (рис. 2).

Рис. 2: Типичное применение драйвера двигателя TB67S128 (Изображение: Toshiba)

Полный текст статьи см. В разделе «Электронные продукты».

Силовая электроника играет все более важную роль на различных рынках, таких как автомобильный, промышленный и потребительский.Это также технология, позволяющая реализовать широкий спектр новых и улучшенных функций, которые повышают производительность, безопасность и функциональность автомобилей и интеллектуальных сетей. Сложные электрические и тепловые требования сильно влияют на конструкцию силовых электронных систем. Новости силовой электроники будут посвящены основным темам, таким как преобразователь мощности, управление движением, полупроводники и управление температурой. Электронная книга Power Electronics News — это интерактивный подход к информированию о последних технологиях, тенденциях и инновационных продуктах на определенных рынках.

Шаговый двигатель Линейный блок

MTN100PP Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 100 мм, M4 и M6	2 недели	6 173 €	MTN100PP Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 100 мм, M4 и M6
MTN100PPV6 Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 100 мм, вакуум, M4 и M6	5 недель	€ 9 369	MTN100PPV6 Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 100 мм, вакуум, M4 и M6
MTN200PP Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 200 мм, M4 и M6	3 недели	6 393 €	MTN200PP Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 200 мм, M4 и M6
MTN200PPV6 Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 200 мм, вакуум, M4 и M6	5 недель	9 796 €	MTN200PPV6 Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 200 мм, вакуум, M4 и M6
МТН300ПП Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 300 мм, M4 и M6	3 недели	6 613 €	МТН300ПП Моторизованный линейный столик, сталь, шаговый двигатель, ход 300 мм, M4 и M6

Шаговые двигатели: описание, примеры, обзоры, характеристики

Как устроен шаговый двигатель

Управление шаговым двигателем

Конструктивные исполнения ШД

Обычный шаговый двигатель

Двигатель с полым валом

Двигатель со встроенной в вал приводной гайкой

Двигатель с двойным валом

Двигатель со встроенным тормозом

Двигатель с редуктором

Двигатель с энкодером

Преимущества шагового двигателя

Недостатки шагового двигателя:

Как выбрать шаговый двигатель? На какие параметры обратить внимание.

Шаговые двигатели (подробный разбор 4 типов)

Общие сведения:

Виды шаговых двигателей по типу ротора:

Какой тип шагового двигателя у меня?

Виды шаговых двигателей по типу соединения электромагнитов статора:

Какой тип шагового двигателя у меня?

Режимы работы шаговых двигателей:

Пример работы шаговых двигателей с разными видами роторов:

Подключение шаговых двигателей к Arduino:

Драйверы делятся на две категории:

Шаговые двигатели NEMA

HIWIN HIWIN, шаговые моторы

ШАГОВЫЕ МОТОРЫ

Шаговые двигатели

Введение

Шаговые двигатели: принцип действия и отличия от двигателей постоянного тока

Полезные ссылки

Сервопривод или шаговый двигатель?

Сервоприводы

Шаговые двигатели

Преимущества сервоприводов

Преимущества шаговых двигателей

Применение

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели: принцип действия и отличия от двигателей постоянного тока

Шаговые синхронные двигатели активного типа

Реактивные шаговые двигатели

Линейные шаговые синхронные двигатели

Режимы работы синхронного шагового двигателя

Цифровой драйвер | Драйвер шагового двигателя

Двигатели, соленоиды, платы / модули драйверов | Шаговые двигатели

0 $ 52,82000

6

06 —

6

Шаговые двигатели | Newark

Джонс о шаговых двигателях

Учебник

Индекс

Веб-сайты

Другие веб-страницы управления двигателями

Производители двигателей

Контроллеры

Дистрибьюторы

Поставщики излишков и любителей

Услуги по проектированию, выбору и изготовлению прототипов двигателей

Другие веб-страницы

Книги

Шаговые приводы и двигатели от Parker Hannifin

Управление шумом для шаговых двигателей

Шаговый двигатель Линейный блок

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики