Работа шагового двигателя

В этой статье мы поговорим о шаговых двигателях в проектах Ардуино на примере очень популярной модели 28BYJ Так же как и сервоприводы, шаговые моторы являются крайне важным элементом автоматизированных систем и робототехники. Их можно найти во многих устройствах рядом: от CD-привода до 3D-принтера или робота-манипулятора. Шаговый двигатель — это мотор, перемещающий свой вал в зависимости от заданных в программе микроконтроллера шагов и направления.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Принцип работы шагового двигателя

Шаговые двигатели. Принцип работы и управление.


Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения шаги ротора. Первые шаговые двигатели появились в х годах XIX века и представляли собой электромагнит, приводящий в движение храповое колесо. За одно включение электромагнита храповое колесо перемещается на величину зубцового шага храпового колеса.

Храповые шаговые двигатели и в настоящее время находят довольно широкое применение [1]. Конструктивно шаговые электродвигатели состоят из статора , на котором расположены обмотки возбуждения, и ротора, выполненного из магнито-мягкого или из магнито-твёрдого материала.

Шаговые двигатели с магнитным ротором позволяют получать больший крутящий момент и обеспечивают фиксацию ротора при обесточенных обмотках.

Таким образом по конструкции ротора выделяют следующие разновидности шагового двигателя [2] :. Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами. 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 3,6-град. Зубцы ротора обеспечивают меньшее сопротивление магнитной цепи в определённых 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. Ротор гибридного двигателя имеет зубцы, расположенные в осевом направлении. Ротор разделён на две части, между которыми расположен цилиндрический постоянный магнит. Кроме того, верхняя и нижняя половинки ротора повёрнуты 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. Точность выставления шага определяется качеством механической обработки ротора и статора электродвигателя. Дискретность шага создаёт существенные вибрации, которые в ряде случаев могут приводить к снижению крутящего момента и возбуждению механических резонансов в системе. Уровень вибраций удаётся снижать при использовании режима дробления шага или при увеличении количества фаз.

Режим дробления шага микрошаг реализуется при независимом управлении током обмоток шагового электродвигателя. Управляя соотношением токов в обмотках можно зафиксировать ротор в промежуточном положении между шагами.

Таким образом можно повысить плавность вращения ротора и добиться высокой точности позиционирования. Качество изготовления современных шаговых двигателей позволяет повысить точность позиционирования в раз. Шаговые двигатели создают сравнительно высокий момент при низких скоростях вращения. Момент существенно падает при увеличении скорости вращения. Однако, динамические характеристики двигателя могут быть существенно улучшены при использовании драйверов со стабилизацией тока на основе ШИМ.

Шаговые электродвигатели применяются в приводах машин и механизмов, работающих в старт-стопном режиме, или в приводах непрерывного движения, где управляющее воздействие задаётся последовательностью электрических импульсов, например, в станках с ЧПУ.

В отличие от сервоприводов , шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения. Шаговые двигатели с постоянными магнитами могут использоваться в качестве датчиков угла поворота благодаря возникновению ЭДС на обмотках при вращении ротора. При этом, несмотря на удобство пользования и хорошую точность и повторяемость, необходимо учитывать, что:.

При подаче потенциалов на обмотки шаговый двигатель повернётся строго на определённый угол. К приятным моментам можно отнести стоимость шаговых приводов, в среднем в 1, раза ниже сервоприводов.

Шаговый привод, как недорогая альтернатива сервоприводу, наилучшим образом подходит для автоматизации отдельных узлов и систем, где не требуется высокая динамика. Можно отметить также длительный срок службы, порой сравнимый со временем морального устаревания или выработки ресурса всего станка; точность работы ШД за это время падает незначительно.

Нетребовательны к техобслуживанию. Это может произойти при превышении нагрузки на валу, при неверной настройке управляющей программы например, ускорение старта или торможения не адекватно перемещаемой массе , при приближении скорости вращения к резонансной. Наличие датчика позволяет обнаружить проблему, но автоматически скомпенсировать её без остановки производственной программы возможно только в очень редких случаях [ источник не указан дней ].

Чтобы избежать проскальзывания ротора, как один из способов, можно увеличить мощность двигателя. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 23 июня ; проверки требуют 11 правок. Шаговый электродвигатель NEMA Шаговый электродвигатель с интегрированным контроллером.

Дата обращения 23 августа Двигатели внутреннего сгорания кроме турбинных. Двухтактный двигатель двигатель Ленуара Четырёхтактный двигатель Пятитактный двигатель роторный Шеститактный двигатель. Рядный двигатель U-образный двигатель Оппозитный двигатель Н-образный двигатель V-образный двигатель VR-образный двигатель W-образный двигатель Звездообразный двигатель вращающийся X-образный двигатель.

Свободно-поршневые Двигатель со встречным движением поршней дельтообразный Аксиальные. Дизельные Компрессионные карбюраторные Калильно-компрессионный Калильные карбюраторные Батарейное зажигание Магнето Дуговые и искровые свечи. Гибридные Двигатель Хессельмана. Прямоточные Пульсирующие. Турбовентиляторные двухконтурные Турбовинтовые Турбовинтовентиляторные Турбовальные.

Мотокомпрессорный воздушно-реактивный двигатель Гиперзвуковые прямоточные. Ракетные двигатели. Выбрасывающий Стартовый Разгонный Маршевый Маневровый.

Закрытого цикла Открытого цикла С фазовым переходом Двигатель Вальтера. Твердотопливные Топливно-гибридные. Термоядерные Газофазно-ядерные Твердофазно-ядерные Солевые. Клиновоздушный Двигатель Бассарда. Двигатели внешнего сгорания. Паровая машина Двигатель Стирлинга Пневматический двигатель. Турбины и механизмы с турбинами в составе. Газотурбинная установка Газотурбинная электростанция Газотурбинные двигатели.

Парогазовая установка Конденсационная турбина. Пропеллерная турбина Гидротрансформатор. Конденсаторный двигатель. Бесколлекторные Вентильный двигатель Коллекторные Вентильные реактивные Шаговые.

Линейные Гистерезисные Униполярные Ультразвуковые Мендосинский мотор. Биологические двигатели. Категории : Электромеханика Электродвигатели Синхронные машины. Скрытые категории: Википедия:Нет источников с июля Википедия:Статьи без источников тип: не указан Википедия:Статьи с утверждениями без источников более 14 дней.

Пространства имён Статья Обсуждение. В других проектах Викисклад. Эта страница в последний раз была отредактирована 21 сентября в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Подробнее см.

Условия использования. Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Свяжитесь с нами Разработчики Заявление о куки Мобильная версия. Двигатели внутреннего сгорания кроме турбинных Возвратно-поступательные Количество тактов Двухтактный двигатель двигатель Ленуара Четырёхтактный двигатель Пятитактный двигатель роторный Шеститактный двигатель.

Воздушно-реактивные Основные типы Бескомпрессорные Прямоточные Пульсирующие. Двигатели внешнего сгорания Паровая машина Двигатель Стирлинга Пневматический двигатель. Турбины и механизмы с турбинами в составе По виду рабочего тела Газовые Газотурбинная установка Газотурбинная электростанция Газотурбинные двигатели.


Основы устройства и работы шагового двигателя: Принцип действия шагового двигателя

Шаговые двигатели — представляют собой электромеханические устройства, которые способны преобразовывать сигналы внешнего управления в угловое либо же линейное движение ротора электродвигателя с полной его фиксацией в определённом месте нахождения без использования устройств работающих по принципу обратной связи. Нынешние шаговые двигатели электродвигатели по сути своей являются обычными синхронными электрическими двигателями без стартовой обмотки, что обычно располагается на роторе движка. Это обуславливается не асинхронным, а частотным запуском шагового двигателя. Сами же роторы электродвигателя могут быть невозбужденными пассивными и возбужденными активными. Основной принцип работы шагового двигателя заключается в следующем — двухполюсный ротор электродвигателя, сделанный из специальной магнитомягкой стали располагается в четырехполюсном статоре. Первая полюсная пара сделана из магнитов постоянных , на второй паре — имеется обмотка управления шаговым электродвигателем. В то время, когда ток в обмотках управления отсутствует, ротор двигателя располагается вдоль магнитов и стабильно удерживается с некоторым усилием зависящее от силы магнитного потока.

ЭлектроХобби Электрика Электричество Производство передача потребление электроэнергии, Работа Шагового Двигателя. Принцип Работы.

Гибридный шаговый двигатель принцип работы

Шаговый двигатель является машиной постоянного тока , хотя принцип действия его напоминает синхронный реактивный двигатель. Как видно из рисунка, статор двигателя имеет шесть пар выступающих полюсов. Каждые две катушки, расположенные на противоположных полюсах статора, образуют обмотку управления, включаемую, в сеть постоянного тока. Ротор — двухполюсный. Так, шагами, ротор будет следовать за своей обмоткой управления. Преимуществом шаговых двигателей является то, что в них совершенно отсутствует самоход. Они поворачиваются и строго фиксируются с шагом, пропорциональным числу полюсов на статоре. Это качество делает его незаменимым в особо точных механизмах для привода часов, механизмов подачи ядерного топлива в реакторах, в станках с ЧПУ и так далее. Управление шаговыми двигателями ведется с применением различных электронных устройств триггер Шмитта и другие.

Шаговые двигатели - конструкция, принцип работы и применение

Работа шагового двигателя

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.

Практически все электрические приборы функционируют с помощью приводных механизмов. Они могут иметь различное строение и принцип работы, а также особенности настраивания.

Что такое шаговый двигатель и как им управлять

Постановка задачи. Целью данной курсовой работы является:. Такой способ управления не является оптимальным с точки зрения экономии топлива. В других развитых странах подача топлива осуществляется при помощи электронного впрыска топлива непосредственно в цилиндр. Так как в нашей стране все ДД оснащены ТНВД, переход на такой способ подачи топлива является экономически не выгодным.

Работа Шагового Двигателя. Принцип Работы.

Шаговый двигатель — электрический синхронный мотор, совершающий оборот некоторым количеством равноценных эквивалентных перемещений. От длины элементарного сегмента зависит точность, с которой ротор позиционируется нужным образом. В отдельности минимальное перемещение называется шагом. Шаговый двигатель в комплекте с драйвером выполняет преобразование числа входящих импульсов в заданное угловое перемещение вала. Устройство сопрягается с цифровой техникой, управляющий сигнал часто аналоговый.

Принцип работы шагового двигателя. Однако основное применение шаговые двигатели получили в машиностроении и в различной оргтехнике.

Шаговые двигатели: виды, принцип работы, система управления

Что такое шаговый двигатель? Шаговый двигатель представляет собой бесщеточное электромеханическое устройство, которое преобразует последовательность электрических импульсов, приложенных к его обмоткам возбуждения, в точно определенное пошаговое механическое вращение. Этот угол, на который вал шагового двигателя поворачивается для каждого импульса, называется угловым шагом, который обычно выражается в градусах. Количество входных импульсов, подаваемых на двигатель, определяет угловой шаг, и, следовательно, положение вала двигателя контролируется путем отправки пакета импульсов.

Шаговые электродвигатели. Виды и работа. Особенности

Для работы практически всех электрических приборов, необходимы специальные приводные механизмы. Предлагаем рассмотреть, что такое шаговый двигатель, его конструкцию, принцип работы и схемы подключения. Шаговый двигатель представляет собой электрическую машину, предназначенную для преобразования электрической энергии сети в механическую энергию. Конструктивно состоит из обмоток статора и магнитомягкого или магнитотвердого ротора. Отличительной особенностью шагового двигателя является дискретное вращение, при котором заданному числу импульсов соответствует определенное число совершаемых шагов. Наибольшее применение такие устройства получили в станках с ЧПУ, робототехнике, устройствах хранения и считывания информации.

Однако основное применение шаговые двигатели получили в машиностроении и в различной оргтехнике.

Шаговый электродвигатель принцип работы

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

Как работает шаговый электродвигатель?

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Шаговые электродвигатели легко решают проблему точного позиционирования, не затратив больших средств. Моторы чаще применяются в роботах, станках с программным управлением.




Комментарии 2
Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Добавить комментарий

  1. bunlivi

    Меньше будешь в интернете – здоровее будут дети ! Любая жизнь начинается с конца. Лучше хй в руке, чем п@да на горизонте … Лучше быть первой Майей, чем восьмой Мартой!.. Лекция – не эрекция. Отложим. (Студенческая мудрость).

  2. Агафон

    Подтверждаю. Так бывает. Можем пообщаться на эту тему.