Jak wybrać silnik krokowy do CNC? Silnik krokowy do CNC: jak dokonać wyboru.

Każda osoba, która zamierza samodzielnie zmontować maszynę CNC, będzie potrzebować silnika krokowego. Najważniejsze jest wcześniejsze określenie zakresu urządzenia. Największe wysiłki i wskaźniki wymagają obróbki metali nieżelaznych, co jest odrębnie uwzględniane przy wyborze silnika krokowego do CNC.

Jakie są kryteria wyboru?

Należy pamiętać, że w porównaniu z silniki konwencjonalne, stepery wymagają więcej złożone schematy dla kierownictwa. I nie ma tak wielu kryteriów.

1. Parametr indukcyjności.

Pierwszym krokiem jest określenie pierwiastka kwadratowego indukcyjności uzwojenia. Wynik jest następnie mnożony przez 32. Otrzymaną w wyniku wartość należy następnie porównać z napięciem źródła, z którego zasilanie jest dostarczane do sterownika.

Liczby te nie powinny się od siebie zbytnio różnić. Silnik nagrzeje się i będzie zbyt hałasował, jeśli napięcie zasilania będzie o 30% lub więcej wyższe niż uzyskana wartość. Jeśli jest mniejszy, to wraz ze wzrostem prędkości moment obrotowy maleje. Im większa indukcyjność, tym łatwiej utrzymać wysoki moment obrotowy. Ale do tego trzeba wybrać sterownik, który ma duże napięcie zasilania. Tylko w tym przypadku silnik krokowy działa normalnie.

1. Wykres zależności momentu obrotowego i prędkości.

Pozwoli to zrozumieć, w jaki sposób silnik w zasadzie spełnia wymagania i specyfikacje techniczne.

1. Parametry planu geometrycznego.

• Maksymalny statyczny moment synchronizujący.
• Moment bezwładności wirników.
• Prąd wewnątrz fazy jest nominalny.
• Całkowita rezystancja faz typu omowego.

O rodzajach silników

Odmiana używana do maszyny silniki krokowe- parametr jest nie mniej ważny niż pozostałe. Każdy model ma swoje własne cechy.

1. Bipolarne są najczęściej używane w połączeniu z CNC.

Główną zaletą jest możliwość łatwego wyboru nowego sterownika w przypadku awarii starego. Przy niskich prędkościach utrzymuje się wysoka rezystywność.

1. Trójfazowy.

Są scharakteryzowane wysoka prędkość. Odpowiednie, jeśli podany parametr zwracaj największą uwagę przy wyborze.

1. Jednobiegunowy.

Jest kilka typów silniki bipolarne, które różnią się od siebie i są dobierane w zależności od połączenia uzwojenia.

Można zwiedzać gotowe modele maszyny oferowane na obecnym rynku. Dzięki takiemu podejściu wybór jest znacznie uproszczony. Najważniejsze, aby cechy i wymiary pasowały do ​​tworzonego projektu.

O siłach skrawania

Często właściciele myślą, że muszą mocno naciskać, w przeciwnym razie nie zadziała prawidłowo. To złudzenie, które nie odpowiada prawdzie. Najważniejsze jest to, jak użytkownik prawidłowo ustawia parametry przepływu pracy.

Nie trzeba używać skomplikowanych specjalnych formuł, aby zrozumieć, jak postępować poprawnie. Można to sprawdzić bezpośrednio gołymi rękami.

Odnośnie rezonansu na średnich częstotliwościach

Silniki krokowe wiążą się z występowaniem silnego rezonansu. W rzeczywistości działają jak wahadło z ciężarkiem zawieszonym na sprężynie. Rolę obciążenia pełni wirnik, a polem z energią magnetyczną jest sprężyna. Drgania naturalne mają częstotliwość określoną przez dwa wskaźniki:

1. bezwładność wirnika.
2. Aktualna siła.

Rezonans pojawia się, gdy różnica między fazą prędkości i momentu obrotowego osiągnie 180 stopni. Oznacza to, że istnieje zależność między prędkością a zmianą w polu magnetycznym. Ruch staje się szybki podczas ustawiania się na nowym boisku. Moment obrotowy spada ze względu na fakt, że większość energii idzie na pokonanie bezwładności.

O koderach i sterownikach, połączeniach

Do sterowania urządzeniem potrzebne są specjalne sterowniki. Łączą się z portami LTP komputery osobiste. Z programu pochodzi generowanie sygnałów, które są następnie odbierane przez kierowców. Następnie silnik otrzymuje określone polecenia. Doprowadzenie prądu do uzwojeń pozwala na zorganizowanie pracy całego urządzenia. Oprogramowanie ułatwia kontrolę:

• Według wielkości silnika.
• Do prędkości.
• Na trajektoriach.

Kierowca jest jednostką odpowiedzialną za sterowanie całym silnikiem. Formowanie sygnału sterującego następuje przy udziale specjalnego kontrolera. Co polega na podłączeniu do urządzenia jednocześnie czterech wyjść silnika krokowego. Z zasilacza pochodzi energia, ujemna i dodatnia, i jest podłączona do silników do dalszej pracy.

Maksymalny prąd o wymaganym napięciu płynący do zacisków jest głównym czynnikiem, na podstawie którego należy dokonać wyboru. Prąd wyjściowy sterownika może być następujących typów:

1. Tyle samo, co zużywa silnik.
2. Wyższa niż wspomniana wcześniej wartość.

Pożądane parametry napięcia początkowego wybiera się za pomocą specjalnych przełączników.

Silniki krokowe mogą być inna kolejność znajomości. Zwykle zależy to od liczby przewodów, w które wyposażony jest napęd. Należy zwrócić uwagę na przeznaczenie urządzenia. Na rynku jest wiele modeli i prawie każdy korzysta z własnej wersji obwodu wtykowego. Wewnątrz znajduje się do 4-6 przewodów. Moduły bipolarne są standardowo dostarczane w wersji czteroprzewodowej.

Każde dwa uzwojenia mają dwa napędy. Aby uniknąć błędów, musisz używać zwykłego miernika. Silniki sześcioprzewodowe są inne maksymalna moc. Oznacza to, że każdemu uzwojeniu towarzyszą dwa przewody i jeden odczep środkowy. Takie urządzenia umożliwiają dwa rodzaje połączeń:

1. z urządzeniami bipolarnymi.
2. Z modelami jednobiegunowymi.

Urządzenia pomiarowe służą również do oddzielania przewodów. Urządzenia jednobiegunowe zakładają wykorzystanie wszystkich sześciu przewodów. W przypadku dwubiegunowych można wziąć tylko jeden odczep centralny wraz z przewodami w jednym uzwojeniu.

Co jeszcze wziąć pod uwagę?

Kran środkowy nazywa się zwykłym drutem. Używają również oznaczeń „centralny”, „środkowy”. Niektóre modele silników krokowych są wyposażone w podobne urządzenia. Każde uzwojenie ma trzy przewody, jeśli chodzi o opcje jednobiegunowe. Dwa z nich organizują połączenie z tranzystorami. Środkowy lub środkowy kran trafia bezpośrednio do źródła zasilania lub napięcia.

Dwa boczne przewody można generalnie zignorować, jeśli nie planuje się stosowania tranzystorów.

Modele pięcioprzewodowe i sześcioprzewodowe są podobne pod wieloma względami. Ale wewnątrz centralne przewody są wyprowadzone w jeden wspólny kabel, wraz z resztą komponentów. Uzwojenia nie mogą być ze sobą połączone, jeśli nie ma przerw. Najlepiej połączyć środkowy przewód z innymi przewodami. Wtedy nie możesz się martwić o skuteczność i bezpieczeństwo urządzenia. Wystarczy wziąć odpowiednie części.

Wniosek

Odebrać odpowiedni model silnik do maszyny będzie łatwiejszy, jeśli z wyprzedzeniem zapoznasz się z głównymi cechami, a także ofertami na odpowiednim rynku. Najważniejsze jest skontaktowanie się z zaufanymi dostawcami. Najmniejsze małżeństwo i błąd doprowadzą do awarii bardzo drogich części.

Podane przykłady obliczeń mają zastosowanie nie tylko do silników krokowych, ale także do innych typów silników. Biorąc pod uwagę prędkość należy pamiętać, że dla silników krokowych podana jest częstotliwość - kroki/sek.

Wybór silnika krokowego do instalacji dźwigowej
Dobór silnika krokowego do wózka transportowego
Wyznaczanie momentu obrotowego silnika krokowego w urządzenie za pomocą przekładni śrubowych
Wymagany moment obrotowy napędu krokowego w obrotowy system cylindrów
Określanie momentu w mechanizmy z zębatką i zębnikiem

Cechy pracy silników krokowych nakładają bardzo rygorystyczne wymagania na dopasowanie parametrów wybranego silnika do danego obciążenia. Jest to szczególnie prawdziwe w dyskretnych układach napędowych z otwartą pętlą, gdy przejście co najmniej jednego impulsu sterującego przez silnik prowadzi do błędu w przetwarzaniu elektrycznego sygnału sterującego na kąt, którego układ nie jest w stanie skorygować. Silniki krokowe zwykle nie są testowane pod kątem ogrzewania, ponieważ są przeznaczone do tryb długi przepływ impulsów prądowych przez uzwojenia sterujące.

Wybierając silnik krokowy należy przede wszystkim zwrócić uwagę na moc pobieraną przez napęd (silnik + sterownik) z sieci, napięcie zasilania, wymagany moment obrotowy na wale wyjściowym, prędkość obrotową wału oraz moment bezwładność ładunku. Dla tego samego napędu, przy różnych wartościach napięcia zasilania, pobór mocy napędu P=U*I (napięcie*prąd) jest inny. Na przykład dysk D5779 pobiera z sieci 150 W przy napięciu zasilania 50 V i 90 W przy napięciu zasilania 30 V. Sprawność napędów krokowych w zakresie częstotliwości 1 - 5 kHz, a także sprawność silniki synchroniczne od magnesy trwałe wynosi 80-90%.

Moc wyjściowa napędu P=M*ω (moment obrotowy*prędkość kątowa). Oczywiście moc na wale wyjściowym nie może przekraczać mocy pobieranej z sieci.

Zasada zachowania energii dla układu składającego się z silnika i obciążenia na wale obróconym o pół kroku jest następująca:

Silnik M *φ=0,5*J*ω 2 + M obciążenie *φ + M mag *φ +M tarcie *φ

gdzie φ jest kątem obrotu

J to moment bezwładności układu sprowadzony do wału

ω - prędkość kątowa

M obciążenie - moment obciążenia

Mmag to moment oporu wytworzony przez magnesy trwałe silnika, około 5% wartości M silnika

M tarcie - moment tarcia w układzie

Stąd maksymalna prędkość, z jaką silnik krokowy może wykonać pierwszy krok w układzie z momentem bezwładności J sprowadzonym na wał i obciążonym momentem obciążenia M:

ω =(2*φ*(M silnik - M obciążenie - M magnes - M tarcie)/J) 1/2

W praktyce konieczne jest również uwzględnienie elektrycznych stanów nieustalonych w fazach silnika, które zależą zarówno od napięcia zasilania i indukcyjności faz silnika, jak i sposobu sterowania silnikiem. Najbardziej dynamiczne są silniki o minimalnej indukcyjności. Zwykle częstotliwości początkowe mieszczą się w zakresie 800-1000 Hz (2-2,5 obr./min w trybie półstopniowym). Na tej podstawie, dla silnika krokowego pracującego w trybie półkroku, wartość przyspieszenia nie powinna przekraczać 4 rad/s 2 .

Po określeniu wymaganego momentu obrotowego wybór silnika krokowego zależy od preferowanych wymiarów, wymiary łączące, ceny silnika i sterownika do niego.

Jeśli jednostka sterująca jest już obecna (lub wybrana), konieczne jest, aby prąd fazowy silnika krokowego nie przekraczał wydajności jednostki sterującej. Należy również pamiętać o liczbie pinów, które można podłączyć do istniejącej jednostki sterującej.

Przy doborze silnika krokowego do CNC należy oprzeć się na planowanym zakresie maszyny i specyfikacje. Poniżej kryteria wyboru, klasyfikacja najbardziej popularne silniki i przykłady obliczeń.

Jak wybrać silnik krokowy do CNC: kryteria

1. Indukcyjność. Należy obliczyć pierwiastek kwadratowy indukcyjności uzwojenia i pomnożyć przez 32. Otrzymaną wartość porównać z napięciem zasilania sterownika. Różnice między tymi liczbami nie powinny być bardzo różne. Jeśli napięcie zasilania jest o 30% lub więcej wyższe niż uzyskana wartość, silnik nagrzewa się i będzie hałasował. Jeśli mniej, to moment obrotowy będzie spadał zbyt szybko wraz z prędkością. Większa indukcyjność potencjalnie zapewni miejsce na większy moment obrotowy. Będzie to jednak wymagało sterownika o dużym napięciu zasilania.
2. Wykres momentu obrotowego w funkcji prędkości. Pozwala określić, czy wybrany silnik spełnia warunki określone w specyfikacji istotnych warunków zamówienia.
3. Parametry geometryczne. Ważna jest długość silnika, kołnierz i średnica wału.

Rada: należy również zwrócić uwagę na rezystancję omową faz, prąd znamionowy w fazie, moment bezwładności wirnika, maksymalny statyczny moment synchronizujący.

typ silnika

Ważnym kryterium jest rodzaj silnika krokowego do maszyny CNC. Powszechnie stosowane są modele bipolarne, jednobiegunowe i trójfazowe. Każdy z nich ma swoją własną charakterystykę:

• bipolarne są najczęściej używane w CNC ze względu na prosty wybór nowego sterownika w przypadku awarii starego, wysoką rezystywność przy niskich prędkościach;
• trójfazowe różnią się więcej prędkości niż dwubiegunowy o podobnej wielkości. Nadaje się do zastosowań, w których wymagana jest duża prędkość obrotowa;
• jednobiegunowych to kilka typów silników bipolarnych, w zależności od połączenia uzwojeń.

Rada: Innym sposobem wyboru silnika jest analiza gotowych maszyn na rynku, które są zbliżone rozmiarami i innymi cechami do opracowywanej.

Przykłady obliczeń dla silników krokowych dla CNC

Określamy siły działające w układzie

Konieczne jest określenie siły tarcia w prowadnicach, która zależy od użytych materiałów. Na przykład współczynnik tarcia wynosi 0,2, masa części 300 kgf, ciężar stołu 100 kgf, wymagane przyspieszenie 2 m / s 2, siła cięcia 3000 N.

1. Aby obliczyć siłę tarcia, musisz pomnożyć współczynnik tarcia przez masę poruszającego się układu. Na przykład: 0,2 x 9,81 (100 kgf + 300 kgf). Okazuje się, że 785 N.
2. Aby obliczyć siłę bezwładności, należy pomnożyć masę stołu z częścią przez wymagane przyspieszenie. Na przykład: 400 x 2 = 800 N.
3. Liczyć cała siła opór należy dodać do sił tarcia, bezwładności i cięcia. Na przykład: 785 + 800 + 3000. Okazuje się, że 4585 N.

Sprawdzenie: siła oporu musi być wytworzona przez napęd stołu na nakrętce kulowej przekładnia śrubowa.

Obliczamy moc

Poniższe wzory przedstawiono bez uwzględnienia bezwładności wału samego silnika krokowego i innych mechanizmów obrotowych. Dlatego w celu uzyskania większej dokładności zaleca się zwiększenie lub zmniejszenie wymagań dotyczących przyspieszenia o 10%.

Aby obliczyć moc silnika krokowego, użyj wzoru F=ma, gdzie:

• F jest siłą w niutonach potrzebną do wprawienia ciała w ruch;
• m - masa ciała w kg;
• a jest wymaganym przyspieszeniem m/c 2 .

Do określenia moc mechaniczna konieczne jest zwielokrotnienie siły oporu ruchu przez prędkość.

Oblicz redukcję obrotów

Jest określany na podstawie znamionowej prędkości serwomechanizmu i prędkość maksymalna ruch stołu. Na przykład prędkość przesuwu wynosi 1000 mm/min, skok śruby kulowej wynosi 10 mm. Wtedy prędkość obrotowa śruby kulowej powinna wynosić (1 000/10) 100 obr/min.

Aby obliczyć współczynnik redukcji, należy wziąć pod uwagę prędkość nominalną serwonapędu. Na przykład są równe 5000 obr./min. Wtedy obniżka wyniesie (5 000/100) 50.

W obrabiarkach często stosuje się silniki krokowe typu indukcyjnego wyprodukowane w ZSRR. Mówimy o modelach DSHI-200-2 i DSHI-200-3. Mają następujące cechy:

Silniki krokowe można znaleźć w urządzeniu motoryzacyjnym kokpity, drukarki, napędy CD-ROM, narzędzia elektryczne, ogólnie - wszędzie tam, gdzie wymagana jest zwiększona dokładność pozycjonowania. Ale najbardziej znany SD otrzymany w maszynach CNC.

Ale dlaczego tak nazywa się ten mechanizm – „silnik krokowy”? W skrócie jest to bezszczotkowy silnik synchroniczny z kilkoma uzwojeniami drutu. Elektryczność jest podawany do jednego z uzwojeń stojana (element stały) i tym samym unieruchamia wirnik (część ruchoma) w określonej pozycji. Następnie prąd wpływa do drugiego uzwojenia i wirnik wykonuje nowy ruch. Taka sekwencyjna zmiana pozycji nazywana jest „krokiem”. I dzięki tej zasadzie pracy Silnik krokowy ma swoją nazwę.

Urządzenie i rodzaje SD

Obecnie istnieją trzy główne typy silników krokowych:

Należy zaznaczyć, że mikrokrok jest możliwy tylko w hybrydowych silnikach krokowych. Każdy mikrokrok realizowany jest poprzez niezależną kontrolę uzwojeń. Kontrolując stosunek prądów, wirnik można nawet zamocować w sekcji pośredniej między dwoma sąsiednimi stopniami. Poprawia to płynność obrotu elementu ruchomego i zapewnia optymalną dokładność pozycjonowania. Liczba kroków w tym trybie może sięgać nawet 51 200 na obrót.

Wielu amatorów zastanawia się: dlaczego wybrano kształt kół zębatych wirnika? Odpowiedź jest prosta: w celu uzyskania okresowej zależności uzwojenia stojana od kątowego położenia wirnika. Szczelina między rowkami jest znacznie większa niż między zębami. Umożliwia to zapewnienie mniejszej przewodności magnetycznej szczelin w stosunku do przewodności właściwej zębów. W przeciwnym razie silnik krokowy po prostu nie mógłby działać. Oczywiście jest to całość wszystkich jego cechy konstrukcyjne, a także kształty i kompozycja elementów sprawiają, że silnik krokowy jest pełnoprawnym mechanizmem, a nie tylko kawałkiem metalu.

Dodatkowo w zależności od rodzaju uzwojeń silniki krokowe dzielą się na:

• dwubiegunowy. Mają jedno uzwojenie na każdą fazę. Zmianę kierunku pola magnetycznego w nich zapewnia odwrócenie sterownika - dwubiegunowy półmostek lub mostek;
• jednobiegunowy. Taki silnik krokowy również ma jedno uzwojenie w każdej z faz, ale jednocześnie odczep jest wykonany ze środka dowolnego pojedynczego uzwojenia. Kierunek pola można zatem zmienić, przełączając używane pół uzwojenia. Sterownik musi zawierać tylko cztery klucze, więc jest prostszy niż silnik bipolarny.

Charakterystyka silnika krokowego

W dokumentacja techniczna w przypadku silników krokowych można znaleźć następującą listę cech:

1. Moment obrotowy lub moment obrotowy. Jest mierzony w kilogramach-siła-centymetrach. Często tej pozycji towarzyszy wykres, który wyraża zależność moment obrotowy na prędkość obrotową. Im wyższa wartość, tym szybciej silnik nabiera prędkości po włączeniu.
2. chwila trzymania. Pokazuje z jaką siłą stojan może zablokować wirnik, gdy silnik jest włączony, ale nie pracuje. Oznacza to, że jest to parametr momentu obrotowego przy zerowej prędkości. Jak wynika z wykresu, zmniejsza się ona wprost proporcjonalnie do wzrostu prędkości obrotowej. Jest to mierzone w uncjach na cal. Moment trzymania w wymiarze określonym przez producenta, silnik może wykazać tylko w trybie statycznym, pod warunkiem, że pełny prąd podawane w dwóch fazach.
3. Moment hamowania. Jest to wielkość siły, która uniemożliwia obracanie się wirnika w przypadku braku zasilania prądem. To znaczy siła blokująca wirnika po wyłączeniu. Nazywany jest również momentem zatrzymania. W hybrydowych silnikach krokowych nie więcej niż jedna dziesiąta siły powstrzymuje wirnik przed obracaniem się, gdy prąd jest w pełni przyłożony. Ta cecha mierzone w tych samych jednostkach, co moment trzymania.
4. Napięcie znamionowe. Wskaźnik ten bezpośrednio zależy od indukcyjności uzwojeń i pozwala określić optymalne napięcie, które powinno być dostarczone do silnika. Najlepsze napięcie odpowiednie dla twojego silnika krokowego wynosi od 4 do 25 razy więcej niż napięcie nominalne. Jeśli przekroczysz przyłożony prąd, silnik się przegrzeje, co doprowadzi do jego awarii. A jeśli napięcie nie wystarczy, to po prostu się nie uruchomi. Ta cecha jest wskazana w woltach. Aby obliczyć optymalną siłę prądu, stosuje się specjalny wzór U = 32 x√ L, gdzie L jest indukcyjnością uzwojenia, a U jest wartością pożądaną.
5. Oddzielnie wskazany jest wynik testów dielektrycznych, podczas których został określony maksymalne napięcie, który uzwojenie jest w stanie wytrzymać przez określony czas. Ten wskaźnik określa moc silnika, jak skutecznie może wytrzymać przeciążenia.
6. Moment bezwładności ruchomej części silnika. Określa prędkość przyspieszenia silnika krokowego. Ta wartość jest mierzona w centymetrach kwadratowych.
7. Liczba kroków na obrót(uwzględniane są tylko pełne kroki, nie uwzględnia się wartości połówkowych). Im więcej kroków, tym mocniejszy i szybszy silnik.
8. Długość i waga. Odnosi się to do długości korpusu, z wyłączeniem wału. Ale w parametrze „waga” wskazana jest całkowita masa produktu. Wymiary i waga określają warunki, w jakich silnik może być używany. W niektórych przypadkach potrzebujesz kompaktowy silnik, podczas gdy w innych wystarczy tylko większy i potężniejszy.

Rozważmy przykład silnika krokowego Nema. Silnik PL57H41, co oznacza szerokość-wysokość (średnicę) kołnierza kwadratowego 57mm - PL57. Długość silnika bez wału 41mm - H41. Moment obrotowy, trzymanie i inne momenty silnika zależą bardziej od średnicy niż od długości silnika.

Cechy PL57H110

Cechy PL86H113

Połączenie, sterowniki i enkodery

Z reguły silniki krokowe sterowane są za pomocą specjalnych sterowników podłączonych do portu LTP komputera. Sterownik odbiera sygnały generowane przez program i przetwarza je na polecenia do silnika, przekazywane przez przyłożenie prądu do uzwojeń. Oprogramowanie może dostosować trajektorię, ilość, prędkość i ilość ruchu.

Sterownik jest jednostką sterującą silnika krokowego. W maszynach CNC sygnały sterujące generowane są na sterownikach CNC, dzięki czemu do sterownika podłączone są 4 wyjścia silników krokowych, przewody sterujące ze sterownika CNC (zwykle 4 przewody) oraz zasilanie + i - z zasilacza. Sygnały ze sterownika trafiają do sterownika, gdzie już sterują przełączaniem kluczyków obwód zasilania napięcie zasilania pochodzące z zasilacza przez te klucze do silnika.

Sterownik powinien być dobrany zgodnie z maksymalnym prądem wyjściowym pożądane napięcie do wniosków, dla uzwojeń silnika. Prąd wyjściowy sterownika musi być taki sam, jak zużywa silnik, lub wyższy. Na sterowniku znajdują się przełączniki, za pomocą których można ustawić żądane parametry napięcia wyjściowego i nie palić silnika.

Sposób podłączenia silnika krokowego do wspólnego obwodu zależy od tego, ile przewodów masz w swoim napędzie i jak dokładnie chcesz używać silnika krokowego. Istnieje wiele modeli, a każdy z nich ma swój własny schemat połączeń. Liczba przewodów w silniku może wynosić od czterech do sześciu. Silniki czteroprzewodowe są używane wyłącznie z mechanizmami bipolarnymi.

Każde dwa uzwojenia odpowiadają dwóm przewodom. Aby określić niezbędne pary i relacje między nimi, będziesz potrzebować miernika. Najmocniejsze są silniki sześcioprzewodowe. Posiadają odczep środkowy i dwa przewody dla każdego pojedynczego uzwojenia. Taki silnik krokowy można podłączyć zarówno do urządzeń bipolarnych, jak i unipolarnych. Będziesz potrzebować specjalnego urządzenie pomiarowe aby oddzielić przewody. W przypadku urządzeń jednobiegunowych użyj wszystkich sześciu przewodów. W przypadku bipolarnego wystarczy jeden centralny odczep i przewód na jedno uzwojenie.

Środkowy odczep to zwykły drut, który jest również nazywany „środkowym” lub „centralnym”. Występuje w niektórych typach silników krokowych. W silniki jednobiegunowe Dla każdego uzwojenia są trzy przewody. Dwa z nich są przeznaczone do łączenia z tranzystorami. A środkowy, czyli środkowy kran, musi być podłączony do źródła napięcia. Oznacza to, że jeśli nie musisz podłączać tranzystorów, możesz po prostu zignorować dwa boczne przewody.

Silniki krokowe pięcioprzewodowe są podobne do silników sześcioprzewodowych, ale w nich środkowe przewody są wyprowadzone w jeden wspólny kabel, wraz z resztą. Bez przerw nie będziesz w stanie oddzielić uzwojeń między sobą. Najlepiej znaleźć środkowy przewód i podłączyć go do innych przewodów - będzie to skuteczna i najmniej niebezpieczna opcja.

Enkodery są często używane z silnikami krokowymi. To po prostu czujniki, których zadaniem jest wysyłanie sygnałów do oprogramowania. Wielu ekspertów uważa, że ​​w większości przypadków łączenie silnika krokowego z enkoderami nie ma sensu i jest nieefektywną stratą pieniędzy. Ale jeśli istnieje nieliniowa zależność ruchu od liczby kroków, gdy konieczne jest zbudowanie piątej współrzędnej, niezbędny będzie enkoder. Ułatwi to śledzenie kątów obrotu stołu, co pozwala zaoszczędzić czas, eliminując potrzebę stosowania bardziej skomplikowanych metod.

Zastosowania, plusy i minusy

ShD są szczególnie rozpowszechnione w przemyśle high-tech i ciężkim. Ze względu na to, że są bardzo tanie i dość proste, popyt na nie nie słabnie nawet w XXI wieku. Często można je znaleźć w maszynach CNC, robotyce, urządzeniach automatyki (podawanie, dozowanie, automatyczne mechanizmy spawalnicze i montażowe itp.).

Silniki krokowe są szczególnie popularne w projektowaniu stołów koordynacyjnych i maszyn CNC. Dzięki niskim kosztom oprogramowanie niezbędne do ich funkcjonowania SD są niezbędne w sektorze produkcyjnym, w panelach sterowniczych, programowaniu i ustawianiu zadań oraz w innych elementach mechanizmów.

Silniki krokowe są często stosowane w komputerowych peryferiach, maszynach i urządzeniach drukarskich, frezarkach i ciągarkach, systemach sterowania i zarządzania, perforatorach, czytnikach taśm.

Popularność silników krokowych konkuruje z serwosilnikami, które mogą wykonywać podobne funkcje w takich samych warunkach jak silniki krokowe.

Zalety silników krokowych w porównaniu z serwomotorami:

1. Działa dobrze w szerokim zakresie obciążeń.
2. Stały kąt obrotu, znormalizowane wymiary silnika.
3. Niska cena.
4. Łatwość instalacji i użytkowania, niezawodność, trwałość.
5. Kiedy też wysokie obroty silnik nie wypala się, ale pomija kroki.

Główne wady silników krokowych w porównaniu z serwomotorami:

1. Słaba efektywność. wysokie zużycie energia niezależnie od obciążenia.
2. Gwałtowny spadek momentu obrotowego wraz ze wzrostem prędkości.
3. Przy takich wymiarach i wadze moc jest niższa od oczekiwanej.
4. Podczas pracy silnik bardzo się nagrzewa.
5. Wysoki poziom hałasu przy wysokich i średnich częstotliwościach.

Każdy rozwój zaczyna się od wyboru komponentów. Na Rozwój maszyn CNC bardzo ważne jest, aby wybrać właściwy silniki krokowe. Jeśli masz pieniądze na zakup nowych silników, musisz określić napięcie robocze i moc silnika. Kupiłem się na sekundę maszyna CNC silniki krokowe są takie: Nema17 1,7 A.

Jeśli nie masz wystarczającej ilości pieniędzy lub po prostu próbujesz swoich sił w tej dziedzinie. Wtedy najprawdopodobniej użyjesz silnik z drukarek. To najtańsza opcja. Ale tutaj napotkasz szereg problemów. Silnik może mieć 4, 5, 6, 8 - przewody do podłączenia. Jak podłączyć je do sterowników L298n I .

Zróbmy to w porządku. Czym są silniki krokowe. Jeśli widzisz parzystą liczbę pinów, to jest bipolarny silnik krokowy. Lokalizacja uzwojenia tego silnika jest następująca.

Jeśli silnik ma 5 pinów, to jest jednobiegunowy silnik krokowy. Tak wygląda jego diagram.

Nasz sterowniki przeznaczone są do silników z 4 pinami. Jak być? Jak je połączyć?

Dwubiegunowe silniki krokowe z 6 pinami podłącza się do sterownika na dwa sposoby:

W tym przypadku silnik krokowy ma moment 1,4 raza większy. Moment obrotowy jest bardziej stabilny przy niskich częstotliwościach.

Przy tego typu połączeniu konieczne jest zmniejszenie prądu dostarczanego do uzwojeń silnika 2 razy. Na przykład, jeśli znamionowy prąd roboczy silnika wynosi 2 A, to gdy uzwojenia są połączone szeregowo, wymagany prąd wynosi 1,4 A, czyli 1,4 razy mniej.

Można to łatwo zrozumieć z następującego rozumowania.

Podany w katalogu znamionowy prąd roboczy liczony jest dla rezystancji jednego uzwojenia (R - dokładnie to jest podane w katalogu). Gdy uzwojenia są połączone szeregowo, rezystancja połączonego uzwojenia podwaja się (2R).

Pobór mocy silnika krokowego - I * 2 * R

Gdy uzwojenia są połączone szeregowo, pobór mocy wynosi Iseq * 2 * 2 * R

Pobór mocy nie zależy od rodzaju połączenia, dlatego I*2 * R = Iseq.*2 * 2* R, skąd

Iseq = I/ √2, tj.

Iseq = 0,707 *I.

Ponieważ moment obrotowy silnika jest wprost proporcjonalny do wielkości pola magnetycznego wytworzonego przez uzwojenia stojana, wzrasta wraz ze wzrostem liczby zwojów uzwojenia i maleje wraz ze spadkiem prądu przepływającego przez uzwojenia. Ale ponieważ prąd zmniejszył się √2 razy, a liczba zwojów wzrosła 2 razy, moment obrotowy wzrośnie √2 razy.

Tseq = 1,4 * T.

W drugim przypadku moment obrotowy jest bardziej stabilny przy wysokich częstotliwościach. Parametry silnika krokowego przy takim połączeniu odpowiadają zadeklarowanym w arkusz danych (moment obrotowy, prąd), moment obrotowy jest bardziej stabilny przy wysokich częstotliwościach.

Jednobiegunowy silnik krokowy można przeprojektować.

Aby to zrobić, musisz zdemontować silnik krokowy i przeciąć przewód łączący środek uzwojeń. A przy podłączaniu wspólnego przewodu nie musisz nigdzie się łączyć.

W efekcie otrzymujemy dwubiegunowy silnik z 4 wyprowadzeniami.

Silniki krokowe z 8 pinami można podłączyć na trzy sposoby.

Połączenie A - stepper pracuje z charakterystyką podaną w opisie (moment obrotowy, prąd), moment obrotowy jest stabilniejszy przy wysokich częstotliwościach.

Połączenie B - moment 1,4 razy, moment jest bardziej stabilny przy niskich częstotliwościach (w stosunku do A).

Połączenie C - moment obrotowy 1,96 razy, moment obrotowy jest bardziej stabilny przy wysokich częstotliwościach (w stosunku do A).

Rozwiązaliśmy więc problem łączenia silników krokowych. Ale nie wszystkie silniki będą dla nas działać. Nadal do ustalenia napięcie robocze silniki. Najlepszy sposób na znalezienie tego arkusz danych.Więc wszystkoparametryjeść. Ale niedomożna znaleźć cały silnik z drukarkiarkusz danych. W takich przypadkach korzystam z tej tabeli .

Nie wiem, na ile ta tabela jest poprawna, ale dla mnie wszystko jest zbieżne i działa tak, jak powinno.

Dobieram silnik tak, aby napięcie robocze było mniejsze lub równe napięciu źródła zasilania. W przypadku silników zaprojektowanych na niższe napięcia prąd należy ustawić niżej.

Melodia będzie w następnym artykule. Nietęsknić!

Subskrybuj mój kanał na youtube i dołącz do grup