Електропривод з кроковим двигуном
В
Система управління з кроковими двигунами
В
Контролер крокової двигуна
кроків двигуни вже давно і успішно застосовуються в найрізноманітніших пристроях. Їх можна зустріти в дисководах, принтерах, плоттерах, сканерах, факсах, а також у різноманітному промисловому і спеціальному обладнанні. В даний час випускається безліч різних типів крокових двигунів на всі випадки життя. Однак правильно вибрати тип двигуна - це ще півсправи. Не менш важливо правильно вибрати схему драйвера і алгоритм його роботи, який найчастіше визначається програмою мікроконтролера. Мета цієї статті - систематизувати відомості про пристрій крокових двигунів, способах управління ними, схемах драйверів і алгоритмах. Як приклад наведена практична реалізація простого і дешевого драйвера крокової двигуна на основі мікроконтролера сімейства AVR
Що таке кроковий двигун, і навіщо він потрібен?
Кроковий двигун - це електромеханічний пристрій, який перетворює електричні імпульси в дискретні механічні переміщення. Так, мабуть, можна дати строге визначення. Напевно, кожен бачив, як виглядає кроковий двигун зовні: він практично нічим не відрізняється від двигунів інших типів. Найчастіше це круглий корпус, вал, кілька висновків (рис. 1). br/>В
Рис. 1. Зовнішній вигляд крокових двигунів сімейства ДШМ-200. p> Однак крокові двигуни мають деякими унікальними властивостями, що робить часом їх виключно зручними для застосування або навіть незамінними. p> Чим же хороший кроковий двигун?
Кут повороту ротора визначається числом імпульсів, які подані на двигун двигун забезпечує повний момент у режимі зупинки (якщо обмотки запитані) прецизійне позиціонування і повторюваність. Хороші крокові двигуни мають точність 3-5% від величини кроку. Ця помилка не накопичується від кроку до кроку можливість швидкого старту/зупинки/реверсування висока надійність, пов'язана з відсутністю щіток, термін служби крокової двигуна фактично визначається терміном служби підшипників однозначна залежність положення від вхідних імпульсів забезпечує позиціонування без зворотного зв'язку можливість отримання дуже низьких швидкостей обертання для навантаження, приєднаної безпосередньо до валу двигуна без проміжного редуктора може бути перекритий досить великий діапазон швидкостей, швидкість пропорційна частоті вхідних імпульсів. Але не все так добре ... p> В· кроковим двигуном притаманне явище резонансу
В· можлива втрата контролю положення зважаючи роботи без зворотного зв'язку
В· споживання енергії не зменшується навіть без навантаження
В· утруднена робота на високих швидкостях
В· невисока питома потужність
В· щодо складна схема управління
Що вибрати? p> Крокові двигуни відносяться до класу безколекторних двигунів постійного струму. Як і будь-які безколекторні двигуни, вони мають високу надійність і великий термін служби, що дозволяє використовувати їх в критичних, наприклад, індустріальних застосуваннях. В порівнянні із звичайними двигунами постійного струму, крокові двигуни вимагають значно складніших схем управління, які повинні виконувати всі комутації обмоток при роботі двигуна. Крім того, сам кроковий двигун - дорогий пристрій, тому там, де точне позиціонування не потрібно, звичайні колекторні двигуни мають помітну перевагу. Справедливості заради слід зазначити, що останнім часом для управління колекторними двигунами все частіше застосовують контролери, які за складністю практично не поступаються контролерам крокових двигунів. p> Одним з головних переваг крокових двигунів є можливість здійснювати точне позиціонування і регулювання швидкості без датчика зворотного зв'язку. Це дуже важливо, бо такі датчики можуть коштувати набагато більше самого двигуна. Однак це підходить тільки для систем, які працюють при малому прискоренні і з відносно постійною навантаженням. У той же час системи зі зворотним зв'язком здатні працювати з великими прискореннями і навіть при змінному характері навантаження. Якщо навантаження крокової двигуна перевищить його момент, то інформація про положенні ротора втрачається і система вимагає базування за допомогою, наприклад, кінцевого вимикача або іншого датчика. Системи зі зворотним зв'язком не мають подібного недоліку. p> При проектуванні конкретних систем доводиться робити вибір між сервомотором і кроковим двигуном. Коли потрібно прецизійне позиціонування і точне управління швидкістю, а потрібний момент і швидкість не виходять за допустимі межі, то кроковий двигун є найбільш економічним рішенням. Як і для звичайних двигунів, для підвищення моменту може бути використаний понижуючий редуктор. Однак для крокових двигунів редуктор не завжди підходить. На відміну від колекторних двигунів, у яких момент зростає із збільшенням швидкості, кроковий двигун має більший момент на низь...
