Что означает крутящий момент шагового двигателя

Шаговые двигатели (подробный разбор 4 типов)

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.

Серводвигатели против шаговых двигателей

Шаговый электродвигатель — 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.

Шаговые двигатели можно отнести к группе бесколлекторных двигателей постоянного тока. Шаговые двигатели, имеют высокую надежность и большой срок службы, что позволяет использовать их в индустриальных применениях. При увеличении скорости двигателя, уменьшается вращающийся момент.
Шаговые двигатели делают больше вибрации, чем другие типы двигателей, поскольку дискретный шаг имеет тенденцию хватать ротор от одного положения к другому. За счет этого шаговый двигатель во время работы очень шумный. Вибрация может быть очень сильная, что может привести двигатель к потери момента. Это связано с тем, что вал находится в магнитном поле и ведет себя как пружина. Шаговые двигатели работают без обратной связи, то есть не используют Энкодеры или резольверы для определения положения.
Типы:
Существует четыре главных типа шаговых двигателей:

• Шаговые двигателя с постоянным магнитом
• Гибридный шаговые двигателя
• Двигатели с переменным магнитным сопротивлением
• Биполярные и униполярные шаговые двигатели

Преимущества Шагового двигателя:

• Устойчив в работе
• Работает в широком диапазоне фрикционных и инерционных нагрузок и скоростей, скорость пропорциональна частоте входных импульсов.
• Нет необходимости в обратной связи
• Намного дешевле других типов двигателей
• Подшипники — единственный механизм износа, за счет этого долгий срок эксплуатации.
• Превосходный крутящий момент при низких скоростях или нулевых скоростях
• Может работать с большой нагрузкой без использования редукторов
• Двигатель не может быть поврежден механической перегрузкой
• Возможность быстрого старта, остановки, реверсирования

Главным преимуществом шаговых приводов является точность. При подаче потенциалов на обмотки, шаговый двигатель повернется строго на определенный угол. Шаговый привод, можно приравнять к недорогой альтернативе сервоприводу, он наилучшим образом подходит для автоматизации отдельных узлов и систем, где не требуется высокая динамика.

Недостатки шагового двигателя:

• Постоянное потребление энергии, даже при уменьшении нагрузки и без нагрузки
• У шагового двигателя существует резонанс
• Из-за того что нет обратной связи, можно потерять положение движения.
• Падение крутящего момента на высокой скорости
• Низкая ремонтопригодность

Применение.
Шаговые двигателя имеет большую область применения в машиностроении, станках ЧПУ, компьютерной технике, банковских аппаратах, промышленном оборудовании, производственных линиях, медицинском оборудовании и т.д.

Что такое серво двигатель и принцип его работы:

Серводвигателя делятся на категории щеточные (коллекторные) и без щеточные (без коллекторные) . Щеточные (коллекторные) серводвигатели могут быть постоянного тока, без коллекторные серводвигатели могут быть постоянного и переменного тока. Серводвигатели с щетками (коллекторные), имеют один недостаток каждые 5000 часов необходима замена щеток. На серводвигателях всегда есть обратная связь, это может быть энкодер или резольвером. Обратная связь необходима, чтобы достичь необходимой скорости, либо получить нужный угол поворота. В случаях высоких нагрузок и если скорость окажется ниже требуемой величины, ток пойдет на увеличение , пока скорость не достигнет нужной величины, если сигнал скорости покажет, что скорость больше, чем нужно, ток, пойдет на уменьшение. При использовании обратной связи по положению, сигнал о положении можно использовать чтобы остановить двигатель, после того, как ротор двигателя приблизится к нужному угловому положению.
АС серводвигатель — двигатель переменного тока. В ценообразовании двигатель переменного тока дешевле двигателя постоянного тока. По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели и коллекторные.
В синхронных двигателях переменного тока ротор и магнитное поле вращается синхронно с одинаковой скоростью и в одном направлении с статором, а в асинхронных двигателях переменного тока ротор вращается несинхронно по отношению с магнитным полем. В асинхронном двигателе из-за отсутствия коллектора (щетки) регулировка оборотов происходит за счет изменения частоты и напряжения.

DC серводвигатель — двигатель постоянного тока.
Серводвигатели постоянного тока из за своих динамических качеств могут быть использованы приводом непрерывного действия. Серводвигатели постоянного тока могут постоянно работать в режимах старт, остановка и работать в обоих направлениях вращения. Обороты и развиваемый крутящий момент можно изменять путем изменения величины напряжения тока питания или импульсами.

Преимущества серводвигателей:

• При малых размерах двигателя можно получить высокую мощность
• Большой диапазон мощностей
• Отслеживается положение, за счет использования обратной связи
• Высокий крутящий момент по отношении к инерции
• Возможность быстрого разгона и торможения
• При высокой скорости, высокий крутящий момент
• Допустимый предел шума при высоких скоростях
• Полное отсутствия резонанса и вибрации
• Точность позиционирования
• Широкий диапазон регулирования скорости.
• Точность поддержания скорости и стабильность вращающего момента.
• Высокий статический момент Мо при нулевой скорости вращения.
• Высокая перегрузочная способность: Mmax до 3.5Mo, Imax до 4Io
• Малое время разгона и торможения, высокое ускорение (обычно > 5 м/с 2 ).
• Малый момент инерции двигателя, низкий вес, компактные размеры.

Пример работы двигателя:
На данном примере я перескажу вам принцип работы серводвигателя. После того, как вы сгенерировали управляющую программу, она создается в системе G-кодов, то есть ваша линия, окружность или любой созданный вами объект конвертируется в перемещение по координатам X,Y, Z на определённое расстояние. За расстояние отвечают импульсы, которые подаются через блок управления на двигатель. При перемещении любой из осей, например на 100 мм, драйвер (блок управления) подает определённое напряжение на двигатель, вал двигателя (ротор). Вал двигателя соединен с ходовым винтом (ШВП), вращение оборотов двигателя отслеживается энкодер. При вращении ходового винта по любой из осей, потому что при использовании серво, энкодеры (обратная связь) устанавливаются на тех осях, где вы хотите определить положение, на энкодер подаются импульсы, которые считываются системой управления ЧПУ. Системы ЧПУ программируются так, что ни понимают что, например, для перемещения на 100 мм необходимо получить определенное количество импульсов. Пока система ЧПУ не получит нужное количество импульсов на вход драйвера (блока управления) будет подаваться напряжение задания (рассогласование). Когда портал станка проедет заданные 100 мм, система ЧПУ получит нужное количество импульсов и напряжение на входе драйвера упадет до 0 и двигатель остановится. Прошу вас заметить, что преимущество обратной связи в том, что если по какое то либо причине произойдет смещение портала станка, энкодер отправит на систему управления нужное количество импульсов, для подачи нужного напряжения на согласования драйвера (блока управления), и двигатель поменяет угол. Для того что разногласие было равно 0, это помогает удерживать станок в заданной точке с высокой точностью. Не все типы двигателей способны, обеспечивать динамику разгона, нужный крутящий момент и т. п.

Сравнительная характеристика по основным параметрам

Срок эксплуатации и обслуживание

Шаговые двигатели – нет щеток, это увеличивает срок эксплуатации до многих лет, единственным слабым местом являются подшипники, могут работать в большом диапазоне высоких температур. Срок эксплуатации в разы дольше любого типа двигателя.

Из всех видов серво двигателей, самые дешевые это двигателя коллекторного типа (со щетками), они менее надежны, чем шаговые двигатели и требуют замены щеток примерно через 5000 часов непрерывной работы.
Другой тип бесколлекторных сервоприводов производятся по надежности как и шаговые двигателя, отсутствие щеток увеличивает срок эксплуатации, но не уменьшает стоимость ремонта. В некоторых случаях проще и дешевле купить новый двигатель, а не пытаться его отремонтировать.

Очень тяжело повредить и износить подшипник. Как и в любом двигателе возможно повреждение обмотки двигателя. Из низкой цены проще купить новый шаговый двигатель.

В некоторых случаях проще и дешевле купить новый двигатель, а не пытаться его отремонтировать.

При использование точных механизмов, может быть не ниже +/- 0.01 мм

сервоприводы имеют высокую динамическую точность до 1-2мкм и выше (1 мкм = 0.001 мм)

В лазерно гравировальных станках скорость 20 – 25 метров в минуту. Если мы говорим о фрезерных станках ЧПУ с тяжелыми порталами и балками. Максимальная скорость перемещения до 9 м/мин.

С использованием сервоприводов в станках с ЧПУ возможно достижение скоростей до 60 м/мин при использование высокосортной механике.

до 120 об/мин за секунду

до 1000 об/мин за 0,2 секунды

Потеря шагов при повышении скорости и нагрузки

При высоких скоростях и высоких нагрузках происходит потеря шагов. Эта не проблема возможна при воздействии внешних факторов: ударов, вибраций, резонансов и т.п.

У серво двигателей присутствует обратная связь, что полностью исключает потерю шагов.

Принудительная остановка (столкновение с препятствием)

Принудительная остановка шагового двигателя не вызывает у него никаких повреждений

В случае принудительной остановки серводвигателя, драйвер мотора должен правильно среагировать на данную остановку. В противном случае по обратной связи подается сигнал на доработку не пройденного расстояния, повышается ток на обмотках, двигатель может перегреться и сгореть!

По цене шаговый двигатель намного дешевле своего товарища серво двигателя.

Минимум в 1,5 раз дороже шагового двигателя.

Каждый тип двигателя предназначен для своей задачи. В некоторых случаях нужно использовать шаговых двигатель, а для некоторых задач необходимо использовать только серво двигатель. В фрезерных станках ЧПУ широко используются оба типа двигателей, просто у каждого из них есть свои задачи, и иногда не целесообразно переплачивать за серво, при небольших объемах производства.

Подведем черту сравнения серводвигателей и шаговых двигателей:

Если же вас не устраивают скоростные характеристики, Вам необходимо рассмотреть фрезерные деревообрабатывающие станки с ЧПУ «АртМастер» 2112, 2515, 3015(авт.) и высокоскоростной фрезерный деревообрабатывающий станок «АртМастер 3015 Racer».

Вы всегда должны для себя понимать, что сервомоторы позволяют вам с экономить время на холостых переходах, при этом вы не должны забывать правильно оптимизировать количество проходов. Скорость фрезеровки всегда зависит от мощности режущего инструмента (электрошпинделя) и типа фрезы. Мы не сможете получить хорошую скорость фрезеровки при низком качестве инструмента. Вы получите либо брак в изделии, либо Вам потребуется постоянная замена режущего инструмента. То есть при использовании высоких скоростей, при обработке материала вы не должны забывать о качестве и типе инструмента для фрезеровки. Дорогой инструмент не только быстрее режет, но и служит дольше. И прошу не забывать другое преимущество серво: высокая скорость и производительность в разы выше, чем у шагового при фрезеровке объёмных изображений (фото), резьбы (фото). При наличии смены инструмента, вакуумного стола вы можете оптимизировать ваше производство и минимизировать отходы.

Если вы хотите добиться увеличения объёмов выполненной работы на вашем производстве, решение только одно — сервомоторы, а для старта или изготовления фасадов, дверей, столешниц, и прямолинейного, криволинейного раскроя при объёмах производства от 500-1000 кв.м, вы можете остановить свой выбор на станках с шаговыми двигателями.

• Назад
• Вперёд

Лизинг от ПриватБанка

Наше оборудование можно приобрести в лизинг от ПриватБанка

Мы в Google Play!

Используйте наше приложение для смартфонов и планшетов на базе ОС Android для ознакомления с нашей продукцией!

Параметры, используемые в модели степпера, обычно получаются из таблиц данных производителя. В случае, если параметры не доступны, можно определить их из экспериментальных измерений.

Параметры шагового двигателя переменного нежелания

Параметры, обеспеченные таблицами данных производителя, обычно: количество фаз, содержа крутящий момент, угол шага, напряжение на фазу, текущую на фазу, сопротивление обмотки, _Ra, максимальную индуктивность, _Lmax, среднюю индуктивность, _L0, и инерцию ротора, J.

Параметры Шагового двигателя постоянного магнита/Гибрида

Параметры, обеспеченные таблицами данных производителя, обычно:

содержание крутящего момента

напряжение на фазу

текущий на фазу

сопротивление обмотки, _Ra

извилистая индуктивность, _La

инерция ротора, J

Максимальный крутящий момент стопора, _Tdm, не всегда задается. Этот параметр может быть принят, чтобы быть равным 1-10% максимального крутящего момента содержания.

Максимальное потокосцепление, _ψm, не всегда задается. Этот параметр может быть получен экспериментально путем управления двигателем к постоянной скорости, N, в об/мин, и путем измерения максимальной разомкнутой цепи извилистое напряжение, _Em, в V.

Параметр _ψm затем вычисляется следующим отношением:

где p является количеством пар полюса, данных p =360 / (2 m · шаг. Здесь m = номер фазы, продвиньтесь = угол шага в градусах.

Серводвигатели и шаговые двигатели

Приобретение предприятием фрезерного станка с ЧПУ для изготовления фасадов из МДФ поднимает вопрос о необходимости переплачивать за те или иные механизмы и силовые агрегаты, установленные на дорогостоящем и высокотехнологичном оборудовании. Для позиционирования силовых агрегатов станков с ЧПУ используют, как правило, шаговые двигатели и серводвигатели (сервоприводы). Шаговые двигатели – дешевле. Однако сервоприводы обладают широким рядом достоинств, в том числе высокой производительностью и точностью позиционирования. Так что же выбрать?

Что такое шаговый электродвигатель

Шаговый электродвигатель – это безщеточный синхронный электродвигатель постоянного тока, имеющий несколько обмоток статора. При подаче тока в одну из обмоток ротор поворачивается, а затем фиксируется в определенном положении. Последовательное возбуждение обмоток через контроллер управления шаговым двигателем позволяет вращать ротор на заданный угол.

Шаговые электродвигатели широко применяются в промышленности, так как имеют высокую надежность и длительный срок службы. Главное преимущество шаговых двигателей – точность позиционирования. При подаче тока на обмотки ротор провернется строго на определенный угол.

Положительные стороны шагового двигателя

· Устойчивость в работе;

· Высокий крутящий момент на малых и нулевых скоростях;

· Быстрый старт, остановка и реверс;

· Работа под высокой нагрузкой без риска выхода из строя;

· Единственный механизм износа, влияющий на длительность эксплуатации – подшипники;

Отрицательные стороны шагового двигателя

· Высокий уровень шума;

· Возможность появления резонанса;

· Постоянный расход электроэнергии вне зависимости от нагрузки;

· Падение крутящего момента на высоких скоростях;

· Отсутствие обратной связи при позиционировании;

· Низкая пригодность к ремонту.

Что такое серводвигатель (сервопривод)

Серводвигатель (сервопривод) – это электрический мотор с управлением через обратную отрицательную связь, которая позволяет точно управлять параметрами движения, чтобы достичь необходимой скорости или получить нужный угол поворота. В состав серводвигателя входят непосредственно сам электродвигатель, датчик обратной связи, блок питания и управления.

Конструктивные особенности электродвигателей для сервопривода мало чем отличаются от обычных электродвигателей имеющих статор и ротор, работающих на постоянном и переменном токе, с щетками и без щеток. Особую роль здесь играет датчик обратной связи, который может быть установлен как непосредственно в самом двигателе и передавать данные о положении ротора, так и определять его позиционирование по внешним признакам. С другой стороны, работа серводвигателя немыслима без блока питания и управления (он же инвертор или сервоусилитель), который преобразует напряжение и частоту тока, подаваемого на электродвигатель, тем самым управляя его действием.

Положительные стороны серводвигателя (сервопривода)

· Высокая мощность при малых размерах;

· Высокий крутящий момент;

· Быстрый разгон и торможение;

· Постоянное и бесперебойное отслеживание положения;

· Низкий уровень шума, отсутствие вибраций и резонанса;

· Широкий диапазон скорости вращения;

· Высокая скорость разгона;

· Стабильная работа в широком диапазоне скоростей;

· Малая масса и компактная конструкция;

· Низкий расход электроэнергии при малых нагрузках.

Отрицательные стороны серводвигателя (сервопривода)

· Требовательность к периодическому обслуживанию (например, с заменой щеток);

· Сложность устройства (наличие датчика, блока питания и управления) и логики его работы.

Сервопривод или шаговый двигатель?

Сравнивая характеристики сервопривода и шагового двигателя, следует обратить внимание, прежде всего, на их производительность и стоимость. Для производства фасадов МДФ на небольшом предприятии, работающем с малыми объемами, думаю, нет необходимости переплачивать за установку на фрезерный станок с ЧПУ дорогостоящих серводвигателей. С другой стороны, если предприятие стремится выйти на максимально возможные объемы производства, то дешевить на низкопроизводительных шаговых двигателях для ЧПУ не имеет смысла.

Серводвигатели и шаговые двигатели

Принципы работы серводвигателей и шаговых двигателей без обратной связи аналогичны. Однако между этими двумя «аналогичными» понятиями есть ключевые различия, которые инженеры должны понять, прежде чем решить, какой двигатель идеально подходит для данного применения.

В традиционных сервоприводах контроллер отправляет команды на привод двигателя через импульс управления или аналоговую команду, связанную с положением, скоростью или крутящим моментом. Некоторые элементы управления могут использовать метод на основе шины данных, который в новейших элементах управления обычно представляет собой метод связи на основе Ethernet. Затем система управления электропривода передает соответствующий ток на каждую фазу двигателя. Обратная связь от двигателя возвращается к системе управления двигателя, при необходимости, к главному контроллеру. Привод полагается на эту информацию для правильной коммутации фаз и для отправки точной информации о динамическом положении вала двигателя. Таким образом, серводвигатели считаются двигателями с замкнутым контуром и содержат встроенные энкодеры, а данные о положении вала часто передаются в контроллер. Эта обратная связь дает контроллеру много информации для управления электрической машиной. Контроллер может в различной степени вносить коррективы в операции, если что-то работает не так, как должно быть. Этот тип важной информации является преимуществом, которое не могут предложить шаговые двигатели без обратной связи.

Шаговые двигатели также работают по командам, посылаемым на электропривод, чтобы определять пройденное расстояние и скорость. Как правило, этот сигнал является командой шага и направления. Однако степперы с разомкнутым контуром управления не могут обеспечивать обратную связь, поэтому их органы управления не могут должным образом оценить ситуацию и внести коррективы для улучшения работы электрической машины.

Например, если крутящего момента двигателя недостаточно, чтобы выдержать нагрузку, двигатель может остановиться или пропустить определенные шаги. Когда это произойдет, машина не перейдет на следующую позицию. Учитывая характеристики разомкнутого контура шагового двигателя, это неточное позиционирование не будет адекватно передано обратно на контроллер, чтобы он мог вносить корректировать шаги в реальном времени.

Кажется, что серводвигатель имеет явные преимущества с точки зрения эффективности и производительности, так почему же кто-то выбрал шаговый двигатель? Есть несколько причин. Наиболее распространенным является цена; эксплуатационные бюджеты являются важными факторами при принятии любого проектного решения. По мере сокращения бюджетов необходимо принимать решения по сокращению ненужных расходов. Таким образом, если преимущества серводвигателя не оправдывают его стоимость, стандартного шагового двигателя может быть вполне достаточно.

С чисто эксплуатационной точки зрения шаговые двигатели значительно проще в эксплуатации, чем серводвигатели. Управление шаговым двигателем намного проще для понимания и настройки. Большинство обслуживающего персонала согласятся с тем, что если нет причин чрезмерно усложнять операции, не нужно ничего усложнять.

Преимущества двух разных типов двигателей очень разные. Серводвигатели идеальны, если вам нужен двигатель со скоростью более 3000 об / мин и высоким крутящим моментом. Тем не менее, для применения, которое требует только скорости нескольких сотен об / мин или меньше, серводвигатель не всегда является лучшим выбором. Серводвигатели могут быть не эффективными для низкоскоростных применений.

Низкоскоростные приложения — то, где шаговые двигатели «сияют» как лучшее возможное решение. Шаговые двигатели предназначены для работы на низкой скорости при высоком крутящем моменте. По самой природе их конструкции они могут управляться и работать до предела скорости. Ограничение скорости обычных шаговых двигателей обычно составляет менее 1000 об / мин, тогда как серводвигатели могут иметь номинальные скорости до 3000 об / мин и выше, иногда даже свыше 7000 об / мин.

Если «степпер» имеет «правильный» размер, он может быть идеальным выбором. Однако, когда шаговый двигатель работает в конфигурации с разомкнутым контуром и что-то идет не так, операторы могут не получить все данные, необходимые для решения возникшей проблемы.

Высокоточные двигатели

двигатель DC SR series

Момент: 0,0006 Nm — 0,01 Nm
Мощность: 0 W — 8,5 W
Скорость вращения: 7 400 rpm — 14 600 rpm

. DC-микромоторы с коммутацией драгоценных металлов Эти безжелезные двигатели постоянного тока являются самыми компактными в отрасли на сегодняшний день, и большинство типов имеют встроенные энкодеры высокого разрешения для использования .

двигатель DC SGMMV

Мощность: 3,3 W — 30 W
Скорость вращения: 3 000 rpm

двигатель AC SGMCS series

Момент: 6 Nm — 600 Nm
Мощность: 42 W — 3 140 W
Скорость вращения: 250 rpm — 500 rpm

двигатель DC ZWPD006006-XXX

Момент: 0,032 Nm — 3,2 Nm
Мощность: 0,01 W — 40 W
Скорость вращения: 10 rpm — 3 229 rpm

. 6MM Пластиковый двигатель планетарного редуктора 1. Номинальное напряжение: 3,0-6 В 2. Нет Скорость загрузки: 11-3824 об/мин 3. Нет Ток нагрузки: 40 мА 4. Номинальная скорость загрузки: 10-3229 об/мин 5. Номинальный ток нагрузки: 100 .

двигатель DC

Момент: 0 Nm — 8 Nm
Мощность: 0 W — 50 W
Скорость вращения: 5 rpm — 2 500 rpm

. Принцип конструкции вращающегося модуля для аккумуляторных ручных пылесосов Несмотря на то, что существует множество типов беспроводных ручных пылесосов, они имеют похожую структуру, которая состоит из корпуса, двигателя, автоматической .

двигатель DC ZWMD016016 series

Момент: 0,3 Nm — 0,6 Nm
Мощность: 0,1 W — 40 W
Скорость вращения: 6 rpm — 7 500 rpm

. 16MM металлический двигатель планетарного редуктора Модель: ZWMD016016-XXX 1. Номинальное напряжение: 5-24 В 2. Нет Скорость загрузки: 4-1,373 об/мин 3. Нет Ток нагрузки: 85-110 мА 4. Номинальная скорость загрузки: 3-1,125 об/мин 5. Номинальный .

двигатель DC G30

Момент: 0,08, 0,28 Nm
Мощность: 27,6 W — 102 W
Скорость вращения: 2 200 rpm

. — Большое центральное отверстие — Низкий уровень засорения и потребления — Интеграция с электрическими контактными кольцами — Для карданов и систем автоматического вождения — Водонепроницаемый и пыленепроницаемый Технические характеристики .

двигатель DC G35

Момент: 0,15, 0,46 Nm
Скорость вращения: 900 rpm
Интенсивность: 1,45 A

. — Большое центральное отверстие — Низкий уровень засорения и потребления — Интеграция с электрическими контактными кольцами — Для карданов и систем автоматического вождения — Водонепроницаемый и пыленепроницаемый Технические характеристики .

двигатель DC G60

Момент: 0,6, 1,75 Nm
Мощность: 74,4 W — 228 W
Скорость вращения: 850 rpm

$9999.00 Доступные баллы：0 баллов ▏ Награда за баллы：108 баллов Акция Каждые $200, скидка $20 — Большое центральное отверстие — Низкое засорение и потребление — Интеграция с электрическими контактными кольцами — Для Gimbal .

шаговый 5-фазный двигатель AK series

Момент: 0,13 Nm — 6,18 Nm
Интенсивность: 1 400, 750, 2 800 mA
Диаметр: 42, 85, 24, 60 mm

AK Серия5-фазные шаговые двигатели (тип вала) 5-фазные шаговые двигатели серии AK компактные и легкие устройства, обеспечивающие высокую скорость, точность и управление при работе с большим крутящим моментом.Благодаря низким доступным .

шаговый 5-фазный двигатель AK-B series

Момент: 0,13 Nm — 6,18 Nm
Интенсивность: 2 800, 1 400, 750 mA
Диаметр: 42, 60, 85 mm

5-фазные шаговые двигатели со встроенными тормозами (тип вала) 5-фазные шаговые двигатели серии AK –B компактные и легкие устройства, обеспечивающие высокую скорость, точность и управление при работе с большим крутящим моментом.Благодаря .

шаговый 5-фазный двигатель AHK series

Момент: 0,13 Nm — 6,18 Nm
Интенсивность: 750, 2 800, 1 400 mA
Диаметр: 60, 85, 42 mm

5-фазные шаговые двигатели (тип полых валов) 5-фазные шаговые двигатели с полым валом серии AHK – компактные и легкие устройства, обеспечивающие высокую скорость, точность и управление при работе с большим крутящим моментом. Полый вал .

шаговый двигатель MIS17 series

Момент: 0,36, 0,56, 0,8 Nm
Мощность: 142, 134, 92 W

. MIS171-MIS176 ServoStep — программируемые интегрированные двигатели NEMA17 с замкнутым контуром, Ethernet, многооборотным энкодером Встроенные двигатели ServoStep от JVL. Все в одном смарт-моторе со встроенным контроллером. Широкие возможности .

двигатель DC MIL17 series

Скорость вращения: 60 rpm — 750 rpm

. Линейные шаговые двигатели могут значительно снизить затраты и сэкономить место. Отсутствует муфта, дополнительная опора подшипника и не требуются монтажные работы. Это не только снижает стоимость, но и уменьшает частоту отказов благодаря .

высокоточный двигатель MST17 series

Момент: 0,07 Nm — 0,46 Nm

. Серия шаговых двигателей, разработанных компанией JVL для использования со всей линейкой шаговых двигателей JVL с приводами и контроллерами. Это высокомоментные шаговые двигатели, специально разработанные для работы в мини- и микрошагах. По .

двигатель DC BG 65Sx50 PI

Момент: 0,56, 0,63 Nm
Мощность: 236, 215 W
Скорость вращения: 3 660, 3 570 rpm

. » Высокодинамичный сервопривод постоянного тока со встроенным 4Q серворегулятором » Программное обеспечение для ПК, простое в использовании для параметризации. Основные режимы, такие как скорость, положение и крутящий момент, легко поддаются .

двигатель DC BG 65Sx25 CI

Момент: 0,39, 0,405 Nm
Мощность: 123, 131 W
Скорость вращения: 2 900, 3 200 rpm

. » Встроенный серворегулятор для 4-х квадрантного привода » Высокая точность позиционирования и превосходные характеристики управления благодаря встроенному инкрементальному энкодеру с разрешением 4096 импульсов на оборот » Обратите внимание, .

двигатель DC BG 65Sx25 EC

Момент: 0,405, 0,39 Nm
Мощность: 131, 123 W
Скорость вращения: 2 900, 3 200 rpm

. » Встроенный серворегулятор для 4-х квадрантного привода » Высокая точность позиционирования и превосходные характеристики управления благодаря встроенному инкрементальному энкодеру с разрешением 4096 импульсов на оборот » Обратите внимание, .

асинхронный двигатель ASM / ASG

Момент: 1 Nm — 10 000 Nm
Мощность: 1 000 W — 600 000 W
Скорость вращения: 1 000 rpm — 30 000 rpm

. Асинхронные двигатели CEDS обладают особыми преимуществами: Низкие эксплуатационные расходы Длинная жизнь Компактные конструкции Специальные конструкции Большая перегрузочная способность из-за высокого опрокидывающего момента Большой .

eddy_em

В ходе «внезапно обнаруженных особенностей» шаговых двигателей, которые предполагается использовать в криостате ИК-спектрометра (в пиковом режиме работы они выделяют 50 Вт!), а также для изучения, насколько драйвер ШД L6208N хуже драйвера TB6560AHQ, я на этой неделе провел кое-какие испытания.

Для затравки — видео:

это позорище — «измерительная установка», использующаяся в эксперименте.

Итак, на видео выше показано, как проводились измерения момента: испытуемый
шаговый двигатель был зафиксирован при помощи струбцины, на вал двигателя через
жесткую муфту был надет цилиндр диаметром 50мм, на который наматывалась нить
с подвешенным к ней грузом. Таким образом, изменяя массу подвешенного груза
можно было изменять момент силы, приложенной к валу двигателя.
Куча соплей, торчащих из макетки на столе — привычный для меня способ «наколенного макетирования» (я уже ранее выкладывал видео с управлением механикой криостата, там сопли еще страшней были). На макетке была собрана полноценная схемка с драйвером L6208N. Правда, в работе наблюдались «косяки» из-за того, что токи там довольно большие протекают, а элементы просто натыканы в разъемы макетки. Вот все это безобразие крупным планом:

Система управления двигателем была запитана от 12-вольтового китайского блока питания с регулировкой. Уровень напряжения был установлен на минимум (10.6 В).

Зависимость крутящего момента от силы тока в обмотках двигателя

2 оборотов в секунду (400 шагов/с). В полношаговом режиме работы драйвера L6208N для смещения вала двигателя на один шаг необходимо подать на драйвер четыре тактовых импульса. В полушаговом режиме один шаг двигателя соответствует восьми тактовым импульсам.

На приведенных далее графиках указывается частота тактовых импульсов,
подающихся на драйвер шагового двигателя. Соответственно, при работе в
полношаговом режиме скорость вращения вала (в шагах в секунду) в четыре раза
меньше тактовой частоты, а при работе в полушаговом режиме скорость меньше в
восемь раз.

Дальше приведена картинка с зависимостью величины крутящего момента на валу испытуемого двигателя от силы тока в обмотках. Медианное усреднение серии измерений и линейная аппроксимация результата показали, что момент на валу (в г·см) вполне линейно изменяется и примерно в 450 раз превышает силу тока в обмотках двигателя (измеренную в Амперах).

Зависимость максимальной скорости вращения вала двигателя от силы тока в обмотках при постоянной величине нагрузки на вал

Для изучения предельных скоростей вращения нагруженного вала двигателя на прикрепленный к валу цилиндр подвешивались грузы массой 100, 150 и 200г, дающие постоянный момент силы в 250, 375 и 500г·см соответственно. Чтобы массу подвеса можно было быстро изменять, я просто взял обычный пакетик с застежкой-молнией, измерил его массу на лабораторных весах и подвесил на вал при помощи ниточки. В пакет складывались гирьки от весов + при недостаче массы гирек я подкладывал болты, массу которых заранее измерил.

На картинке выше изображены результаты измерений, показавшие, что снижение тока в обмотках приводит к очень резкому снижению крутящего момента двигателя, что особо хорошо заметно на высоких скоростях вращения вала. Снижение до 50% номинального тока в обмотках двигателя приводит к падению практически до нуля его нагрузочной характеристики. Снижение силы тока в обмотках на 30% лишь незначительно ухудшает нагрузочную характеристику двигателя, для увеличения величины крутящего момента в этом случае необходимо лишь снизить скорость вращения вала.

Зависимость крутящего момента от скорости вращения вала

Выше было показано, что небольшое уменьшение номинальной силы тока в обмотках двигателя не приводит к значительному ухудшению значения крутящего момента на его валу. Для определения динамических характеристик двигателя к его обмоткам был приложен ток величиной 87.5% и 75% от номинального (1.05А и 0.9А соответственно). Кроме того, изучалась возможность увеличения крутящего момента при разгоне двигателя кратковременной установкой режима работы драйвера шагового двигателя в полушаговый режи.

Выше изображена полученная динамическая характеристика. Резкий спад крутящего момента на частотах тактовых импульсов порядка 50Гц может быть обусловлен особенностями используемого драйвера шаговых двигателей (на испытываемом ранее драйвере TB6560AHQ таких особенностей замечено не было). Похоже, либо микросхемка «захлебывается» и начинает блокироваться из-за перегрева (грелась она на малых оборотах прилично, а на скоростях выше 25шагов/с оставалась практически холодной), либо в ней установлен фильтр наводок на 50Гц, который и «дает жару» — в подробности мне вникать лень.

На скоростях ниже 50Гц в полношаговом режиме (12.5шагов/с) крутящий момент двигателя очень резко спадает до нуля (видимо, это обусловлено очень низкой индуктивностью обмоток двигателя). Наиболее оптимальной является скорость вращения двигателя около 25шагов/с (в полношаговом режиме драйвера L6208N). Динамический диапазон данного двигателя довольно узок: при увеличении скорости вращения вала до 150шагов/с (в полношаговом режиме) крутящий момент снижается в два раза. Наиболее оптимальным режимом работы двигателя является скорость от 25 до 100шагов/с (в полношаговом режиме) со стартом в полушаговом режиме драйвера. Такой режим обеспечивает высокий стартовый момент с поддержанием величины крутящего момента при дальнейшем движении с бóльшей скоростью.

Выводы

10В и силы тока в обмотках до

0.9А (т.е. снижения энерговыделения от номинальных 50.4Вт до 9Вт) за счет варьирования режимов работы драйвера шагового двигателя.

Управлять двигателем возможно как посредством драйвера TB6560AHQ, так и при помощи драйвера L6208N. Правда, лично мне больше нравится первый: он показывает значительно более красивые осциллограммы (а при дроблении шага на 16 у него на выходе почти синусоида!) и имеет большее количество «настроек».

Ну, а напоследок, чтобы не утомлять почтенную публику созерцанием изображения осциллограмм, привожу видео: