Шаговый мотор нарушение функций

Частота управляющих импульсов fy однозначно определяет частоту вращения ротора ШД рад/с. Статические механические характеристики ШД представлены на рис. 10.

Ограничение рабочей зоны механических характеристик с увеличением частоты следования управляющих импульсов обусловлено следующим. С увеличением частоты происходит уменьшение вращающего момента ШД, что объясняется в основном двумя факторами: действием демпфирующего момента от ЭДС вращения и тем, что ЭДС самоиндукции в обмотках управления становится соизмеримой с напряжением источника питания и ток обмоток управления за время такта не успевает нарасти до установившегося значения, что снижает результирующий поток фаз обмотки статора. Снижение синхронизирующего момента тем больше, чем выше значение электромагнитной постоянной времени обмоток управления.

Максимальную частоту импульсов, при которой еще возможен режим без выпадения ротора из синхронизма (потери шагов), называют частотой приемистости fnp. Предельные динамические характеристики ШД представляют собой зависимости частоты приемистости от момента сопротивления и момента инерции на валу двигателя, рис. 11.

Рис. 11. а) характеристики ШД 2-3, б) характеристики ШДА 3-3

Если цель состоит в том, чтобы обеспечить работу ротора в возможно более широком диапазоне скоростей и частот, то следует выбирать меньшие значения момента нагрузки. При средних значениях параметров можно рекомендовать для нагрузки типа сухого трения момент (0,2…0,4)∙Мm. При работе на активную нагрузку момент нагрузки не следует принимать более 0,2∙Мm.

При работе в установившемся режиме ШД может иметь достаточно высокий КПД, достигающий 50%.

Пуск. При пуске ШД в ход наиболее легкие условия разгона имеют место при , то есть при положительном динамическом моменте.

Шаговый мотор нарушение функций

Структура активной системы виброзащиты.

Рассмотрим роботизированную виброзащитную платформу, предназначенную для защиты технологических объектов, а также человека-оператора от низкочастотных воздействий со стороны подвижного основания.[1] В качестве приводного механизма использован электромеханический исполнительный механизм, который является наиболее простым по своему конструктивному исполнению и эксплуатационным характеристикам. В качестве датчиков обратных связей использованы акселерометры, установленные на объекте и основании, и датчик относительного перемещения.

Читайте также: Мотор омывателя фар ford mondeo 4

Видео:Шаговые двигатели, и как ими управлять с помощью микроконтроллераСкачать

Применение гибридного шагового двигателя в системе привода позволяет с высокой точностью преобразовывать цифровой электрический сигнал непосредственно в дискретные угловые перемещения (шаги) ротора.[2]

На рис. 1 представлено поперечное сечение однопакетного реактивного двигателя. Сердечник статора имеет шесть выступающих зубцов, в то время как ротор всего четыре. Сердечники как ротора, так и статора выполнены из магнитомягкой стали. Три набора обмоток расположены, как показано на рис. 1. Каждый набор состоит из двух катушек, соединенных последовательно. Набор обмоток называется фазой, и, соответственно, машина — трехфазным двигателем.

Рис. 1. Принцип работы шагового двигателя: 1 — сердечник статора; 2 — сердечник ротора.

Двигатель поворачивается за каждый импульс управления на определенный фиксированный угол. Чем меньше шаг, тем большая частота вращения может быть достигнута. Шаговые двигатели могут обеспечить маленький шаг (до 1000 шагов за один оборот)

Частота вращения задается числом шагов в секунду, и вместо показателя «частота вращения» часто используется термин «шаговая частота вращения». Однако шаговая частота вращения не определяет точно абсолютную частоту вращения.[3] Соотношение между частотой вращения и шаговой частотой вращения задается формулой

где — частота вращения, об/мин; — шаговая частота вращения; — число шагов.

Разработка математической модели. Упрощенная схема такой системы виброзащитной роботизированной платформы представлена на рис. 2. Электрические сигналы с акселерометров и датчика относительного перемещения поступают в регулятор, сигнал из которого подается на вход электрической следящей системы, управляющей поворотом ротора двигателя. Двигатель вращает винт, и гайка перемещается в направляющем элементе, изменяя положение объекта относительно основания. 4.

Рис. 2. Схема системы виброзащиты с электромеханическим исполнительным механизмом: 1 — электродвигатель; 2 — шарико-винтовая пара; 3 — объект виброзащиты; 4 — датчик тока; 5 — датчик скорости; 6 — датчик положения; 7 — регулятор; 8 — усилитель мощности

Построим математическую модель системы виброзащиты с учетом характеристик электромеханического приводного механизма, включающего шариковую винтовую передачу и шаговый двигатель.

Читайте также: Мотор для стиральной машины хайер

В шариковой винтовой паре модель передачи скоростей и момента описывается выражениями[4]

(1)

Видео:Как настроить ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 28BYJ-48 Arduino?! ОбзорСкачать

где — передаточное число по скоростным параметрам, — передаточное число по силовым параметрам, — скорость вращения якоря двигателя, — вращающий момент на гайке, — сила сопротивления, — масса платформы, — абсолютное перемещение объекта, — абсолютное перемещение основания, — относительное перемещение объекта.

Момент, приложенный к валу двигателя и усилие, создаваемое поступательным движением объекта, связаны зависимостью

(2)

где — диаметр окружности, на которой располагаются центры шариков, — угол подъема винтовой линии по цилиндру диаметром , — приведенный угол трения качения.[5]

С учетом выражений (1), (2), и того, что ; получаем передаточные отношения по скоростным и силовым параметрам

(3)

где — шаг резьбы, — число заходов резьбы, — КПД шариковой винтовой пары.

Рассмотрим двухфазный шаговый электродвигатель с активным неявнополюсным ротором (рис. 3).

Рис. 3. Модель шагового двигателя

Примем за начало отсчета угла положение, при котором ось полюса ротора совпадает с осью первой фазы. При этом ; ;

Запишем уравнения движения ротора и напряжения в обмотках статора

(4)

Видео:Шаговый двигатель, как подключить без сложностей!!!!Скачать

где — момент инерции ротора двигателя, — ток и сопротивление 1‑й фазы статора, — ток и сопротивление 2–й фазы статора, — напряжение источника питания, — угол между осью полюсов и вектором н. с., — число пар полюсов, — максимальное потокосцепление возбужденного ротора с одной фазой статора, — собственная индуктивность, — коэффициент вязкого трения, — установившееся значение тока в обмотках, — интервалы между обмотками, — взаимная индуктивность.

Уравнения системы (4) являются нелинейными дифференциальными уравнениями. Так как нелинейные дифференциальные уравнения крайне сложно решить аналитически, линеаризуем их следующим образом. Если по обмоткам обеих фаз проходит постоянный ток , то положение равновесия здесь достигается при . Отклонение от положения равновесия обозначим . Оно является функцией времени t и в последующем анализе является достаточно малой величиной. Когда ротор поворачивается или колеблется, ток в обеих обмотках отклоняется от установившегося значения на и соответственно.

Читайте также: Сто мотор в тюмени

(5)

(6)

Учитывая, что произведение достаточно малая величина, получим

Уравнение (6) упрощается и принимает вид

(7)

(8)

Видео:Как запустить униполярный шаговый двигатель Подключение шагового двигателя, схема управления драйверСкачать

Подставив уравнения (5), (7) и (8) в (4) и приняв и , получим

(9)

С учетом (1), (3), (4) система уравнений (9) принимает вид

(10)

Упростим уравнения системы (10) и приведем их к виду, характерному для уравнений, описывающих систему в пространстве состояний, приняв и .

Введем 4 переменные состояния: , , и . Система уравнений (10) примет вид

или в векторно-матричной форме

где — вектор переменных состояния, — вектор возмущающего воздействия, — вектор входных сигналов A,B,C.

От описания системы в пространстве состояний перейдём к передаточной функции, описывающей влияние напряжений на статоре на относительную скорость поступательного движения механизма

где — переходная матрица состояния, — единичная матрица.

После проведения соответствующих вычислений можно получить передаточную функцию, описывающую влияние напряжения на статоре на угловую скорость вращения вала двигателя

Видео:На что способен NEMA 17. Тест работы шаговых двигателейСкачать

После проведения соответствующих вычислений получим передаточную функцию в виде

Для данной системы получим выражения для переходной характеристики, как реакции на единичное ступенчатое воздействие и частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) соответственно

,

где

Реакция полученной системы на единичное ступенчатое воздействие приведена на рис. 4, а АЧХ и ФЧХ — на рис. 5.

Рис. 4. Реакция рассматриваемой системы на единичное ступенчатое воздействие.

Рис. 5. Частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ).

Из приведенных рисунков видно, что время переходного процесса при единичном ступенчатом воздействии составляет 0,0028 с, а полоса пропускания — до 500 Гц. Необходимо заметить, что колебательный характер процесса, вытекающий из вида передаточной функции, практически не проявляется из-за большой величины затухания, что является отличительной особенностью шагового двигателя.

Дуюн Т.А., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой технологии машиностроения ФГБОУ ВПО Белгородского государственного технологического университета, г. Белгород;

Видео:Принцип работы шагового двигателя на примере Nema 17/ ШД HS4401Скачать

Пелипенко Н.А., д.т.н., профессор Белгородского государственного национального исследовательского университета, г. Белгород.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/shagovyy-motor-narushenie-funktsiy

  📺 Видео

  ПОДКЛЮЧАЕМ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ К ARDUINO [Уроки Ардуино #14]Скачать

  

  Как работает ШАГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ? Шагаем, полушагаем, микрошагаем.Скачать

  

  Обзор шаговых двигателей и серводвигателей для станковСкачать

  

  Шаговый двигатель с энкодером как серво удерживает положение #industrialcontrol #steppermotor #асуСкачать

  

  Как выбрать шаговый двигатель? Принцип работы, разновидности.Скачать

  

  проверка обмоток шагового мотора без мультиметра за 30 секСкачать

  

  Шаговый двигатель. Просто подключи по этой схеме!Скачать

  

  Шаговый двигатель 28BYJ-48 с драйвером ULN2003 - Подключение к ArduinoСкачать

  

  Шаговый двигатель + оптический энкодерСкачать

  

  Принцип работы шагового двигателя и почему он потребляет большой ток.Скачать

  

  Перевод RealPars 19 - Что такое шаговый двигатель и как он работает?Скачать

  

  Шаговый двигатель. Простейшая программа. Stm32 CubeIDE.Скачать

  

  Шаговый двигатель. Управление ШИМ. Stm32 CubeIDE.Скачать

  

  Как работает шаговый двигатель с энкодеромСкачать