Шаговый двигатель как поменять направление вращения

Форум клана ЧПУшников

Меню навигации

• Форум
• Наш фирменный клуб. «Форум А»
• «Мы в «Одноклассниках»»
• «Мы в ВКонтакте»
• «3d Сканирование»
• Написать нам
• Участники
• Правила
• Поиск
• Регистрация
• Войти

Пользовательские ссылки

• Активные темы

Информация о пользователе

Вы здесь » Форум клана ЧПУшников » Станки с ЧПУ » Самопроизвольное изменение направления вращения шагового двигателя.

Самопроизвольное изменение направления вращения шагового двигателя.

Сообщений 1 страница 6 из 6

Поделиться113-07-2012 08:30:21

• Автор: Domin
• Местный
• 
• Откуда: Омск
• Зарегистрирован : 11-08-2011
• Приглашений: 0
• Сообщений: 211
• Уважение: [+56/-0]
• Позитив: [+103/-4]
• Пол: Мужской
• Возраст: 65 [1956-03-04]
• Провел на форуме:
  15 дней 15 часов
• Последний визит:
  27-08-2021 23:04:17

Вчера я решил на оси Z заменить мотор на новый, давно приобретенный в Питере на Электроприводе модель FL57STH56-2804A.
И столкнулся со странным явлением ОН ВРАЩАЕТСЯ В КАКУЮ ЗАХОЧЕТ СТОРОНУ.
Его направление движения не завит от команд . Подключал к контроллеру другой оси – тоже самое, крутил настройки в Mach не помогло. В режиме полного шага «дрожит» и не вращается.
Контроллеры собраны на TA8435H. Поставил старый управляется нормально , другие шаговики этого класса ведут себя тоже нормально. Контроллеров другого типа нет не могу проверить может он не «живет» с TA8435H.
Может кто-то сталкивался с таким явлением? Или просто шаговик неисправен.

• Цитировать Сообщение 1

Поделиться213-07-2012 09:28:50

• Автор: valb
• Гуру
• 
• Откуда: Пенза
• Зарегистрирован : 07-12-2009
• Приглашений: 55
• Сообщений: 1525
• Уважение: [+169/-2]
• Позитив: [+293/-5]
• Пол: Мужской
• Возраст: 63 [1958-05-04]
• Провел на форуме:
  2 месяца 28 дней
• Последний визит:
  12-01-2021 00:46:24

В режиме полного шага «дрожит» и не вращается.

Заводской брак. Смещены «зубчики» на роторе.

• Цитировать Сообщение 2

Поделиться313-07-2012 11:50:30

• Автор: cncuser
• Заблокирован
• Зарегистрирован : 10-07-2012
• Приглашений: 0
• Сообщений: 11
• Уважение: [+8/-0]
• Позитив: [+0/-0]
• Провел на форуме:
  6 часов 16 минут
• Последний визит:
  20-07-2012 19:32:21

Вчера я решил на оси Z заменить мотор на новый, давно приобретенный в Питере на Электроприводе модель FL57STH56-2804A.
И столкнулся со странным явлением ОН ВРАЩАЕТСЯ В КАКУЮ ЗАХОЧЕТ СТОРОНУ.
Его направление движения не завит от команд . Подключал к контроллеру другой оси – тоже самое, крутил настройки в Mach не помогло. В режиме полного шага «дрожит» и не вращается.
Контроллеры собраны на TA8435H. Поставил старый управляется нормально , другие шаговики этого класса ведут себя тоже нормально. Контроллеров другого типа нет не могу проверить может он не «живет» с TA8435H.
Может кто-то сталкивался с таким явлением? Или просто шаговик неисправен.

Попробуйте два провода из четырех выходящих из двига поменять между собой местами, главное чтобы эти два провода были с одной обмотки. Возможно у Вас одна обмотка крутит двиг в одну сторону, а другая в другую.

• Цитировать Сообщение 3

Поделиться413-07-2012 13:30:40

• Автор: Карпуха
• Долгожитель
• 
• Откуда: Новосибирск
• Зарегистрирован : 20-01-2011
• Приглашений: 0
• Сообщений: 580
• Уважение: [+310/-2]
• Позитив: [+1103/-4]
• Пол: Мужской
• Возраст: 47 [1974-01-08]
• Провел на форуме:
  30 дней 9 часов
• Последний визит:
  20-12-2019 12:26:33

Попробуйте два провода из четырех выходящих из двига поменять между собой местами, главное чтобы эти два провода были с одной обмотки

Вот этот способ как раз меняет направление движения на нормальном исправном шаговом двигателе. Тут в данном случае, думаю, что он не поможет.

Двигатель постоянного тока, L293D и Arduino

В статье рассмотрен пример управления направлением и скоростью вращения ротора небольшого двигателя постоянного тока с использованием Arduino и чипом для драйвера двигателя L293D.

Для управления скоростью вращения мотора в проекте используется потенциометр. Для изменения направления вращения используется кнопка.

Необходимое оборудование

Для того, чтобы собрать предложенную схему и реализовать поставленную задачу вам понадобятся:

1 небольшой двигатель постоянного тока с напряжением питания около 6 В;

1 чип L293D, который используется в качестве драйвера для двигателя;

1 переменный резистор (потенциометр) сопротивлением 10 кОм;

1 тактовая кнопка;

1 монтажная плата;

1 плата Arduino Uno;

Основы работы с чипом L293D

Перед тем как подключать Arduino для управления мотором, стоит поэксперрментировать с чипом L293D. Как минимум, это даст вам понимание того, как именно он работает.

В данном случаем мы можем использовать Arduino исключительно для подачи питания 5 В на мотор.

Наша задача – отследить, в какую сторону вращается ротор мотора. Можете слегка зажать вал пальцами, и вы почувствуете направление вращения или прикрепить на вал какую-то метку (например, кусок бумажки). После первой проверки, подключите контакты, которые идут от 5V (питания) и от Gnd (земля) наоборот. После запуска, двигатель должен вращаться в противоположную сторону.

По большому счету, это и является концептом, на основании которого работает чип L293D. Он управляет пинами, позволяя нам менять направление вращения ротора двигателя.

Схема подключения соответствует приведенной на рисунке ниже. Питание мотора все еще обеспечивается от Arduino, но мы можем поэкспериментировать с «управляющими» пинами перед тем как полностью передать управление Arduino.

Три контакта L293D, которые нас интересуют, это: Pin 1 (Enable), Pin 2 (In1) и Pin 7 (In2). Они подключаются к контакту 5V или к контакту GND с использованием фиолетового, желтого и оранжевого коннектора.

Как показано на рисунке выше, мотор должен вращаться в определенном направлении, давайте назовем это направлением A.

Если вы подключите Pin 1 (Enable) к GND, мотор остановится вне зависимости от управляющих пинов In1 и In2. Контакт Enable все включает и выключает. Это очень полезно при использовании ШИМ контактов для управления скоростью мотора. Переподключите Pin 1 к 5V, чтобы двигатель вновь начал вращаться.

Теперь попробуйте переподключить In1 (pin 2, желтый). Вместо 5V подключите его к GND. Оба контакта In1и In2 теперь подключены к GND, так что двигатель опять остановится.

Перемещение In2 от GND к 5V приведет к вращению мотора в противоположном направлении (направление В).

Если вы подключите In1 обратно к 5V и в результате In1 и In2 будут подключены к 5V, мотор опять-таки перестанет двигаться.

Схема подключения Arduino, L293D и потенциометра

После того как мы разобрались с непосредственным управлением двигателя с помощью контактов и микросхемы L293D , можно передавать все управление на плату Arduino. Микроконтроллер в данном случае будет управлять контактами Enable, In1 и In2.

Внимательно соберите схему на основании рисунка, который приведен ниже. Если вы перепутаете контакты, очень вероятно, что работать ничего не будет.

Скетч Arduino

Загрузите скетч, приведенный ниже на Arduino.

Изменение направления и частоты вращения двигателя постоянного тока

с использованием чипа L293D, потенциометра и кнопки-переключателя

О шаговых двигателях для самодельщиков

Самодельщиков — тех кто хочет собрать ЧПУ сам все больше. Поэтому попытаемся изложить принцип работы и особенности шаговых двигателей. Думаю это поможет в дальнейшем при изготовлении ЧПУ станка.

Шаговые электродвигатели.
Шаговый электродвигатель — устройство электромеханическое , выходной вал — ротор которого совершает дискретное угловое с фиксацией конечного положения — т.е. остановкой в опредленном положении.
В отличие от синхронных двигателей (обычных двигателей) для шаговых двигателей должн сохраняться синхронизм как при вращении, и при запуске, торможении или изменении направления вращения и, а также, основное достоинтво — длительная фиксированная остановка ротора (вал). При остановке (удержании) по обмоткам шагового двигателя проходит постоянный ток — т.е. обмотки ШД должны быть постоянно запитаны.
Принцип действия:
так же как и в синхронном двигателе, при запитке обмоток статора, на роторе возникает момент (магнитное притяжение), стремящийся повернуть его в положение максимального сединения магнитных потоков запитанных обмоток.
На рисунке выше — схема двигателя. это схематично — показаны только четыре полюса с обмотками. на мамом деле их намного больше. Ротор это постоянный магнит.

Запитана обмотка 1 по ней течет ток, естественно, создается магнитное поле статора. магнитыне поля ротора и статора стремятся повернуть ротор — возникнет вращающий момент, который довернет ротор до положения, при котором совпадут оси магнитных полей. в данном положении удерживается ротор. поворт от одного полюса к другому это и есть шаг двигателя.
так как обмотка 2 не подключена, она в работе участия не принимает.
Ротор стоит в устойчивом положении. противодейчтвуя внешнему воздействию, которое стремится его повернуть. Данный момент — момент удержания будет удерживать ротор в фиксированном положении до тех пор, пока не будет снят ток с обмоток или ток будет переключен к обмотке 2.
подключаем ток к обмотке 2. магнитное поле статора сместится, в нашем случае, на 90 градусов. Снова момент магнитных сил будет стремится повернуть ротор в новое положение. И снова, при совпадении осей, ротор займет положение устойчивого равновесия. ШД сделал второй шаг. и опаять момент удержания удерживает ротор в неподвижном состоянии.

далее блок управления снимает напряжение с обмотки 2 и подключает обмотку 1 но с другой полярностью. ротор делает следующий шаг повинуясь действию магнитных сил. далее все повторяется и ротор делает полный оборот.
от последоватьльности запитки обмоток можно поменять направление вращения ротора шагового двигателя.
каждое переключение тока будет соответствовать 1 шагу.
Вывод:
При переменном подключении обмоток, в определенной последовательности, ротор ШД, повернется на угол пропорциональный числу импульсов. При прекращении, в обной из обмоток течет постоянный ток, ротор остановится, переходит в режим удержания и торможения.
Режимы работы:
от часоты подачи (смены) импусьсот зависит скорость вращения. чем выше частота тем выше скорость вращения
есть четыре режима работы:
1. Статический.
2. Квазистатический
3. Установившиеся режимы.
4. переходные режимы.
Статический:
по обмоткам протекает постоянный ток.

Квазистатический:
Режим отработки единичных шагов. Характерен тем что все переходные, обычно колебательные, процессы заканчиваются перед началом следующего шага. Частота шагов в этом режиме ограничена временем затухания колебаний. Повысить её можно введением дополнительных устройств.
Применяется там, где подобные колебания недопустимы.

Установившиеся режимы:
Работа при постоянной частоте управляющих импульсов. При частоте импульсов меньшей, чем частота свободных колебаний (F1), шаги сопровождаются этими колебаниями.
При частоте управляющих импульсов, равной (F1) или меньшей в целое число раз, возникает электромеханический резонанс. При слабом демпфировании он может привести к потере синхронизма и нарушению периодичности движения. При частоте выше (F1) движение сопровождается вынужденными колебаниями с частотой управляющих импульсов.
Вывод:
Требуется демпфирование в устройстве.
Переходные режимы:
при работе шагового двигателя возникают переходные режимы порождая нежелательные эффекты. Например: скорость движения при совершении шага далеко не постоянна. ротор обладает инерцией. Напряжение жв обмотках нарастает скачкообразно от нуля до рабочего.
В результате ротор, «скачает» и «дергается».

это важно для быстрого вращения ШД.
каждый ШД имеет свою мах частоты вращения. это связано с его конструкцией.
Это частота приемистости.
Растет она с увеличением синхронизирующего момента, уменьшением углового шага, величины нагрузки и момента инерции нагрузки.
От нее пляшем:

Торможение. плавным снижением частоты управления до нуля. Предельная частота управляющих импульсов, при которых ротор затормозится без потери синхронизма, то есть, без выбега, как правило, выше частоты приемистости.
При торможении без выбега в неустановившемся режиме, мгновенная скорость может быть в 1,5 — 2 раза выше средней скорости. Тогда предельная частота управления может быть ниже частоты приемистости.
Реверс достигается изменением направления вращения поля статора. Предельная частота управления при этом, всегда меньше частоты приемистости. Достигнуть ее значения возможно только при большой величине нагрузки и внутреннего демпфирования. Та же картина при работе короткими импульсами с произвольными паузами.
Характеристики и параметры:
Рабочие характеристики шагового двигателя зависят как от их собственных параметров, характера нагрузки, так и от особенностей коммутации. В частности от формы напряжения управления, фронтов тока управления, определяющих коммутационные перенапряжения.
1. Статические характеристики.
2. Предельные динамические и динамические.
3. Устойчивости в резонансных областях.

Зависимости статического синхронизующего момента от угла поворота ротора, величины тока в обмотках при разных сочетаниях включения. Величину угловой погрешности при работе в квазистатическом режиме. На холостом ходу или под нагрузкой.
Зависимости частоты приемистости, предельной частоты управления при торможении или реверсе от величины момента сопротивления нагрузки и ее момента инерции, определенные для заданных условий коммутации, составляют семейство предельных характеристик. Соответственно — пуска, торможения или реверса.
Предельная механическая характеристика определяет зависимость частоты управления от величины момента сопротивления нагрузки, при плавном увеличении которой ротор выпадает из синхронизма.
И еще пару слов о том, зачем нужно увеличивать напряжение при увеличении частоты.
во первых — шаговый двигатель является обратимой машиной, т.е. если вращать шаговый двигатель — то он будет работать как генератор.
и что важно — вращающийся шаговый двигатель будет генерировать импульсы в временной последовательности аналогичной управляющим, но обратной по напряжению.
это означает — просто то, что повышая частоту, наступил такой момент времени, когда напряжение управляющих импульсов приравняется к напряжению импульсов сгенерированных мотором. а это в свою очередь — приведет к тому что ток через обмотки станет равным нулю. а от тока, как известно, пропорционально зависит момент, и момент как я думаю очевидно — тоже станет равным нулю. Именно поэтому, для дальнейшего увеличения частоты — необходимо увеличить напряжение.
что шаговый мотор работает в крайне широком диапазоне частот управляющих импульсов. представим — 200 шагов двигатель, работающий в полушаге, на скорости 10 об в сек. частота следования импульсов — 4*200*10 герц= 8кГц. для обычного инраннера это бы соответствовало частотам порядка 80 000 об в минуту и тот же самый мотор используется для удержания, и для пошагового движения, и при этом не должен потерять шаги.
если пытаться выжимать из шагового двигателя больше чем он может дать мы придем лишь к тому, что возбуждаемое нами магнитное поле превысит магнитное поле статора — и с дальнейшим повышением тока — мы не получим ни приращения момента, ни скорости, и уж тем более не добавим ресурса.
что же все-таки имеет смысл сделать — так это найти правильный контроллер. ибо неправильный контроллер либо не даст вам скорости, либо спалит или перегреет мотор в режиме стояния (магниты от перегрева размагничиваются).
Правильный — такой который использует алгоритмы форсирования, который снижает ток во время стояния, и который по возможности используется на уже работающем промышленном или выпускаемом серийно оборудовании.
сейчас навалом нормальных шаговых моторов с хорошими характеристиками, с моментом порядка 10 и более кГс*см, с современными контроллерами и прочим.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Изменение — направление — вращение — ротор

Двухполюсный переключатель на два положения / 7 служит для изменения направления вращения ротора , а пусковая кнопка Кн — для пуска двигателя. Стробоскопический диск д освещается неоновой лампой Н и служит для определения величины скольжения ротора. [32]

Если оказалось, что двигатель вращается не в требуемом направлении, то для изменения направления вращения ротора необходимо изменить порядок подсоединения обмотки статора к сети: начало обмотки С1 ( рис. 10.20 а) соединить с линейным проводом В, начало обмотки С2 — с проводом А, начало обмотки СЗ оставить соединенным с проводом С. [34]

Немаловажным в эксплуатации фактором для трехфазного асинхронного двигателя является возможность реверсирования, то есть изменения направления вращения ротора двигателя . Для этого необходимо изменить порядок чередования фаз обмоток статора путем переключения любых двух питающих проводов, вследствие чего изменяется направление вращения магнитного поля. [35]

Одним из тяжелых переходных режимов является режим реверса, когда при переключении порядка следования фаз на выводах машины происходит изменение направления вращения ротора . При реверсе двигатель сначала отключается от сети, а затем включается на напряжение обратной последовательности. Переходный процесс определяется временем коммутации и в сильной степени — скоростью затухания магнитного поля в воздушном зазоре. Чем меньше время коммутации, тем больше ударные токи и моменты, тем тяжелее протекают переходные процессы. [37]

В уравнении движения ( 7 — 6) Mcsingop означает, что момент сопротивления не может изменять знака при изменении направления вращения ротора . На блок-схеме это достигается включением поляризованного реле. [38]

Для осуществления реверсирования необходимо поменять местами два провода, подсоединенные к клеммам источника питания, после чего пустить двигатель и убедиться в изменении направления вращения ротора . [39]

Перемена направления вращения главного вала 5, а следовательно и перемена направления поступательного движения нижнего захвата ( вверх или вниз), производится изменением направления вращения ротора электродвигателя посредством переключателя. [40]

В некоторых случаях возникает необходимость регулирования не только частоты, но и направления вращения двигателя. Изменение направления вращения ротора двигателя называют реверсированием. [42]

Каждым четырем тактам соответствует поворот ротора на одно полюсное деление. Для изменения направления вращения ротора следует изменить полярность включения одной из фаз обмотки возбуждения, не меняя очередность их коммутации. С целью уменьшения шага шаговые двигатели обычно выполняются многополюсными. При этом число полюсных выступов на роторе равно числу полюсов статора. Наиболее часто используются восьмиполюсные шаговые двигатели. [43]

Каждым четырем тактам соответствует поворот ротора на два полюсных деления. Для изменения направления вращения ротора следует изменить полярность включения одной из фаз обмотки возбуждения, не меняя очередность их коммутации. Чтобы уменьшить шаг, шаговые двигатели обычно выполняют много полюсными. При этом число полюсных выступов на роторе равно числу полюсов статора. Наиболее часто используют восьми полюсные шаговые двигатели. [44]

Для изменения направления вращения ротора асинхронного электродвигателя переключают ( меняют местами) две фазы, питающие обмотку его статора. [45]