Главная страница   Контактная информация   Новости науки и техники   Поиск на сайте   Форум

Шаговый двигатель на кольцевом постоянном магните
(6 полюсов, 4 фазы, угол шага 30 градусов) с системой управления

Характеристики:

Конструкция двигателя

Чертежи шагового двигателя: файл St_Drv01.rar (~41 Кбайт), формат AutoCAD R14, упакован WinRAR 2.80.

Сборочный чертеж шагового двигателя (ШД) показан на рис. 1, а внешний вид - на рис. 2.

Рис. 1. Сборочный чертеж ШД.

Рис. 2. Шаговый двигатель (вид сбоку).

Статор двигателя состоит из основания и крышки, стянутых шпильками. По центру основания и крышки установлены шариковые подшипники, в которые вставляется вал ротора. Постоянный кольцевой магнит крепится на валу с помощью втулки. На основании расположены четыре катушки со стальными сердечниками. Двигатель может работать в четырех- или двухфазном режиме (при встречно-последовательном соединении противоположных катушек). Постоянный магнит намагничен в 6-полюсном намагничивающем устройстве [4]. Расчет катушек выполнен с помощью программы Coil [1].

Система управления

Для опробования ШД и измерения его характеристик была использована система управления (СУ) с генератором двухфазной последовательности импульсов (график изображен на. рис. 3) и входной логикой, позволяющей запускать или останавливать двигатель, а также изменять направление его вращения. Электрическая принципиальная схема СУ приведена на рис. 4, а внешний вид печатной платы - на рис. 5. При таком построении СУ ротор двигателя совершает поворот на один шаг за один цикл (имеется постоянное смещение в полшага).

Рис. 3. Двухфазная последовательность импульсов напряжения на обмотках двигателя.

Рис. 4. Схема электрическая принципиальная СУ ШД с генератором двухфазной последовательности импульсов.

На элементах DD1.1 - DD1.3 (К561ЛЕ5) собран генератор импульсов. Его частота, а, следовательно, и частота вращения ШД, определяется величиной сопротивления резистора R2 (чем больше сопротивление, тем меньше частота). Импульсы подаются на цепочку триггеров DD2.1, DD2.2 (К561ТМ2), работающих в режиме деления частоты на два. С помощью микросхем DD3, DD4 (К561ЛЕ5) формируется двухфазная последовательность со сдвигом на четверть периода и подается на инверторы VT1 - VT6, VT7 - VT12, с выхода которых напряжение поступает на соответствующие группы обмоток. Для запуска двигателя необходимо подать напряжение низкого уровня на вход СТОП/-ПУСК (при этом начинает работать генератор импульсов). Для изменения направления вращения подается или снимается сигнал низкого уровня на вход ВЛЕВО/-ВПРАВО (при этом изменяется фазовый сдвиг одного из сигналов двухфазной последовательности).

Рис. 5. Внешний вид печатной платы СУ ШД (размер платы 90 х 70 мм2).

СУ ШД может быть также построена с использованием PIC-контроллера [6].

Измерение скорости вращения осуществлялось следующим образом: датчик тесламетра [2] подносился как можно ближе к постоянному магниту шагового двигателя, выход тесламетра подключался к осциллографу, период сигнала соответствовал повороту магнита (и ротора) на 1200.

Шаговый двигатель имеет простую конструкцию и может использоваться в приложениях, не требующих большой скорости вращения и малых углов шага. Дополнительным свойством двигателя является фиксация ротора в отключенном состоянии за счет притяжения магнита к сердечникам катушек.

Ссылки:

  1. Coil: Программа для расчета параметров и магнитного поля цилиндрического соленоида
  2. Аналоговый импульсный тесламетр с датчиком Холла типа ПХЭ для измерения индукции магнитного поля
  3. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 200 с.: ил.
  4. Устройство для 6-полюсного аксиального импульсного намагничивания ферритовых колец диаметром до 70 мм
  5. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. 2-е изд., испр. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отд., 1989. - 352 с.: ил. - (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1111).
  6. Электронная система управления шаговыми двигателями на PIC-контроллере

Словарь терминов:

15.11.2005
16.06.2010


Альтернативные источники энергии
Компьютеры и Интернет
Магнитные поля
Механотронные системы
Перспективные разработки
Электроника и технология

Главная страница


Rambler's Top100