Ако не можете да четете приказки на децата си, дайте им този линк: Аудио книги


Стъпкови двигатели

Изборът на стъпковите двигатели е важен от две гледни точки: 1 - за електрониката, която ще се ползва за управлението им и 2 - въртящият им момент. Обикновено любителските конструкции се изпълняват с двигатели от стари принтери. С малки изключения те са напълно приложими.
Принципът на работа на хибридния стъпков двигател е гениално прост: той има ротор, съставен от два (или повече) назъбени магнитни пръстена с редуваща се полярност. Те са монтирани така, че зъбите на единия да съвпадат с междузъбията на втория:














Статорът пък е набран от полюси с назъбени полюсни накрайници. Той има две дефазирани статорни намотки. Всяка от тях може да е единична или двойна. Двойната може да е със свързана средна точка, както е на картинката долу,  или с изведени краища: така изводите на стъпковите двигатели могат да са 4 (единични намотки), 5 (средната точка на двете намотки е обща, свързана вътре), 6 (средните точки на намотките са свързани отделно) и 8 (половинките са изведени за свързване навън).























Когато се монтира, зъбите на единия пръстен на ротора съвпадат със зъбите на статорния пакет, а на другия - с междузъбията на статора.


Чрез промяна на посоката на тока в статорната намотка към зъбите на полюсите й се ориентират зъбите или на единия, или на другия пръстен на ротора. Всяка промяна на тока е равна на една "стъпка". Очевидно е, че броят на стъпките зависи от броя на зъбите на роторните пръстени и на полюсните накрайници на статора.

Ако статорната намотка е с постоянно включен среден извод към единия полюс на захранването и за промяна на посоката на тока превключваме краищата към другия, управлението им е "униполярно". Тогава всяка намотка има 3 извода.

Ако превключваме едновременно краищата на статорната намотка към двата полюса на захранването, управлението е "биполярно", а всяка статорна намотка има два извода.

Тъй като при двата вида управление посоката на тока се променя по различен начин, е очевидно, че трябва да се ползват различни драйвери.

Независимо какъв драйвер се ползва обаче, управляващите сигнали са минимум два: - за стъпка и за посока. Някои драйвери включват и сигнал за разрешаване на работата им (ENABLE), което рядко се използва в любителските конструкции. Други съдържат в себе си модул, който понижава тока през намотките на мотора, ако той не е получил команда за стъпка в определен период от време.
Характерното за хибридните стъпкови двигатели е, че те не бива да прегряват. Повечето производители не препоръчват работата им над 90оС. Това е поради опасността магнитният ротор да се размагнити. Както е известно от теорията на постоянните магнити, при тях съществува температурна точка (на Кюрие), над която те невъзвратимо губят магнитните си свойства. Работата под точката на Кюрие, но над Максималната работна температура води до намаляване на магнитните им свойства.

Затова: - внимателно с претоварването на стъпковите двигатели!!!

В моя модел искам да изпробвам малки стъпкови двигатели. Надявам се, че заради големия коефициент на предаване по мощност на винтогаечната предавка техния въртящ момент ще бъде достатъчен за нормална работа на механизма. Ако въртящият момент се окаже недостатъчен, ще се наложи да пренавия статорните намотки с по - дебел проводник, за да мога да пропускам по - голям ток през тях, но за това по - късно. Ще използвам следните двигатели:

Както се вижда от снимката те са 12 волтови 160 мА двигатели с 6 извода и 200 стъпки на оборот. Могат да се свързват в уни- и биполярен режим. Аз ще изпробвам и двата, за да направя сравнение. Ако въртящият им момент не е достатъчен, ще пренавия намотките.
Монтирането на двигателите към водещите оси правя с малка конструкция, за която използвам парчета от 8мм ламинат, за да не утежнявам конструкцията с 16 мм MDF:

Куплирането на двигателя към оста правя с помощта на гумен шлаух, който ще демпфира нелинейността между вала на двигателя и задвижващия винт:

С монтирането на двигателите механичната конструкция е завършена в окончателния си вид:

Следва електрониката за управление на стъпковите двигатели

No comments:

Post a Comment