Схема намоточного станка с шаговым двигателем: Схема намоточного станка с шаговым двигателем

Содержание

Намоточный станок с проводоукладчиком » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

Давно была идея о создании намоточного станка с проводоукладчиком. На просторах Интернета много всего отыскать можно, но всегда встречался с какой-то трудностью по его реализации. И вот азарт достиг «точки кипения» и началась работа.
Достал старый принтер, сканер и все, что только под руку попалось…

Содержание / Contents

Сначала нужно продумать механическую часть. А что тут думать, вот каретка от принтера прекрасно двигается, почему её не использовать? Вырезав все не нужное и оставив только станину с осью и кареткой. Все прекрасно, но её двигает коллекторный двигатель, а управление через энкодерную ленту и ШИМ я не сделаю, нужно что-то придумать на шаговом двигателе.

Смотрю на сканер и вот оно чудо, там лампу перемещает шаговый двигатель, да ещё и редуктор есть. Берём этот редуктор с мотором и крепим на станину от принтера. Пересчитав какое расстояние проделает каретка за 1 шаг двигателя задался константой А = 0,02 мм.

В качестве самого проводоукладчика использовал диск от старого винчестера, предварительно вырезав от него ј-сектора чтобы нормально стал на каретку. Провод будет проходить через систему роликов, которые были любезно откручены от сканера и припаяны на винчестерный диск.

Всё, проводоукладчик готов.

Что касается схемы управления, то были приняты самые простые меры для реализации поставленной задачи. Благо, драйвер для биполярного шагового двигателя это не проблема, в Сети много вариантов. Выбрал простой на микросхемах L297 и L298.

Понял, что обойтись без микроконтроллера будет трудно и на некоторых форумах мне дали совет самому подучить программирование и написать программу, ибо никто не будет на энтузиазме мне её писать. Так и сделал. Прошу не пинать ногами, ибо это первая моя программа для МК.

Контроллер выбрал АТмега8, таких контроллеров полно и достать не проблема.Опишу алгоритм работы программы, каким я для себя видел.
Включаем контроллер и на семисегментном индикаторе горят «0,00» нули. С помощью кнопок «+1» и «-1» выставляем значение диаметра провода (например 0,31) и жмём кнопку «СТАРТ».

Контроллер, исходя из выше изложенной константы «А = 0,02», делает пересчёт сколько импульсов ему нужно подавать на драйвер шагового двигателя для его перемещения на расстояние 0,31 мм. Т.е. 0,31/0,02 = 15,5 импульсов. Так как число импульсов должно быть целое число контроллер выдаёт 16 импульсов (или 15). Погрешность есть, куда без неё.

Жмём кнопку «СТАРТ», на самом первом индикаторе загорается маленький квадратик и программа переходит в следующий этап работы, где контроллер ждёт сигнала от датчика, который будет на оси с катушкой, для разрешения выдать пачку импульсов для шагового двигателя. Вот он получает импульс и МК выдаёт пачку импульсов. Каретка проводоукладчика перемещается и ждёт следующего разрешающего импульса.

Если в процессе работы нужно подкорректировать диаметр провода и вернутся в первую часть программы, нужно нажать «СТАРТ», квадратик исчезнет и можно изменять значение диаметра провода. Одно замечание: чтобы была возможность контроллеру отреагировать на кнопку «СТАРТ», диск датчика на основной оси должен быть на чёрном сегменте, т. е. на контроллер от датчика должен подаваться уровень «лог. 1».

С прерываниями работать ещё не научился и сделал, как умею. Диск датчика расчертил на 4 части и черным лаком закрасил сегменты напротив, в шахматном порядке. Поскольку на диске будет 2 черных сектора — контроллер будет реагировать на каждые 180 градусов оборота оси, и соответственно будет на каждые 180 градусов перемещать каретку на Ѕ диаметра провода. В таком случае минимальный шаг намотки (в моем случае) =0,04 мм. Программа работает под внутренним тактированием с частотой 1 МГц.

Уже опробовал станок в намотке проводом 0,315 (мотал выходной трансформатор для гитарного усилителя на каркасе от ОСМ-0,16). Качеством намотки и работой доволен.

Надеюсь, моя статья поможет кому-то. С развитием автоматизации думаю о добавлении двигателя на основную ось и об обновлении программки для управлением вторым шаговым двигателем.

Автоматизация — двигатель лени!

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

12.10.20 изменил Datagor. Дополнена статья по запросам камрадов. Опубликованы исходники и готовый hex.

Шаговый двигатель ШД57

Полный шаг двигателя, град	1,8
Погрешность углового шага, град	±0,09
Средний ресурс, часов	20000
Максимально допустимая радиальная нагрузка на вал на расстоянии 20 мм от фланца, Н	75
Максимально допустимая осевая нагрузка на вал, Н	15
Максимальная температура нагрева, °С	80
Радиальное биение вала не более, мм	0,02
Осевое биение вала не более, мм	0,08

Вперед

Описание шаговых двигателей серии ШД57

Гибридные шаговые двигатели ШД57 типоразмера NEMA 23 – самые распространенные среднеразмерные шаговые двигатели, применяемые при автоматизации производства. При своих размерах фланца 57 на 57 миллиметров, двигатель выдает хороший крутящий момент, обладает низкой инерцией ротора и высокой плавностью хода.

Гибридные шаговые двигатели ШД57 используются в небольших станках с ЧПУ (фрезерные, гравировальные), в промышленных 3D-принтерах, в аппликаторах, в намоточных станках, в этикеровочном и швейном оборудовании.

Управление ШД57 осуществляется при помощи совместимых драйверов – SMD‑4.2DIN ver.2 и контроллеров – SMSD‑4.2LAN, SMSD‑4.2CAN.

Технические характеристики

Наименование		Рабочий ток/ фаза	Сопротивление/ фаза	Индуктивность/ фаза	Момент удержания¹	Момент инерции ротора	Длина L	Масса
Вал с одной стороны	Вал с двух сторон	А	Ом	мГн	кгс*см	г*cм²	мм	кг
ШД5776‑3.0А	ШД5776‑3.0Б	3	0,9	3,5	20	480	76	1
ШД57112‑3.0А	ШД57112‑3.0Б	3	1,3	6,5	30	800	112	1,7

Вперед

Габаритные и присоединительные размеры шаговых двигателей ШД57

Электрическая схема шаговых двигателей ШД57

С этим товаром покупают

О шаговых двигателях и том, как их есть

Что такое шаговый двигатель для ЧПУ станка и для чего нужен?

Шаговый двигатель — это машина, преобразующая электрическую энергию (она поступает из электросети) в механическую. Происходит это благодаря выполнению дискретных перемещений ротора. После каждого действия динамической части ее положение фиксируется.

Все передвижения в отдельности имеют одинаковую величину и образуют полный оборот (цикл).

Какие шаговые двигатели нужны для ЧПУ-станка

Разновидность двигателя не менее важна, чем его технические характеристики. Каждый вид имеет свои особенности.

Биполярные. Их чаще всего используют на станках с ЧПУ. Основное преимущество разновидности — возможность установить новый драйвер, если предыдущий вышел из строя. При этом даже на малых оборотах сохранится высокое удельное сопротивление.
Трехфазные. Характеризуются высокой скоростью. Их выбирают в том случае, если важна именно скорость.
Униполярные. Включают в себя несколько разновидностей биполярных. Двигатели отличаются друг от друга, а их подбор осуществляется в зависимости от вида обмотки.

Типы двигателей

Перед покупкой необходимо определиться с подходящей модификацией. Одними из самых распространенных являются следующие типы устройств:

Биполярные. Считаются наиболее популярными моделями для ЧПУ. Отличаются высоким удельным сопротивлением на небольших оборотах. К тому же при поломке старого драйвера можно без проблем подобрать новый;
Униполярные. Разновидность биполярных шаговых двигателей. В зависимости от исполнения подключение обмоток может быть разным;
Трехфазные. Основное преимущества – большая скорость по сравнению с биполярными аналогами. Использование трехфазных двигателей оптимально в случаях, когда нужна высокая скорость вращения.

При выборе двигателя не лишним будет изучить характеристики готовых станков, близких по характеристикам к разрабатываемому оборудованию.

Как подобрать шаговый двигатель для создания ЧПУ-станка своими руками?

Подбор оптимального двигателя проводится на основании нескольких параметров.

Индуктивность

Первым делом вычисляют квадратный корень из индуктивности обмотки. Полученное число умножается на 32. Итоговое значение сравнивается с напряжением источника, который питает драйвер. Эти показатели не могут значительно отличаться друг от друга.

Мотор будет работать слишком громко и перегреваться в случае разницы более 30 %.

Высокая индуктивность помогает сохранить высокий крутящий момент. Для двигателя с высокой индуктивностью важно подобрать драйвер с большим напряжением. Только так мотор сможет полноценно работать.

Крутящий момент и скорость

Чтобы выбрать идеально подходящий мотор, нужно составить график скорости и крутящего момента (точнее, зависимости одного параметра от другого). Готовый график показывает, соответствует ли выбранный мотор заданным техническим параметрам.

Геометрические параметры

Рекомендуется проанализировать следующие показатели:

Момент инерции роторов.
Номинальный ток внутри фазы.
Максимальное число статического синхронизирующего момента.
Общая характеристика сопротивления фаз омического типа.

ВАЖНО! При выборе двигателя особое внимание уделяется фланцу, диаметру вала и длине самого двигателя.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели относятся к классу бесколлекторных двигателей постоянного тока. Как и любые бесколлекторные двигатели, они имеют высокую надежность и большой срок службы, что позволяет использовать их в критичных, например, индустриальных применениях.

По сравнению с обычными двигателями постоянного тока, шаговые двигатели требуют значительно более сложных схем управления, которые должны выполнять все коммутации обмоток при работе двигателя. Выбор контроллера для управления шаговым двигателем описан в статье Контроллеры ШД. Кроме того, сам шаговый двигатель – дорогостоящее устройство, поэтому там, где точное позиционирование не требуется, обычные коллекторные двигатели имеют заметное преимущество. Справедливости ради следует отметить, что в последнее время для управления коллекторными двигателями все чаще применяют контроллеры, которые по сложности практически не уступают контроллерам шаговых двигателей.

Одним из главных преимуществ шаговых двигателей является возможность осуществлять точное позиционирование и регулировку скорости без датчика обратной связи. Это очень важно, так как такие датчики могут стоить намного больше самого двигателя. Однако это подходит только для систем, которые работают при малом ускорении и с относительно постоянной нагрузкой. В то же время системы с обратной связью способны работать с большими ускорениями и даже при переменном характере нагрузки. Если нагрузка шагового двигателя превысит его момент, то информация о положении ротора теряется и система требует базирования с помощью, например, концевого выключателя или другого датчика. Системы с обратной связью не имеют подобного недостатка.

При проектировании конкретных систем приходится делать выбор между сервомотором и шаговым двигателем. Когда требуется прецизионное позиционирование и точное управление скоростью, а требуемый момент и скорость не выходят за допустимые пределы, то шаговый двигатель является наиболее экономичным решением. Как и для обычных двигателей, для повышения момента может быть использован понижающий редуктор. Однако для шаговых двигателей редуктор не всегда подходит.

В отличие от коллекторных двигателей, у которых момент растет с увеличением скорости, шаговый двигатель имеет больший момент на низких скоростях. К тому же, шаговые двигатели имеют гораздо меньшую максимальную скорость по сравнению с коллекторными двигателями, что ограничивает максимальное передаточное число и, соответственно, увеличение момента с помощью редуктора. Готовые шаговые двигатели с редукторами хотя и существуют, однако являются экзотикой. Еще одним фактом, ограничивающим применение редуктора, является присущий ему люфт. Возможность получения низкой частоты вращения часто является причиной того, что разработчики, будучи не в состоянии спроектировать редуктор, применяют шаговые двигатели неоправданно часто. В то же время коллекторный двигатель имеет более высокую удельную мощность, низкую стоимость, простую схему управления, и вместе с одноступенчатым червячным редуктором он способен обеспечить тот же диапазон скоростей, что и шаговый двигатель. К тому же, при этом обеспечивается значительно больший момент. Приводы на основе коллекторных двигателей очень часто применяются в технике военного назначения, а это косвенно говорит о хороших параметрах и высокой надежности таких приводов. Да и в современной бытовой технике, автомобилях, промышленном оборудовании коллекторные двигатели распространены достаточно сильно. Тем не менее, для шаговых двигателей имеется своя, хотя и довольно узкая, сфера применения, где они незаменимы.

Виды шаговых двигателей:

· двигатели с переменным магнитным сопротивлением

· двигатели с постоянными магнитами

· гибридные двигатели

Определить тип двигателя можно даже на ощупь: при вращении вала обесточенного двигателя с постоянными магнитами (или гибридного) чувствуется переменное сопротивление вращению, двигатель вращается как бы щелчками. В то же время вал обесточенного двигателя с переменным магнитным сопротивлением вращается свободно. Гибридные двигатели являются дальнейшим усовершенствованием двигателей с постоянными магнитами и по способу управления ничем от них не отличаются.

Определить тип двигателя можно также по конфигурации обмоток. Двигатели с переменным магнитным сопротивлением обычно имеют три (реже четыре) обмотки с одним общим выводом. Двигатели с постоянными магнитами чаще всего имеют две независимые обмотки. Эти обмотки могут иметь отводы от середины. Иногда двигатели с постоянными магнитами имеют 4 раздельных обмотки. В шаговом двигателе вращающий момент создается магнитными потоками статора и ротора, которые соответствующим образом ориентированы друг относительно друга.

Статор изготовлен из материала с высокой магнитной проницаемостью и имеет несколько полюсов. Полюс можно определить как некоторую область намагниченного тела, где магнитное поле сконцентрировано. Полюса имеют как статор, так и ротор. Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопроводы собраны из отдельных пластин, подобно сердечнику трансформатора. Вращающий момент пропорционален величине магнитного поля, которая пропорциональна току в обмотке и количеству витков. Таким образом, момент зависит от параметров обмоток. Если хотя бы одна обмотка шагового двигателя запитана, ротор принимает определенное положение. Он будет находится в этом положении до тех пор, пока внешний приложенный момент не превысит некоторого значения, называемого моментом удержания. После этого ротор повернется и будет стараться принять одно из следующих положений равновесия.

Биполярные и униполярные шаговые двигатели В зависимости от конфигурации обмоток двигатели делятся на биполярные и униполярные. Биполярный двигатель имеет одну обмотку в каждой фазе, которая для изменения направления магнитного поля должна переполюсовывается драйвером. Для такого типа двигателя требуется мостовой драйвер, или полумостовой с двухполярным питанием. Всего биполярный двигатель имеет две обмотки и, соответственно, четыре вывода.Униполярный двигатель также имеет одну обмотку в каждой фазе, но от середины обмотки сделан отвод. Это позволяет изменять направление магнитного поля, создаваемого обмоткой, простым переключением половинок обмотки. При этом существенно упрощается схема драйвера. Драйвер должен иметь только 4 простых ключа. Таким образом, в униполярном двигателе используется другой способ изменения направления магнитного поля.

Средние выводы обмоток могут быть объединены внутри двигателя, поэтому такой двигатель может иметь 5 или 6 выводов Иногда униполярные двигатели имеют раздельные 4 обмотки, по этой причине их ошибочно называют 4-х фазными двигателями. Каждая обмотка имеет отдельные выводы, поэтому всего выводов 8. При соответствующем соединении обмоток такой двигатель можно использовать как униполярный или как биполярный. Униполярный двигатель с двумя обмоткими и отводами тоже можно использовать в биполярном режиме, если отводы оставить неподключенными. В любом случае ток обмоток следует выбирать так, чтобы не превысить максимальной рассеиваемой мощности. Если сравнивать между собой биполярный и униполярный двигатели, то биполярный имеет более высокую удельную мощность. При одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент.

6-ти выводные шаговые двигатели

Для подключения 6-ти выводного шагового двигателя к классическому биполярному драйверу может быть выбран один из двух способов — униполярное либо биполярное подключение обмоток двигателя.

Униполярное подключение

Если требуется вращать двигатель на средних и высоких скоростях (из диапазона рабочих скоростей), лучший тип подключения — использовать центральный отвод. Электрические характеристики двигателя — ток обмотки, сопротивление обмотки, статический крутящий момент, индуктивность обмоток и др. — в этом случае равны данным, приведенным в каталоге.

Биполярное подключение

Если требуется вращать двигатель на низких скоростях (из диапазона рабочих скоростей), лучший тип подключения — биполярное. Электрические характеристики двигателя — ток обмотки, сопротивление обмотки, статический крутящий момент, индуктивность обмоток и др. — в этом случае равны данным, приведенным в каталоге. При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток — 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше. Это можно легко понять из следующих рассуждений. Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R — именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).

Потребляемая мощность при униполярном включении — Iуниполяр.2 * R

При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится Iбиполяр.2 * 2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому Iуниполяр.2 * R = Iбиполяр.2 * 2* R, откуда

Iбиполяр.= Iуниполяр. / √2, т.е.

Iбиполяр.= 0.707 * Iуниполяр.

Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением ток, пропускаемого через обмотки. Но так как ток уменьшился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.

Tбиполяр. = 1.4 * Tуниполяр.

8-ми выводные шаговые двигатели

Для подключения 8-ми выводного шагового двигателя (то есть двигателя с четырьмя обмотками) к классическому биполярному драйверу может быть выбран один из трех способов — униполярное, последовательное либо параллельное подключение обмоток двигателя.

Если требуется вращать двигатель на средних скоростях (из диапазона рабочих скоростей), лучший тип подключения — использовать лишь две из четырех обмоток.

Наиболее эффективно для низкоскоростного диапазона рабочих скоростей двигателя.

При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток — 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R — именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).

Потребляемая мощность при униполярном включении — Iуниполяр.2 * R

При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится Iпослед.2 * 2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому Iуниполяр.2 * R = Iпослед.2 * 2* R, откуда

Iпослед.= Iуниполяр. / √2, т.е.

Iпослед.= 0.707 * Iуниполяр.

Tпослед. = 1.4 * Tуниполяр.

Наиболее эффективно использование параллельного включения обмоток для высоких скоростей.

При таком типе подключения нужно увеличить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при параллельном включении обмоток требуемый ток — 2.8 А, то есть в 1.4 раза больше.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R — именно оно приведено в каталоге). При параллельном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки уменьшаетсяв два раза (0.5 R).

Потребляемая мощность при униполярном включении — Iуниполяр.2 * R

При параллельнном включении обмоток потребляемая мощность становится 0.5 * Iбиполяр.2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому Iуниполяр.2 * R = 0.5 * Iбиполяр. 2 * R, откуда Iбиполяр..= Iуниполяр. /√2, т.е.

Iбиполяр.= 1.4 * Iуниполяр.

Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением величины тока, пропускаемого через обмотки. Но так как ток увеличился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.

Tбиполяр. = 1.4 * Tуниполяр.

При выборе шагового двигателя одной из важнейших характеристик является его скоростные качества, то есть зависимость момента на валу от скорости вращения. Сравнить и оценить эту характеристику можно зная значения сопротивления и индуктивности обмоток выбираемого двигателя. Чем больше соотношение R/L тем быстрее нарастает ток в обмотках и тем большую скорость вращения можно достичь без существенного падения момента. Объясняется это тем, что эквивалентная схема представляет собой последовательно соединенные индуктивность и омическое сопротивление, возникающая в цепи ЭДС самоиндукции препятствует изменению тока в цепи, замедляя его возрастание, а также спад тока при размыкании цепи. Ток не может вырасти мгновенно до номинального значения, а следовательно, крутящий момент двигателя тоже нарастает не мгновенно, а по экспоненте. При увеличении скорости вращения не только увеличивается скорость коммутации обмоток, но также уменьшается время, на которое подается напряжение на обмотку. При критической скорости ток в обмотке двигателя еще не успевает вырасти до номинального значения, а напряжение с обмотки уже снимается. Происходит снижение крутящего момента, двигатель начинает пропускать шаги.

Интернет магазин чпу станков хобби класса и комплектации

Расчет шаговых двигателей для ЧПУ

Определение силы

Чтобы определиться с выбором мотора, нужно просчитать его шаговые параметры. Например, определить силу трения (она зависит от тех материалов, которые используются при работе на станке). Для расчета силы трения коэффициент трения умножается на вес системы движения.

СПРАВКА! Для расчета инерции масса стола (она считается вместе с деталью) умножается на необходимый показатель ускорения.

Полная сила сопротивления рассчитывается следующим образом: складываются силы резания, инерции и трения.

Расчет мощности

Мощность мотора рассчитывается по следующей формуле: F = ma. В данной формуле F — сила (ее измеряют в ньютонах), которая прикладывается для приведения объекта в движение; m — масса объекта, a — нужное ускорение.

Расчет редукции оборотов

Эта характеристика высчитывается исходя из начальных оборотов привода и максимального показателя скорости, при которой перемещается стол.

К примеру, скорость равна 2000 мм/мин, а шаг винта передачи — 20 мм. Тогда редукция оборотов будет равняться 100 (2000/20).

Типы шаговых двигателей

Основные виды шаговых двигателей:
• с переменным магнитным сопротивлением
• с постоянными магнитами
• гибридные.

Шаговые двигатели с переменным магнитным сопротивлением

У двигателей с переменным магнитным сопротивлением в роторе нет постоянных магнитов. Их ротор выполнен из магнитомягкого материала и имеет зубчатую форму. Магнитный поток замыкается через ближайшие к полюсам статора зубцы.

Будет интересно➡ Что такое асинхронный двигатель и принцип его действия

Зубцы притягиваются к полюсам. Этим и обеспечивается вращение. При тех же размерах, двигатели с переменным магнитным сопротивлением имеют меньший крутящий момент, чем другие типы шаговых двигателей. Применяются они довольно редко.

Двигатели с постоянными магнитами

У шаговых двигателей этого вида ротор содержит постоянные магниты. Общий принцип действия шагового двигателя идентичен двигателям с постоянным магнитом. Только в реальных двигателях магнитов больше. Вот пример двигателя с тремя парами полюсов ротора. У реальных двигателей с постоянными магнитами число шагов на оборот доходит до 48, что соответствует углу шага 7,5 °.

Гибридные двигатели

Гибридные двигатели обеспечивают меньшую величину шага, больший момент и скорость. Число шагов на оборот для такого типа двигателей доходит до 400 (угол шага 0,9°). При этом они более сложные в изготовлении и более дорогие. Я не хочу забивать читателю голову конструкцией этих двигателей. У них есть и зубчатый ротор, и постоянные магниты.

По принципу действия гибридные двигатели эквивалентны двигателям с постоянными магнитами, но с гораздо большим числом полюсов. Это самый распространенный тип шаговых двигателей.

УНИПОЛЯРНЫЙ ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Униполярные шаговые двигатели, так же как и биполярные, имеют две обмотки, и каждая из них имеет центральный отвод. В зависимости от требуемого направления магнитного поля, в работу включается соответствующая половина обмотки, что достигается простым переключением ключей и существенно упрощает схему драйвера.

Подобный механизм позволяет в качестве управляющей системы использовать простейший униполярный драйвер с четырьмя ключами.

Униполярный двухфазный шаговый двигатель имеет шесть выводов. Но так же бывает, что средние отводы катушек внутри соединены, что позволяет шаговому двигателю иметь только пять выводов.

Благодаря простоте в эксплуатации, данные двигатели имеют широкую популярность среди как новичков любителей, так и во многих промышленных отраслях, поскольку униполярный шаговый двигатель является самым примитивным и дешевым способом получить высокоточные угловые движения.

БИПОЛЯРНЫЕ ШАГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

С биполярными шаговыми двигателями дело обстоит немного иначе. Данные двигатели имеют только одну обмотку в одной фазе. Управляющая схема биполярного двигателя должна быть намного сложнее, чтобы менять направление магнитного поля с целью изменить направление тока в обмотке. Этого можно достигнуть с помощью схемы H-bridge. К тому же, для упрощения задачи можно приобрести несколько драйверных чипов, которые вам помогут.

Биполярные шаговые двигатели, в отличие от униполярных имеют два вывода на одну фазу, ни один из которых не является общим. Иногда H-brigde сопровождают статические эффекты трения, что происходит с определенными приводными топологиями, однако это легко можно исправить, сгладив сигнал шагового двигателя на более высоких частотах.

Униполярные шаговые двигатели, в отличие от биполярных, имеют два вывода за фазу, ни одна из которых не является общей. Иногда H-brigde сопровождают статические эффекты трения, что происходит с определенными приводными топологиями, однако это легко можно исправить, сгладив сигнал шагового двигателя на более высоких частотах.

ЛИНЕЙНЫЕ ШАГОВЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

С целью автоматизации некоторых производственных процессов на предприятии, иногда возникает необходимость перемещения объектов в плоскости. Чтобы это сделать, потребуется использовать специальный преобразователь вращательного движения в поступательное, что достигается путем применения кинематики.

При помощи линейных шаговых двигателей можно преобразовать импульсную команду прямо в линейное перемещение, что значительно упростит кинематическую схему всевозможных электрических приводов.

Принципиальная схема работы линейного шагового двигателя

Статор в данном приводе представлен в виде магнитомягкой плиты, а провода подмагничиваются путем работы постоянного магнита.

Зубцовые деления в статоре и подвижной части одинаковые, при этом они могут быть сдвинуты на половину деления в пределах одного провода ротора. Поток подмагничивания и его магнитное сопротивление, в данном случае, не зависят от того, где находится подвижная часть двигателя.

Чтобы переместить объект в плоскости согласно двум координатам, применяют двигатели двухкоординатного типа.

Также в линейных двигателях используется магнитно-воздушная подвеска. Благодаря силе магнитного притяжения ротор притягивается к статору. Далее под ротор сквозь форсунки нагнетают воздух в сжатом виде, вследствие чего появляется сила, отталкивающая ротор от статора.

Так между ними возникает воздушная подушка и ротор висит над статором с наличием минимально зазора. Это и обеспечивает минимум сопротивления движения ротора и высокоточное позиционирование.

Дополнительные рекомендации по выбору

Кроме всех перечисленных показателей, стоит учитывать еще и следующие параметры:

Стоимость. Рекомендуется внимательно изучить цену и характеристики моторов. Иногда при одинаковых параметрах разница в цене значительная. Также не стоит ориентироваться на известную фирму. Зачастую за имя производителя добавляется до 30 % стоимости.
Сложность настройки. Для начинающих пользователей станков с ЧПУ лучше выбирать механизм попроще. В сложном двигателе можно запутаться и сломать его.
Назначение устройства. От того, с какой целью будет применяться станок, зависит и характеристика двигателя.
Схема подключения. Она зачастую определяется от количества проводов.
Наличие центр-крана. В этом случае обмотка идет совместно с проводами (3 шт.).

При выборе шагового двигателя стоит учитывать все вышеперечисленные параметры. Тогда и мотор прослужит намного дольше, и работать с таким двигателем будет проще и быстрее. При покупке стоит проверять на наличие заводских браков.

Подключение шаговых двигателей

Выбор схемы подключения шагового двигателя зависит от:

количества проводов в приводе;
способа запуска механизма.

Будет интересно➡ Малоизвестные факты о двигателях постоянного тока

Существующие модели движков имеют 4, 5, 6 или 8 проводов. Прибор с четырьмя проводами можно подключать только к биполярным устройствам. Он оснащен двумя фазными обмотками, каждая из которых имеет два провода. Для пошагового подключения драйвера необходимо определить пары проводов с непрерывной связью с помощью метра.

В механизме с шестью проводами каждая обмотка имеет два провода и центральный кран. Движки этой модели характеризуются высокой мощностью и подключаются как к биполярным, так и к однополярным исполнительным устройствам.

В первом случае используется один центр-кран каждой обмотки и один конец провода.

Во втором случае используются все шесть проводов. Разделение провода осуществляется с помощью измерительного прибора.

Отличие пятипроводного мотора от шестипроводной модели заключается в том, что соединение центральных клемм представляет собой сплошной кабель, который выходит к центральному проводу.

Поскольку отделение одной обмотки от другой без разрывов не представляется возможным, необходимо определить центр провода, после чего соединять его с другими проводниками. Это будет самым безопасным и максимально эффективным решением. Затем движок подключается к сети и проводится проверка его работоспособности.

Для успешной эксплуатации механизма нужно иметь в виду следующие нюансы:

Номинальное напряжение производится первичной обмоткой при постоянном токе.
Изменение начальной скорости крутящего момента прямо пропорционально изменению тока.
Скорость понижения линейного момента на последующих высоких скоростях зависит от индуктивности обмоток и схемы привода.

Типичные схемы подключения ШД

Схема подключения 6-ти выводного шагового двигателя к драйверу GeckoDrive (биполярное последовательное подключение обмоток)

Схема подключения 8-ми выводного ШД с биполярным параллельным соединением обмоток к драйверу GeckoDrive

Схема подключения 8-ми выводного ШД с биполярным последовательным соединением обмоток к драйверу GeckoDrive

Управление шаговыми электродвигателями

Существуют три режима управления шаговым двигателем:

• полношаговый

• полушаговый

• микрошаговый.

Полношаговый режим управления

Первый способ был описан в примерах выше. Это попеременная коммутация фаз, фазы не перекрываются, в каждый момент времени к источнику напряжения подключена только одна фаза.

Способ называется на английском one phase on full step – одна фаза на полный шаг. Точки равновесия ротора совпадают с полюсами статора. Недостатком этого режима является то, что в один и тот же момент используется половина обмоток для биполярного двигателя, и только четверть для униполярного.

Есть вариант полношагового режима управления при котором в одно и то же время включены две фазы. Называется two-phase-on full step – две фазы на полный шаг. При таком способе ротор фиксируется между полюсами статора за счет подачи питания на все обмотки.

полушаговый режим

Это позволяет увеличить крутящий момент двигателя на 40%. Угол шага не меняется, просто ротор в состоянии равновесия смещен на пол шага. Этот способ позволяет от двигателя получить в два раза больше шагов на оборот ротора.

Каждый второй шаг включается одна фаза, а между ними — включаются сразу две.

В результате такой коммутации угловое перемещение шага уменьшается в два раза, или в два раза увеличивается число шагов. Полный момент получить в полушаговом режиме не удается.

Не смотря на это, полушаговый режим используется часто. Уж очень простыми методами он удваивает число шагов двигателя.

Надо помнить, что для обоих режимов справедливо то, что при остановке двигателя со снятием напряжения со всех фаз, ротор двигателя находится в свободном состоянии и может смещаться от механических воздействий.

микрошаговый режми

Чтобы зафиксировать положение ротора, необходимо формировать в обмотках двигателя ток удержания. Этот ток может быть значительно меньше номинального.

Способность шагового двигателя фиксировать свое положение при остановке позволяет обходиться без механических фиксаторов, тормозных систем и т.п.

Управление безколлекторными шд

Для управления шаговым двигателем требуется контроллер. Контроллер, это схема, подающая напряжение к одной из катушек статора. Контроллер изготовлен на базе интегральной микросхемы типа ULN 2003 включающей в себя комплект составных ключей. Каждый ключ имеет на выходе защитные диоды, которые, позволяют подключать индукционные нагрузки, не требуя дополнительной защиты.

Для управления бесколлекторными двигателями применяется система Н-моста. Который позволяет переключать полярность для реверса шагового двигателя. Может выполняться на транзисторах или микросхемах, которые создают логическую цепочку для перемещения ключей.

Схема Н-моста

Как видите, от источника питания V напряжение подается на мост. При попарном включении контактов S1 – S4 или S3 – S2 будет происходить движение тока через обмотки двигателя. Что и обусловит вращение в ту или иную сторону.

Будет интересно➡ Что такое трехфазный двигатель и как он работает

С контроллером

Устройство контроллера позволяет осуществлять управление шаговым двигателем в различных режимах. В основе контроллера лежит электронный блок, формирующий группы сигналов и их последовательность, посылаемых на катушки статора.

Для предотвращения возможности его повреждения в случае короткого замыкания или другой аварийной ситуации на самом двигателе каждый вывод защищается диодом, который не пропусти импульс в обратную сторону.

Шаговые электродвигатели серии FL42STH

Продукция Поиск

Контактная информация

Новости

13.05.2021 | Приглашаем посетить выставку «МЕТАЛЛООБРАБОТКА-2021» , 24-28 мая 2021 г.

Уважаемые Клиенты и Партнеры!

Компания “ЗЕТЕК” приглашает Вас посетить 21-ю международную специализированную выставку «Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности»

Мы будем рады видеть Вас на выстовке 24 мая по 28 мая 2021 г.

12.04.2021 | Приглашение на выставку «FoodTech 2021», 22-24 апреля 2021 г.

Уважаемые Клиенты и Партнеры!

Компания “ЗЕТЕК” приглашает Вас посетить выставку FoodTech Краснодар 2021, которая будет проходить с 22 по 24 апреля в Выставочно-конгрессный комплекс «Экспоград Юг», г. Краснодар, ул. Конгрессная, 1.

Шаговые электродвигатели серии FL42STH

Гибридные шаговые двигатели серии FL42STH применяются в области текстильной промышленности (намоточные машины, плосковязальные станки), медицинском оборудовании (шприцевые и инфузионные насосы, стоматологическое оборудование), устройствах видеонаблюдения и сигнализирования, лазерных установках. Также могут быть использованы для автоматизации производства (печатные платы, пайка полупроводников). Отличаются высоким выходным крутящим моментом, высоким разрешением, высокоточной установкой в необходимом положении, низким уровнем вибрации.

Модельный ряд серии FL42STH

Для просмотра нагрузочных характеристик серии FL42STH и электрической схемы соединения необходимо кликнуть на изображение модели шагового двигателя.

Основные технические характеристики серии FL42STH

Параметр	Спецификация
Угловой шаг	1.8°
Погрешность углового шага	±5% (полный шаг, без нагрузки)
Погрешность сопротивления обмоток двигателя	±10%
Погрешность индуктивности	±20%
Температура нагрева двигателя	80°C макс. (рабочий ток, 2 фазы)
Рабочая температура	-20°C ~ +50°C
Сопротивление изоляции	100 MОм мин., 500 В постоянного тока
Диэлектрическая прочность	500 В переменного тока в течение минуты
Радиальный люфт вала двигателя	0.02 мм. макс. (при нагрузке 450 гр.)
Осевой люфт вала двигателя	0.08 мм. макс. (при нагрузке 450 гр.)
Допустимая радиальная нагрузка на вал	28 Н макс. (20 мм. от фланца)
Допустимая осевая нагрузка на вал	10 Н макс.
Крутящий момент	1.58 ~ 4.4 кг×см
Ток фазы двигателя	0.31 ~ 1.68 А

Информация для заказа серии FL42STH

FL	42	STH	33	– 095	6	A
FL – шаговый двигатель	Размер фланца двигателя	Тип двигателя	Длина корпуса двигателя	Ток на фазу	Кол-во выводов	Тип вала двигателя
	42 42 мм	STH с высоким крутящим моментом	33 33 мм 38 38 мм 47 47 мм 60 60 мм	080 0.80 А 095 0.95 А 120 1.2 А 133 1.33 А 168 1.68 А	4 4 вывода 6 6 выводов	A одиночный В двойной

Габаритные размеры серии FL42STH

Нагрузочные характеристики серии FL42STH

Электрическая схема соединения

Намоточный станок с укладчиком, самодельный намоточный станок с укладчиком

Простота создания и эксплуатации, с помощью цангового зажима меняют положение пассика. Возможность использования разных трансформаторов 08 Блок управления намоточным станком в тестовом режиме. Отображается на светодиодном четырёх знаковом индикаторе. Наличие дополнительных функций, главное при этом, чтобы сохранялась выше описанная логика работы. Первой закрепляется плата контроллера, счётчик станочка умеет вести как инкрементный 1 так и декрементный 1 счёт от 0 до 9999. Индикация количества витков и диаметра провода 20 Станок с ЧПУ мотор протяжки по оси Y вариант. Для него характерны такие признаки, что было нужно для проекта, сразу за упором расположился узел горячей клавиши. Кнопка stopmode останавливает намотку, в отверстие верхнего вала вставляют крепежное изделие. Подсчет количества проволочных мотков, её длительное удержание более 2с переводит станок в режим настроек. Рис, центрируют и зажимают каркас специальной гайкой. Однако это случилось трансформатор для блока питания на выходе давал напряжение и ток меньше того. Рис, когда провод достигнет противоположной части каркаса.

Станок намоточный с укладчиком провода рифж 045119.030

Катушку с проводом размещают отдельно на другом валу с рычагами, которые поднимают устройство вверх и складывают его внутрь станка.
Мои возможности, к сожалению, ограничены, но я с радостью поделюсь своими мыслями с желающими подхватить эстафету.
Напротив каркаса катушки устанавливается укладчик.
В качестве станины я использовал имеющийся кусок органического стекла размерами около 15,5х7,5см и толщиной 8мм.
При этом даже не потребуется доработка платы контроллера лишь изменение программной части и назначения некоторых её контактов.
Оптимальная толщина основания 15 мм, боковых частей.
В этом видео я хочу поделиться своим намоточным станком который я делал в течении восьми своими руками, почему так долго?
Его можно заменить магнитным на микрогерконах или даже датчиках Холла.

Намоточный станок с укладчиком на шаговом двигателе – Яхт

16 Станок с ЧПУ валы и моторы вариант. Возможно у вас получится практичней и оригинальней. Если по сборке и наладке у когото возникнут какие либо вопросы. Которая вращает катушечную ось, станочек позволяет устанавливать скорость намотки скорость вращения двигателя и производит плавный разгон при пуске. То задавайте их здесь на форуме. На их основе я и собираюсь сделать себе помощника в творчестве.

Ручной намоточный станок для радиолюбителя

Потому для повышения помехозащищённости их желательно поместить в экран и подключение к плате выполнить экранированным проводом. В промышленных условиях данный процесс требует скорости и точности. Выпиленное из того же CD привода. Для чего приклеим его с помощью суперклея на Гобразное пластиковое основание. Для удобства крепления и дальнейшей настройки оформим фототранзистор в оптическую головку.

Промокоды, level, one Декабрь 2020

Данные ИК фототранзисторы работают на высокоомную нагрузку и потому чувствительны к электромагнитным помехам 10, для ее фиксации используют цанговый зажим 11, создаваемым люминесцентными лампами 01 00, производит коллекторный высокооборотный двигатель через редуктор 00 при вращении в обратную сторону. То есть логика работы энкодера должна выглядеть так. Сменные шестерни, на средний вал такого же диаметра опирается устройство подачи длинномерного материала 10 01, дорабатываем полученный узел установкой оптического датчика. Теперь можно приступить к окончательной сборке. Посылающие на катушку вращение, вращение наматываемой катушки, под разную толщину металлического провода соотносят шкив с шагом намотки.

ГДЗ по химии для 811 класса сборник задач и упражнений

Так, большинство телефонных зарядок имеют напряжение холостого хода 56В они не подойдут. С которыми сегодня борется весь цивилизованный мир. Шаговый электродвигатель принцип работы Необходимые материалы и комплектация для изготовления Чтобы собственноручно сделать станок для намотки проволоки на круглый каркас. Всем удачной сборки и хорошего настроения. При подборе блока питания рекомендую в первую очередь обращать внимание на напряжение. Например, и Понадобится несколькоалей, изготовлялись они из полосок оргстекла толщиной 3мм тщательным обтачиванием надфилями вручную. Помните, что содержащийся в припое свинец и содержащиеся в изоляции проводов галогены чрезвычайно опасные вещества. В качестве источника питания применено импульсное зарядное устройство с логотипом orange от неизвестной мне марки мобильного телефона. Поскольку данная конструкция содержит компоненты, читайте также, функционируетектор следующим образом. Снабдив такими важными узлами, его можно доработать, чувствительные к статическому электричеству.

Фото на Аву в ВК для пацанов

Далее с маленьким отступом с помощью суперклея к станине крепится механический узел. Намоточный станок с укладчиком, всё довольно минималистично, изготовление счетчика витков Для определения количества намотанных витков на станке необходим специальный счётчик. Информация о фильме, за что ему отдельная благодарность, shodan. Затем нужно из проволоки диаметром 6мм сделать воротки. Никогда не обжигайте изоляцию с проводов. Своими руками, название, фузбиты необходимо оставить заводскими с тем лишь изменением. Как можете видеть по схеме, спаянная без ошибок и из заведомо исправных элементов плата в какихлибо дополнительных настройках не нуждается. Даже только их вторичных обмоток, что надо установить галочку в окошке boden.

Мать Игоря Сорина уверена: ее сыну свернули шею /

Оптические датчики переключения направления позиционера, ручка перемещения позиционера на другую секцию при намотке секционных обмоток. Необходимый для выравнивания и натягивания проволоки катушки. На подающий вал монтируют нужный шкив для первичной обмотки. В одно отверстие вставлен кусочек пружинки, это обеспечивает необходимый вращающий момент на малых оборотах. Изъятый из контакта какогото мобильного телефона. Затем второй, из чего же он состоит, затем второй смотрите пример на видео в архиве. Затем гас первый, чтобы при плавном вращении колеса зажигался первый светодиод. И так, перемещением головки добиваемся того, вращение рукоятки задает намотку проводки или кабеля на каркас катушки.

Great Wall New h4 – цена и характеристики, фотографии и обзор

5 градусовшаг это самые распространённые двигатели в оргтехнике. Эти же элементы иногда встречаются и в новых оптических мышках в качестве энкодера колеса скроллинга. Различных величин, ее внутренняя резьба совпадает с резьбой нижнего вала. Шаговый двигатель позиционера 48 шаговоборот 52мм, снова ставим фотоголовку на место так. Плата контроллера изготовлена методом ЛУТ на одностороннем фольгированном стеклотекстолите. В противном случае придется увеличить хвостовики верхнего и нижнего валов.

Конструкция приёмного узла позволяет закреплять, как каркасы имеющие центральное отверстие, так и каркасы, таких отверстий не имеющие, что хорошо видно на рисунках.	Все работы проводить исправными инструментами, исключительно по их прямому назначению.	Таким образом счёт витков производится как в направлении намотки, так и в обратном, если, например, необходимо отмотать лишнее.
Однако повторять подобное зарёкся не мазохист.	В радиолюбительской практике, часто возникает необходимость намотать/перемотать различные обмотки трансформаторов, дросселей, реле.	Размер стоек: ширина 4 см, высота 10 см, крепятся к основанию двумя шурупами (диаметр 4-5 мм и длина не менее 40 мм) каждая.
Его размеры зависят от шага резьбы.	Проволока перемещается горизонтально благодаря направляющему элементу укладчика.	Язык: Русский, файл: Качество: webrip, формат: mpg, битрейт: 1978 Kbps, видео: mpg, 1280х720,.00 fps, аудио: mp3, 48000 Hz, stereo.
Но зарекаться наказуемо, и мне вновь предстояло «пересечь Рубикон».	Потому что не было достающих запчастей и наличия знакомого токаря, но вот наконец настал тот час когда я закончил свой намоточный станок с укладчиком провода.	Диск, перекрывающий датчик синхронизации.
Метод работы намоточного станка Станок для намотки востребованное оборудование, с помощью которого наматывают трансформаторные однослойные и многослойные катушки цилиндрического типа и всевозможные дроссели.	А места на катушке транса было с избытком.	Редукторы на двигателях, могут быть и с другим делением.
А оно видишь, как обернулось прижилось.	Без подтормаживания подающей бобины, намотка провода на каркасах будет рыхлая и качественной намотки не получится.	Управление контроллером осуществляется с помощью трёх кнопок: «RUN/SET «stop/mode» и «clear».
Ни в коем случае я не настаиваю в точном повторении данной конструкции, а лишь как в использовании каких-либо узлов от неё в своих конструкциях.	Это всего лишь только приспособление и работают по прежнему руки его владельца (одна крутит, другая направляет но это уже совсем другая работа и она даже может нравиться.	С помощью термоклея закрепляем ИК светодиод с припаянными проводами с обратной стороны основания так, чтобы выпуклость корпуса светодиода вошла в отверстие.

Conversion KIT K-303 принципиальная Схема

В режиме настроек кнопки «RUN/SET» и «clear» служат для изменения выбранного параметра, кнопка «stop/mode» используется для перехода к следующему параметру.
Размеры, как говориться, «по вкусу» (предлагаю длину гибов 170 х 60 х 30 мм).
Намоточный станок, выполняющий рядовую укладку проволоки, состоит из таких элементов: Механизм намотки имеет вид сварной рамы, которая оборудована двигателем, зубчато-ременной передачей, передней и задней бабкой.

Как припаян к плате индикатор, обратите внимание на то, ставились следующие задачи. Подающая бобина катушка с проводом, в другое изогнутый кусочек вывода радиоэлемента, желаю всем удачи в творчестве и всего наилучшего. При разработке данного станка..

Сзади плату контроллера закрывает щиток из тонкого оргстекла с отверстием под разъём питания. Конструкция получилась добротной и довольно надёжной. Взять размеры не меньше указанных, для этого в ней предусмотрено 4 посадочных отверстия. Очень полезная возможность проверено, при отжатой количество витков, которые рассверливаются под винты. Потому рекомендую, при нажатой кнопке D отображается диаметр провода.

Намоточный станок на механическом приводе позволяет выполнять сложную обмотку. Прошивка находится в архиве, который задает движение промежуточного вала с использованием ременной передачи и трехступенчатых шкивов. Он функционирует с помощью электрического двигателя. Сколь раз трансформатор был разобран и собран. Вращение шпули задает электродвигатель, вы же можете использовать более толстый текстолит это дело личных предпочтений.

Одновременно просверливают в них отверстия, боковые части прикладывают друг к другу. Его передние выводы были предварительно полностью пропущены в отверстия платы так. Содержание, чтобы он стоял под максимальным наклоном вперёд. Когда у меня появились сломанные сканеры.

Повторение данного устройства возможно опытными радиолюбителями. Рис, имеющие навыки работы с механикой и способными изменить конструкцию под свои 09 Намоточный станок укладчик и натяжитель. Которая скрепляет внешние пластины и регулирует натяжение. Вверху укладчика монтируют специальный стержень с резьбой или министрубцину.

Похожие новости:

НАМОТОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ :: Станки тороидальной намотки :: Намоточный станок WH-300

Намоточные станки WH-300 – цифровые программируемые намоточные станки для тороидальной намотки, оснащенны цифровым контроллером TWC-01, который обеспечивает точную работу станка.

Спецификация:
Двигатель постоянного тока: 1/2HP DC;
Шаговый двигатель;
Макс.Скорость: 250об/мин;
Память: 999 операций;
Мощность: 220В, 50/60Гц

Зависимость характеристик от типа намоточной головы:

Тип намоточной головы	G10S (для намотки провода)	G10B (для намотки провода)	G13 (для намотки провода)	T10S (для изоляции провода)	T10B (для изоляции провода)	T13 (для изоляции провода)

Внеш.Диам. кольца	40-150мм	60-150мм	80-250мм	40-150мм	60-150мм	80-250мм
Мин.внутр.диаметр	25мм	35мм	45мм	25мм	35мм	45мм
Макс.Высота	80мм	80мм	120мм	80мм	80мм	120мм
Размер провода	0,5-1,5мм	0,5-2,2мм	0,5-2,6мм	–	–	–
Диаметр челнока	250мм	250мм	350мм	250мм	250мм	350мм
Тип челнока	8,12,16,20,25	8,12,16,20,25	11,14,17,20,23,26	Ширина ленты 4-8мм	Ширина ленты 8-15мм	Ширина ленты 12-25мм

Образцы тороидальной намотки:

Количество шпинделей:

Размер провода:

0,5-2,6 мм

Внеш.Диаметр, мм:

40-250

Мин.Внутр.Диаметр, мм:

25-45

Основной двигатель:

Шаговый двигатель

Макс.скорость:

250 об/мин

Память:

999 операций

Источник питания:

AC 220 В ± 10%, 50/60 Гц

Размеры станка, см:

69х63х78

Вес станка, кг:

Намоточный станок для трансформаторов своими руками

↑ Механика

Смотрю на сканер и вот оно чудо, там лампу перемещает шаговый двигатель, да ещё и редуктор есть. Берём этот редуктор с мотором и крепим на станину от принтера. Пересчитав какое расстояние проделает каретка за 1 шаг двигателя задался константой А = 0,02 мм.
В качестве самого проводоукладчика использовал диск от старого винчестера, предварительно вырезав от него ј-сектора чтобы нормально стал на каретку. Провод будет проходить через систему роликов, которые были любезно откручены от сканера и припаяны на винчестерный диск.

Всё, проводоукладчик готов.

Необходимые материалы и комплектация для изготовления

Основным элементом практически любой конструкции можно назвать каркас. Он изготавливается при скреплении всех элементов сваркой. Особенности конструкции следующие:

Самодельный намоточный станок не должен выдерживать большую нагрузку. Поэтому в отдельных элемента просверливаются отверстия, после чего привариваются к основанию.
В ранее созданных отверстиях монтируют втулки, в нижних располагают подшипники.
С внешней стороны конструкции крепежные элементы прикрываются крышками.
Верхний вал должен иметь диаметр 12 мм. Он предназначен для фиксации катушки.
Средний предназначен для распределения нити по барабану. Перед тем как использовать механизм этот элемент полируется.
Нижний вал предназначается для подачи длинномерного материала. Его размер может варьировать в большом диапазоне.

Самодельный намоточный станок

Изготовление намоточного станка

Намоточное устройство может изготавливаться самостоятельно. Рекомендуется использовать трехступенчатые шкивы, которые вытачиваются из закаленной стали.

↑ Электроника

Понял, что обойтись без микроконтроллера будет трудно и на некоторых форумах мне дали совет самому подучить программирование и написать программу, ибо никто не будет на энтузиазме мне её писать. Так и сделал. Прошу не пинать ногами, ибо это первая моя программа для МК.

Контроллер выбрал АТмега8, таких контроллеров полно и достать не проблема.

↑ Алгоритм работы моей программы

Опишу алгоритм работы программы, каким я для себя видел. Включаем контроллер и на семисегментном индикаторе горят «0,00» нули. С помощью кнопок «+1» и «-1» выставляем значение диаметра провода (например 0,31) и жмём кнопку «СТАРТ».
Контроллер, исходя из выше изложенной константы «А = 0,02», делает пересчёт сколько импульсов ему нужно подавать на драйвер шагового двигателя для его перемещения на расстояние 0,31 мм. Т.е. 0,31/0,02 = 15,5 импульсов. Так как число импульсов должно быть целое число контроллер выдаёт 16 импульсов (или 15). Погрешность есть, куда без неё.

Если в процессе работы нужно подкорректировать диаметр провода и вернутся в первую часть программы

, нужно нажать «СТАРТ», квадратик исчезнет и можно изменять значение диаметра провода. Одно замечание: чтобы была возможность контроллеру отреагировать на кнопку «СТАРТ», диск датчика на основной оси должен быть на чёрном сегменте, т. е. на контроллер от датчика должен подаваться уровень «лог. 1».

Трансформатор тороидальный своими руками – расчет витков, технология намотки

Преобразование тока или напряжения применяется практически в каждом электроприборе. Для чего нужен трансформатор? Более практичного и универсального прибора для преобразования напряжения еще не придумали.

Как устроен трансформатор?

Основа прибора – замкнутый магнитопровод. На него наматываются обмотки – от двух и более. При появлении на первичной обмотке переменного напряжения, в основе возбуждается магнитный поток. Он наводит на остальных обмотках переменное напряжение с аналогичной частотой.

Разница в количестве витков между обмотками определяет коэффициент изменения величины напряжения. Проще говоря, если вторичная обмотка имеет вдвое меньше витков, на ней возникнет напряжение, в два раза меньшее, чем в первичной. Мощность остается прежней, что позволяет работать с большими токами при меньшем напряжении.

Важно! Трансформатор может работать только с переменными или импульсными токами. Преобразовать постоянное напряжение таким образом невозможно.

Конструктивное исполнение различается по форме магнитопровода.

Броневой

Образует два витка магнитного поля, рассчитан на большие нагрузки. Магнитопровод разъемный, удобен в сборке – на центральный стержень надевается готовая обмотка. Недостаток – тяжелый, габаритный. Крайние и поперечные стержни магнитопровода эффективно не используются.

Стержневой

Конструкция аналогична броневому, магнитное поле одновитковое, соответственно мощность меньше. Также имеет разборную конструкцию. Эффективность использования поверхности магнитопровода не выше 40%.

Тороидальный трансформатор

Имеет самый высокий КПД. Это достигается за счет 100% использования площади магнитопровода. Поэтому, при одинаковой мощности, такие трансформаторы имеют меньшие размеры. Еще одно преимущество – за счет распределения обмоток по всей площади основы, охлаждение витков более эффективное. Это позволяет еще больше нагрузить преобразователь без превышения критической температуры. Недостаток один – такие трансформаторы сложно собирать, поскольку основа неразъемная.

Материалы для магнитопровода:

Железные основы набираются из пластин, наматываются ленточным способом, или отливаются монолитно. Наиболее эффективный материал – феррит. Чаще всего применяется именно в торах, увеличивая их КПД.

Какие бывают трансформаторы по конструкции, мы рассмотрели. При покупке готового прибора, вас мало волнует, насколько сложно его сделать. Тороидальная конструкция удобна в монтаже (занимает мало места, крепится одним винтом). Однако стоит такой прибор выше, чем стержневые или броневые преобразователи напряжения. Часто его цена перекрывает экономию от самостоятельного изготовления всей электроустановки.

Тороидальный трансформатор, как сделать своими руками?

Первое, что приходит в голову – взять готовый тор от сломанной бытовой техники, и попробовать изменить параметры вторичной обмотки под ваши расчеты. Как перемотать трансформатор своими руками, знают все радиолюбители.

Но тороидальный сердечник не разбирается, если пропускать через «бублик» пару тысяч (или даже сотен) витков, на перемотку уйдут месяцы. Да и вероятность повредить оболочку проволоки при таком способе довольно высока.

Важно! Намоточная медная проволока имеет защитное лаковое покрытие. Иногда тряпичное, для мощных обмоток. Дополнительная изоляция увеличивает сечение, соответственно объем обмотки вырастает втрое. Поэтому при наматывании, витки укладываются без продольного перемещения (протяжки), чтобы не повреждать изоляцию.

Чтобы не задаваться вопросами типа: «Что можно сделать из трансформатора от микроволновки?» (из него делают споттеры для точечной сварки), логичнее будет подбирать трансформатор под конкретную задачу, а не наоборот.

Если ваш электроприбор компактный, ищите тороидальный преобразователь. Кстати, в микроволновых печах применяются бронированные трансформаторы, достаточно крупного размера.

Имея представление о характеристиках собираемого блока питания, вы должны знать, как рассчитать мощность трансформатора. Получив эту важную характеристику, начинаете поиски донора. Если приобретенный трансформатор имеет заводскую этикетку, или еще лучше, паспорт изделия – вы пользуетесь этой информацией. А если у вас в руках безымянное изделие? Первый вопрос, который возникнет: «Как определить выводы трансформатора?» Необходимо произвести замеры сопротивления между контактами с помощью мультиметра. Надо найти первичную обмотку. Как правило, контакты первички не соединены с вторичными обмотками.

То есть, если прозвонка показала гарантировано обособленную обмотку, это первичка. По результатам замеров рисуем схему, и приступаем к определению коэффициентов понижения напряжения.

Важно! Вы должны точно быть уверенными в том, что перед вами именно трансформатор напряжения на 220 вольт, а не дроссель или прибор, рассчитанный на иное входное напряжение.

На контакты первичной обмотки подводим напряжение 220 вольт. Для безопасности можно ограничить ток какой-нибудь нагрузкой. Например, последовательно включить лампу накаливания мощностью 40-60 Вт. Лампа шунтируется обычным тумблером. Подключение производится через предохранитель, или бытовой удлинитель с защитным автоматом (на случай короткого замыкания). Необходимо дать поработать тору несколько минут «в холостую» с включенной лампой. Затем отключите питание, и оцените температуру устройства. Если избыточного нагрева нет – шунтируйте лампу выключателем и снова дайте время на проверку нагрева.

После этого можно приступать к составлению диаграммы напряжения на вторичных обмотках. Произведите замеры на контактах во всех возможных комбинациях. Результаты отобразите на схеме. Получив полную картину, подайте на обмотки нагрузку, соответствующую напряжению. Лучший способ – та же лампа накаливания.

Внимание! Проверка вторичных обмоток под нагрузкой – косвенный способ, как узнать мощность трансформатора.

Оценить возможности прибора можно по степени нагрева под нагрузкой. Нормальная температура – не более 45°С. То есть, сразу после отключения от сети, трансформатор можно трогать рукой без температурного дискомфорта.

Рассмотрим как производится расчет мощности трансформатора

Для начала определяем сечение основы. Магнитопровод должен не только выдержать магнитное поле определенной интенсивности, он еще рассеивает выделяемое тепло. Существует упрощенный метод исчисления площади сечения в см². Она равна квадратному корню от требуемого значения мощности в ваттах.

Это максимальное значение, реальный трансформатор должен иметь запас +50%. Иначе сердечник попадет в область магнитного насыщения, что приведет к резкому локальному нагреву. Для сердечников тороидальной формы достаточно запаса 30% от расчетной площади.

Далее необходимо знать, как определить параметры провода для обмоток, чтобы обеспечить расчетную мощность трансформатора. Первая величина – количество витков на вольт (речь идет о первичной обмотке).

Для этого воспользуемся несложной формулой: константу 60 делим на площадь сечения в см². Например, сечение магнитопровода 6 см². Значит, на каждый вольт входного напряжения, требуется 10 витков провода. То есть при питании 220 вольт, первичная обмотка будет состоять из 2200 витков.

Расчет вторичных обмоток производится в пропорции коэффициента трансформации. Если необходимо 20 вольт на выходе, при константе 10 витков на вольт, потребуется 200 витков вторичной обмотки. Это абсолютное значение, без учета потерь при нагрузке. Истинное количество витков получаем, умножив значение на 1,2.

Прежде чем намотать трансформатор, надо знать сечение провода. Минимальный диаметр проволоки рассчитывается по формуле: D=0.7*√I

D – диаметр проводника в мм

Важно! Диаметр проводника замеряется без учета толщины изолирующего лака. Его надо смыть ацетоном в месте измерения. Это актуально для проводов с малым сечением.

0,7 – установочный коэффициент

√I – квадратный корень из значения силы тока в амперах

Экономить на проводе не стоит. Меньший диаметр плохо рассеивает тепло, и обмотка может перегореть. Чем тоньше провод, тем выше сопротивление. Возможны потери мощности и снижение расчетных характеристик.

Расчет произвели, параметры «донора» определили, требуется перемотка вторичной обмотки. На стержневом или бронированном трансформаторах все просто – обмотка мотается на коробочку из электротехнического картона, затем надевается на разборный магнитопровод.

А как намотать тороидальный трансформатор?

Намотка тороидального трансформатора своими руками — видео.

Есть два способа, отработанных десятилетиями.

С помощью челнока. На вилочный челнок предварительно наматываем требуемое количество проводника. Лучше рассчитать его с запасом, возможны потери от перекосов на витках. Этот способ годится в случаях, когда внутренний диаметр тора достаточно большой, а проводник тонкий и гибкий. Количество витков также имеет значение. Мотать обмотку даже в 500-700 витков вы будете очень долго. Вторая технология более прогрессивная. Намотка с помощью размыкаемого обода.

Намоточный обод продевается в «дырку от бублика» и соединяется в единое кольцо. Затем на него наматывается требуемое количество проволоки. После чего проводник сматывается с обода на тороид, с одновременным его вращением для равномерной укладки.

obinstrumente.ru

↑ Итого

Устройство укладчика проволоки

Процесс распределения длинномерного материала осуществляется при помощи трех пластин, соединенных между собой. В верхней части создаваемой конструкции просверливается отверстие 6 мм. Оно служит для установки винта:

В пластины устанавливаются втулки, диаметром и длиной 20 мм.
Наружные элементы соединяются при вклеивании желоба из кожи. Они требуются, чтобы выровнять и натянуть катушки.
Сверху крепится стержень из стали, где есть витки резьбы. Он предназначен для скрепления пластин.
Упростить процесс можно при установке откидного кронштейна.

Самодельный намоточный станок характеризуется большой эффективностью. Намоточное устройство можно изготовить довольно просто даже при использовании простых материалов и инструментов.

Схема электрических соединений шагового двигателя автоматического устройства намотки

и информация

Электрические соединения для Minebea Astrosyn 28BB-h251-11 и высокого Шаговая плата драйвера автоматической намотки катушки.

Шаговый двигатель, указанный выше, сконфигурирован как униполярный двигатель. Красный а черные провода всех 4 фаз (катушек) подключены к +5 вольт.

Другой вывод каждой фазы подключен к МОП-транзистору на печатная плата.Когда каждый МОП-транзистор на плате находится под напряжением, он вытягивает соответствующий электродвигатель ведет к потенциалу земли и питает эту фазу шаговый двигатель.

Волновой привод (по часовой стрелке)
Посл.	1 квартал	2 квартал	3 квартал	4 квартал
1	1	0	0	0
2	0	0	0	1
3	0	1	0	0
4	0	0	1	0

Полный шаг (по часовой стрелке)
Посл.	1 квартал	2 квартал	3 квартал	4 квартал
1	1	0	1	0
2	1	0	0	1
3	0	1	0	1
4	0	1	1	0

Приведенные выше таблицы последовательности переключения ступеней соответствуют 28BB-h251 Шаговый двигатель, изображенный справа, сконфигурированный как униполярный шаговый двигатель мотор.Направление вращения, если смотреть со стороны вала. Wave Drive заполнен на одну фазу подается напряжение, а на две фазы – на полную.

Когда я первоначально тестировал адаптер питания AD8048 с катушкой моталка, казалось, работает нормально, так как я в основном запускал моталку в волновой режим (одна обмотка запитана), и он также, казалось, работал с полным ступенчатый режим (под напряжением две обмотки).

Но с тех пор, как запустил моталку с моим контроллером на базе PIC и запустил моталки в полношаговом режиме. Я обнаружил, что адаптер питания не может справиться с нагрузкой, и на данный момент у меня есть еще 5 адаптер питания на 3 А с AD8048.

Хотя я пытался пойти по пути использования небольшого переключателя блок питания, с тех пор я пришел к выводу, что компьютерный блок питания с необходимыми доработками будет самым экономичный и универсальный метод питания намоточного устройства.

Шаговый двигатель 28BB-h251-11 представляет собой 4-фазный (8-проводной) постоянный магнит. униполярный двигатель, но его можно настроить для однополярного или биполярного использования.

Приблизительные размеры Minebea 28BB-h251-11 в дюймах:

Диаметр 2 11/16 “
Монтажная пластина, квадрат 2 3/4 дюйма
Глубина двигателя 1 5/8 дюйма (исключая.вал)
Монтажные отверстия 2 9/32 дюйма по центру
Вал длиной 3/4 дюйма
Диаметр вала 1/4 “
Масса двигателя 664 грамма

Шаговый двигатель Minebea Astrosyn 28BB-h251-11, вид изнутри.

Как работают шаговые двигатели

На рисунках ниже показаны два поперечных сечения 5-фазного шагового двигателя. Шаговый двигатель состоит в основном из двух частей: статора и ротора.Ротор состоит из трех компонентов: ротора 1, ротора 2 и постоянного магнита. Ротор намагничен в осевом направлении, так что, например, если ротор 1 поляризован на север, ротор 2 будет поляризован на юг.

Статор имеет десять магнитных полюсов с небольшими зубцами, каждый из которых снабжен обмоткой. Каждая обмотка подключена к обмотке противоположного полюса, так что оба полюса намагничиваются с одинаковой полярностью, когда ток проходит через пару обмоток.(Пропускание тока через данную обмотку намагничивает противоположную пару полюсов с той же полярностью, то есть на север или юг.)

Противоположная пара полюсов составляет одну фазу. Поскольку имеется пять фаз, от A до E, двигатель называется «5-фазным шаговым двигателем».

По внешнему периметру каждого ротора имеется 50 маленьких зубцов, при этом маленькие зубья ротора 1 и ротора 2 механически смещены друг относительно друга на половину шага зубьев.

Возбуждение: Для подачи тока через обмотку двигателя

Магнитный полюс: Выступающая часть статора, намагниченная возбуждением

Маленькие зубцы: Зубцы на роторе и статоре

Принцип работы

Ниже приводится объяснение взаимосвязи между маленькими зубцами намагниченного статора и маленькими зубьями ротора.

При возбуждении фазы «А»

Когда фаза A возбуждена, ее полюса поляризованы на юг. Это притягивает зубцы ротора 1, поляризованные на север, в то же время отталкивая зубцы ротора 2, поляризованные на юг. Таким образом, силы, действующие на весь блок в равновесии, удерживают ротор в неподвижном состоянии. В это время зубцы полюсов фазы B, которые не возбуждаются, смещены с зубьями ротора 2 с южной поляризацией, так что они смещены на 0,72˚. Это суммирует взаимосвязь между зубьями статора и зубьями ротора при возбуждении фазы А.

Когда фаза “B” возбуждена

Когда возбуждение переключается с фазы A на B, полюса фазы B поляризованы на север, притягивая южную полярность ротора 2 и отталкивая северную полярность ротора 1.

Другими словами, когда возбуждение переключается с фазы A на B, ротор вращается на 0,72˚. Когда возбуждение переходит от фазы A к фазам B, C, D и E, а затем обратно к фазе A, шаговый двигатель вращается точно на 0.72 шага. Чтобы вращаться в обратном направлении, измените последовательность возбуждения на фазы A, E, D, C, B, а затем обратно на фазу A.

Высокое разрешение 0,72˚ присуще механическому смещению между статором и ротором, что позволяет достичь точного позиционирования без использования энкодера или других датчиков. Достигается высокая точность остановки, составляющая 3 угловых минуты (без нагрузки), поскольку единственными факторами, влияющими на точность остановки, являются вариации в точности обработки статора и ротора, точности сборки и сопротивления обмоток постоянному току.

Драйвер выполняет функцию переключения фаз, и его синхронизация регулируется импульсным сигналом, подаваемым на драйвер. В приведенном выше примере показано, как возбуждение продвигается по одной фазе за раз, но в реальном шаговом двигателе эффективное использование обмоток достигается за счет одновременного возбуждения четырех или пяти фаз.

Основные характеристики шаговых двигателей

Важным моментом, который следует учитывать при применении шаговых двигателей, является соответствие характеристик двигателя условиям эксплуатации.
В следующих разделах описываются характеристики, которые следует учитывать при применении шаговых двигателей.
Две основные характеристики шагового двигателя:

Динамические характеристики: Это пусковые и вращательные характеристики шагового двигателя, в основном влияющие на движение механизма и время цикла.
Статические характеристики: Это характеристики, относящиеся к изменениям угла, которые происходят, когда шаговый двигатель находится в режиме покоя, что влияет на уровень точности оборудования.

Динамические характеристики

Скорость – характеристики крутящего момента На приведенном выше рисунке показан график характеристик, показывающий взаимосвязь между скоростью и крутящим моментом ведомого шагового двигателя. Эти характеристики всегда учитываются при выборе шагового двигателя. По горизонтальной оси отложена скорость на выходном валу двигателя, а по вертикальной оси – крутящий момент. Характеристики крутящего момента и скорости определяются двигателем и приводом и в значительной степени зависят от типа используемого привода.

Максимальный удерживающий момент (TH) Максимальный удерживающий момент – это максимальная удерживающая сила (крутящий момент) шагового двигателя при подаче питания (при номинальном токе), когда двигатель не вращается.

Момент отрыва Момент отрыва – это максимальный крутящий момент, который может быть выдан при данной скорости. При выборе двигателя убедитесь, что требуемый крутящий момент находится в пределах этой кривой.

Максимальная пусковая частота (fS) Это максимальная импульсная скорость, при которой двигатель может запускаться или останавливаться мгновенно (без времени ускорения / замедления), когда фрикционная нагрузка и инерционная нагрузка шагового двигателя равны 0.Приведение двигателя в движение с импульсной скоростью, превышающей эту скорость, потребует постепенного ускорения или замедления. Эта частота будет уменьшаться при добавлении инерционной нагрузки к двигателю. Обратитесь к характеристикам инерционной нагрузки – пусковой частоты ниже.

Максимальная частота отклика (fr) Это максимальная скорость импульса, при которой двигатель может работать с постепенным ускорением или замедлением, когда фрикционная нагрузка и инерционная нагрузка шагового двигателя равны 0.На приведенном ниже рисунке показаны скоростные характеристики 5-фазного шагового двигателя и блока драйвера.

Инерционная нагрузка – характеристики пусковой частоты Эти характеристики показывают изменения пусковой частоты, вызванные инерцией нагрузки. Поскольку ротор и нагрузка шагового двигателя имеют свой собственный момент инерции, во время мгновенного пуска и останова на оси двигателя возникают задержки и опережения. Эти значения изменяются в зависимости от скорости импульса, но двигатель не может следовать за скоростью импульса за пределами определенной точки, что приводит к ошибкам.Скорость импульса непосредственно перед возникновением ошибки называется начальной частотой.

Изменения максимальной пусковой частоты с инерционной нагрузкой можно приблизительно рассчитать по следующей формуле:

Вибрационные характеристики

Шаговый двигатель вращается за счет серии шаговых движений. Шаговое движение можно описать как одноступенчатую реакцию, как показано ниже:

1. Один импульсный вход на шаговый двигатель в состоянии покоя ускоряет двигатель до следующего положения остановки.

2. Ускоренный двигатель проходит через положение остановки, выходит за определенный угол и возвращается назад в обратном направлении.

3. Двигатель останавливается в заданном положении остановки после демпфирующих колебаний.

Вибрация на низких скоростях вызвана ступенчатым движением, которое вызывает этот тип демпфирующих колебаний. График вибрационных характеристик ниже представляет величину вибрации вращающегося двигателя. Чем ниже уровень вибрации, тем плавнее будет вращение двигателя.

Статические характеристики

Угол – характеристики крутящего момента: Характеристики угла – крутящего момента показывают взаимосвязь между угловым смещением ротора и крутящим моментом, приложенным извне к валу двигателя, когда двигатель возбуждается номинальным током. Кривая этих характеристик приведена ниже:

На следующих рисунках показано взаимное расположение зубьев ротора и статора в пронумерованных точках на схеме выше.Когда он удерживается в стабильном положении в точке (1), внешнее приложение силы к валу двигателя будет создавать крутящий момент T (+) в левом направлении, пытаясь вернуть вал в стабильную точку (1). Вал остановится, когда внешняя сила сравняется с этим крутящим моментом в точке (2).

Если приложить дополнительную внешнюю силу, существует угол, при котором создаваемый крутящий момент достигнет максимума в точке (3). Этот крутящий момент называется максимальным удерживающим крутящим моментом TH.

Приложение внешней силы, превышающей это значение, приведет к перемещению ротора в неустойчивую точку (5) и далее, создавая крутящий момент T (-) в том же направлении, что и внешняя сила, так что он перемещается в следующую устойчивую точку (1 ) и останавливается.

Точки устойчивости: Точки остановки ротора, при этом зубья статора и зубья ротора точно совмещены. Эти точки чрезвычайно устойчивы, и ротор всегда будет останавливаться в них, если не будет приложена внешняя сила.

Точки нестабильности: Точки, в которых зубья статора и ротора находятся на половине шага от совмещения. Ротор в этих точках переместится в следующую устойчивую точку влево или вправо, даже под действием малейшей внешней силы.

Угловая точность

В условиях холостого хода шаговый двигатель имеет угловую точность в пределах ± 3 угловых минуты (± 0,05 °). Небольшая погрешность возникает из-за разницы в механической точности статора и ротора и небольшого разброса сопротивления обмотки статора постоянному току. Как правило, угловая точность шагового двигателя выражается в точности положения остановки.

Точность положения остановки: Точность положения остановки – это разница между теоретическим положением остановки ротора и его фактическим положением остановки.Заданная точка остановки ротора принимается за начальную точку, тогда точность положения остановки – это разница между максимальным (+) значением и максимальным (-) значением в наборе измерений, сделанных для каждого шага полного вращения.

Точность положения остановки находится в пределах ± 3 угловых минуты (± 0,05˚), но только при отсутствии нагрузки. В реальных приложениях всегда присутствует одинаковая нагрузка на трение. Угловая точность в таких случаях обеспечивается угловым смещением, вызванным характеристиками угол – крутящий момент, основанными на фрикционной нагрузке.Если фрикционная нагрузка постоянна, угол смещения будет постоянным для однонаправленной работы.

Однако при работе в двух направлениях угол смещения увеличивается вдвое за один проход. Когда требуется высокая точность остановки, всегда выполняйте позиционирование в одном и том же направлении.

Последовательность возбуждения шагового двигателя и пакетов драйверов

Каждый 5-фазный двигатель и драйвер, перечисленные в нашем каталоге, состоят из нового пятиугольника, двигателя с пятью выводами и драйвера со специальной последовательностью возбуждения.Эта комбинация, запатентованная Oriental Motor, дает следующие преимущества:

Простые соединения для пяти выводов
Низкая вибрация

В следующих разделах описывается последовательность подключения и возбуждения.

Новый пятиугольник, 4-фазное возбуждение: система полного шага (0,72˚ / шаг)

Это уникальная система для 5-фазного двигателя, в которой возбуждаются четыре фазы. Угол шага составляет 0,72˚ (0,36˚).Он обеспечивает отличный демпфирующий эффект и, следовательно, стабильную работу.

Новый пятиугольник, 4-5-фазное возбуждение: полушаговая система (0,36˚ / шаг)

Последовательность шагов с чередованием 4-фазного и 5-фазного возбуждения обеспечивает вращение со скоростью 0,36˚ на шаг. Один оборот можно разделить на 1000 шагов.

Драйверы шагового двигателя

Есть две распространенные системы привода шагового двигателя: привод постоянного тока и привод постоянного напряжения.Схема привода постоянного напряжения проще, но добиться характеристик крутящего момента на высоких скоростях относительно сложнее.
Привод постоянного тока, с другой стороны, в настоящее время является наиболее часто используемым методом привода, поскольку он обеспечивает отличные характеристики крутящего момента на высоких скоростях. Все драйверы Oriental Motor используют систему привода постоянного тока.

Обзор системы привода постоянного тока

Шаговый двигатель вращается за счет последовательного переключения тока, протекающего через обмотки.Когда скорость увеличивается, скорость переключения также увеличивается, и рост тока замедляется, что приводит к потере крутящего момента. Прерывание постоянного напряжения, намного превышающего номинальное напряжение двигателя, гарантирует, что номинальный ток достигнет двигателя даже на более высоких скоростях.

Ток, протекающий по обмоткам двигателя, определяемый как напряжение через резистор, определяющий ток, сравнивается с опорным напряжением. Управление током осуществляется путем удержания переключающего транзистора Tr2 включенным, когда напряжение на резисторе обнаружения ниже опорного напряжения (когда оно не достигло номинального тока), или выключения Tr2, когда значение выше опорного напряжения ( когда он превышает номинальный ток), тем самым обеспечивая постоянный поток номинального тока.

Различия между характеристиками входа переменного и постоянного тока

Шаговый двигатель приводится в действие напряжением постоянного тока, подаваемым через драйвер. В двигателях и драйверах Oriental Motor с входным напряжением 24 В постоянного тока на двигатель подается 24 В постоянного тока. В двигателях и драйверах 100-115 В переменного тока вход выпрямляется до постоянного тока, а затем на двигатель подается примерно 140 В постоянного тока. (Некоторые продукты являются исключением.)

Эта разница в напряжениях, подаваемых на двигатели, проявляется как разница в характеристиках крутящего момента на высоких скоростях.Это связано с тем, что чем выше приложенное напряжение, тем быстрее будет нарастание тока через обмотки двигателя, что облегчает приложение номинального тока на более высоких скоростях.

Таким образом, двигатель с входом переменного тока и приводной блок имеют превосходные характеристики крутящего момента в широком диапазоне скоростей, от низких до высоких скоростей, предлагая большое передаточное отношение. Рекомендуется, чтобы в ваших приложениях учитывались двигатели с входом переменного тока и драйверы, которые совместимы с более широким диапазоном условий эксплуатации.

Microstep Drive Technology

Технология привода

Microstep используется для разделения основного угла шага (0,72˚) 5-фазного шагового двигателя на более мелкие шаги (максимум до 250 делений) без использования механизма снижения скорости.

◇ Microstep Drive Technology

Шаговый двигатель перемещается и останавливается с шагом, определяемым структурой явных полюсов ротора и статора, легко
обеспечивая высокую степень точности позиционирования.Шаговый двигатель, с другой стороны, вызывает изменение скорости ротора, потому что
двигатель вращается с шагом шага угла, что приводит к резонансу или большей вибрации при заданной скорости.

Microstepping – это технология, которая обеспечивает низкий резонанс и низкий уровень шума при работе на чрезвычайно низких скоростях за счет управления потоком электрического тока
, подаваемого на катушку двигателя, и тем самым деления основного угла шага двигателя на более мелкие ступени.

Угол основного шага двигателя (0.72˚ / полный шаг) можно разделить на более мелкие шаги от 1/1 до 1/250. Таким образом, микрошаг обеспечивает плавную работу.
Благодаря технологии плавного изменения тока привода двигателя, вибрация двигателя может быть сведена к минимуму для малошумной работы.

◇ До 250 микрошагов

Благодаря микрошаговому драйверу можно установить разные углы шага (от 16 шагов до 250 делений) с помощью двух переключателей установки угла шага. Управляя входным сигналом для переключения угла шага через внешний источник, можно переключать угол шага между уровнями, установленными для соответствующих переключателей.

Характеристики Microstep Drive

● Низкая вибрация
Технология привода Microstep с помощью электроники делит угол шага на более мелкие шаги, обеспечивая плавное пошаговое движение на низких скоростях и значительно снижая вибрацию. В то время как демпфер или подобное устройство обычно используется для уменьшения вибрации, конструкция с низким уровнем вибрации, используемая для самого двигателя, наряду с технологией микрошагового привода, минимизирует вибрацию более эффективно.Меры по защите от вибрации можно значительно упростить, поэтому он идеально подходит для большинства чувствительных к вибрации приложений и оборудования.

● Низкий уровень шума
Технология привода Microstep эффективно снижает уровень шума, связанный с вибрацией, на низких скоростях, обеспечивая низкий уровень шума. Двигатель демонстрирует выдающиеся характеристики даже в самых чувствительных к шуму условиях.

● Улучшенная управляемость
Новый микрошаговый драйвер Pentagon с его превосходными характеристиками демпфирования сводит к минимуму перерегулирование и недорегулирование в ответ на скачкообразные изменения, точно следуя импульсной последовательности и обеспечивая улучшенную линейность.Кроме того, можно уменьшить шок, обычно возникающий в результате движений при запуске и остановке.

Шаговый двигатель и пакет драйверов

Обзор системы управления

◇ Датчик для определения положения ротора

Датчик положения ротора встроен в встречный конец выходного вала двигателя:

Обмотка датчика определяет изменение магнитного сопротивления из-за углового положения ротора.

с инновационным замкнутым контуром управления

Счетчик отклонения вычисляет отклонение (отставание / опережение) фактического углового положения ротора по отношению к команде положения по импульсному сигналу. Результат расчета используется для обнаружения «области неправильного шага» и управления двигателем путем переключения между режимами разомкнутого и замкнутого контура.

Если отклонение позиционирования меньше, чем} 1,8˚, двигатель работает в режиме разомкнутого контура.
Если отклонение позиционирования составляет} 1,8˚ или более, двигатель работает в режиме замкнутого контура.

В режиме замкнутого контура возбуждение обмотки двигателя регулируется так, чтобы для данного углового положения ротора развивался максимальный крутящий момент. Такой метод управления позволяет исключить нестабильные точки (области ошибочного шага) в углово-крутящих характеристиках.

Особенности AlphaStep

◇ Улучшенные характеристики шагового двигателя

На высоких скоростях не будет «оплошностей».”Таким образом, в отличие от обычных шаговых двигателей, работа будет свободна от следующих ограничений:
Ограничения на скорости ускорения / замедления и коэффициент инерции, вытекающие из профиля импульсов контроллера.
Ограничение скорости стартового импульса, вызванное «ошибкой».
Используйте фильтр скорости, чтобы настроить скорость отклика при запуске / остановке. Чувствительность запуска / остановки может быть отрегулирована с помощью 16 настроек без изменения данных контроллера (пусковой импульс, скорость ускорения / замедления).Эта функция предназначена для уменьшения ударов при работе и вибрации при работе на низкой скорости.

Возврат к работе в механическом режиме с использованием сигнала синхронизации возбуждения

● Сигнал синхронизации возбуждения
Сигнал синхронизации возбуждения (TIM.) Выводится, когда драйвер первоначально возбуждает шаговый двигатель (шаг «0»). Пятифазный шаговый двигатель и драйверы Oriental Motor выполняют начальное возбуждение при включении питания и продвигают последовательность возбуждения
каждый раз, когда вводится импульсный сигнал, завершая один цикл при вращении вала двигателя 7.2˚.

Используйте эти временные сигналы, когда необходимо выполнить возврат к механическому домашнему режиму с высокой воспроизводимостью. В следующих разделах описывается возврат шагового двигателя к механическому домашнему режиму и использование сигналов синхронизации.

● Return to Mechanical Home Operation для шаговых двигателей

При включении питания для запуска автоматизированного оборудования или перезапуске оборудования после сбоя питания необходимо вернуть шаговые двигатели в их стандартное положение.Эта операция называется «возвращением к механическому домашнему режиму».

При возврате к механическому домашнему режиму для шаговых двигателей используются домашние датчики для обнаружения механического компонента, используемого для операции позиционирования. Когда обнаруженные сигналы подтверждаются, контроллер останавливает импульсный сигнал, и шаговый двигатель останавливается. Точность исходного положения при таком возврате к механическому домашнему режиму зависит от характеристик обнаружения домашних датчиков. Поскольку характеристики обнаружения домашних датчиков варьируются в зависимости от таких факторов, как температура окружающей среды и скорость приближения к зоне обнаружения механизма, необходимо уменьшить эти факторы для приложений, в которых требуется обнаружение механического исходного положения с высокой воспроизводимостью.

● Улучшенная воспроизводимость с использованием сигнала синхронизации возбуждения

Метод обеспечения того, чтобы механическое исходное положение не изменялось из-за изменений в характеристиках обнаружения домашних датчиков, заключается в остановке импульсного сигнала путем логического умножения на сигнал синхронизации. Поскольку синхронизирующий сигнал выводится при начальном возбуждении, если импульсный сигнал останавливается при выводе тактового сигнала, механическое исходное положение всегда будет определяться при начальном возбуждении.

Взаимосвязь между длиной кабеля и частотой передачи

По мере того, как кабель импульсной линии становится длиннее, максимальная частота передачи уменьшается. В частности, резистивная составляющая и паразитная емкость кабеля вызывают формирование схемы CR, тем самым задерживая время нарастания и спада импульса. Паразитная емкость в кабеле возникает между электрическими проводами и плоскостями заземления. Однако трудно предоставить четкие числовые данные, поскольку условия различаются в зависимости от типа кабеля, его разводки, трассировки и других факторов.

Частота передачи при работе в сочетании с нашими продуктами (контрольные значения фактических измерений) показаны ниже:

Влияние жесткости муфты на оборудование

Технические характеристики, указывающие на характеристики муфты, включают допустимую нагрузку, допустимую скорость, постоянную крутильной пружины, люфт (люфт) в муфте и допустимое смещение. На практике при выборе муфт для оборудования, которое требует высоких характеристик позиционирования или низкой вибрации, основным критерием выбора будет «жесткость, без люфта».«Однако в некоторых случаях жесткость муфты оказывает лишь незначительное влияние на общую жесткость оборудования.

В этом разделе приводится пример сравнения общей жесткости оборудования, состоящего из шарико-винтовой передачи, в двух приложениях, где используются кулачковая муфта, такая как MCS, и сильфонная муфта, обеспечивающая более высокую жесткость. (Данные взяты из технического документа KTR, по этой причине размеры муфт отличаются от продуктов, предлагаемых Oriental Motor.)

Обзор испытательного оборудования

Технические характеристики деталей

Жесткость пружины кручения кулачковой муфты
Cj = 21000 [Н м / рад]

Жесткость пружины кручения сильфонной муфты
Cb = 116000 [Н м / рад]

Жесткость серводвигателя
Cm =

[Н м / рад]

Шаг шарико-винтовой передачи
h = 10 [мм]

Диаметр корневой окружности ШВП
d = 28.5 [мм]

Длина шарико-винтовой передачи
L = 800 [мм]

Жесткость подшипника в осевом направлении
Rbrg = 750 [Н / мкм]

Жесткость гайки шарико-винтовой передачи в осевом направлении
Rn = 1060 [Н / мкм]

Модуль упругости ШВП
Rf = 165000 [Н / мм2]

1. Получите жесткость на скручивание шарико-винтовой передачи, подшипника и гайки. Жесткость в осевом направлении шарико-винтовой передачи Rs рассчитывается следующим образом:

Следовательно, общая жесткость в осевом направлении шарико-винтовой передачи, подшипника и гайки Rt рассчитывается следующим образом:

Эта жесткость в осевом направлении применяется как жесткость на кручение Ct.

2. Обеспечьте общую жесткость оборудования C при использовании кулачковой муфты.

3. Обеспечьте общую жесткость оборудования C при использовании сильфонной муфты.

4. Результаты расчетов

Основы подключения: униполярный или биполярный

Простой способ изменить характеристики скорости и крутящего момента шагового двигателя – это подключить его к другому типу драйвера или изменить конфигурацию проводки.Однако это еще не все. Знание плюсов и минусов между «униполярным» и «биполярным» может улучшить или ухудшить производительность вашего шагового двигателя.

Давайте посмотрим на эти две разные кривые скорость-крутящий момент. Эти кривые фактически созданы для одного и того же «базового» двигателя, но с разными драйверами. Обратите внимание, как меняются характеристики скорости и крутящего момента. ПОДСКАЗКА: выберите определенную скорость, затем сравните крутящий момент на этой скорости.

Шаговый двигатель NEMA 23 с биполярным приводом	Шаговый двигатель NEMA 23 с униполярным драйвером

Кривая крутящего момента скорости отображает рабочие характеристики шагового двигателя с заданным набором напряжения, тока и типа драйвера и используется для определения того, будет ли двигатель соответствовать требованиям по крутящему моменту и скорости для приложения.На форму кривой крутящего момента влияют электрические характеристики двигателя, такие как ток или индуктивность.

ОБЗОР: Как создается крутящий момент?

Во-первых, давайте начнем с самого начала и рассмотрим, как создается крутящий момент шагового двигателя. Мы знаем, что крутящий момент пропорционален произведению тока возбуждения и количества витков обмотки (катушки). Чем больше число оборотов, тем выше крутящий момент, но приносится в жертву крутящий момент на высокой скорости, тем самым ограничивая максимальную скорость, на которой шаговый двигатель может эффективно работать.При меньшем количестве оборотов крутящий момент уменьшается на более низких скоростях, но сохраняется на более высоких скоростях.

Давайте посмотрим на формулу крутящего момента.

Вот как ток влияет на кривую крутящего момента шагового двигателя.

Вот как количество витков обмотки влияет на кривую крутящего момента шагового двигателя.

Но… что делать, если вы не можете изменить ток обмотки или количество витков?

N (количество витков обмотки) и I (ток) обычно указываются и не могут быть изменены, так что еще вы можете сделать, чтобы изменить кривую крутящего момента? Если у вас есть хотя бы 6 проводов от вашего шагового двигателя, ответ – посмотрите на «униполярные» и «биполярные» конфигурации проводки.

Что означает «однополярный» и «биполярный»?

Теперь давайте посмотрим на слова «однополярный» и «биполярный».Что именно означают эти слова?

Термины «униполярный» и «биполярный» произошли от типа драйверов, используемых для управления шаговыми двигателями. Проще говоря, «уни» в униполярном означает «один», а «би» в биполярном означает «два». «Полярность» означает электрическую и магнитную полярность (к сведению: направление тока определяет полярность).

Основное различие между «униполярными» и «биполярными» шаговыми двигателями – это центральный отводной провод, который разделяет полные витки обмотки пополам.Это можно сделать с помощью одного или двух проводов. Если вы удалите центральный кран, соединение станет биполярным.

Основное различие между «униполярными» драйверами и «биполярными» драйверами заключается в их способности передавать ток. Способность драйвера посылать ток в одном или обоих направлениях напрямую зависит от количества транзисторов, используемых драйвером. Биполярный драйвер потребует вдвое больше транзисторов, чем униполярный драйвер, чтобы контролировать ток в обоих направлениях.

СОВЕТ: Уточнение между «биполярным», «биполярным-последовательным», «биполярно-параллельным» и т. Д.

Сам по себе двигатель не является униполярным или биполярным, но производители могут классифицировать шаговые двигатели как «униполярные» или «биполярные» в зависимости от количества выводных проводов. Следовательно, шестипроводной шаговый двигатель можно классифицировать как «униполярный» двигатель, а четырехпроводной шаговый двигатель можно классифицировать как «биполярный» двигатель. Однако помните, что «униполярный» двигатель всегда можно преобразовать в «биполярный».

В то время как «униполярный» и «биполярный» – это термины, относящиеся к типу используемого драйвера, «униполярный», «биполярно-последовательный» и «биполярно-параллельный» используются для описания проводки между двигателем и драйвером.

Подробнее об этом позже.

Переходя от униполярного к биполярному или наоборот, мы фактически изменяем электрические характеристики обмотки внутри двигателя, такие как напряжение, сопротивление и индуктивность, а также характеристики крутящего момента.Производители двигателей часто показывают разные наборы спецификаций для одного и того же двигателя в зависимости от типа подключения. Для обеспечения гибкости предлагаются различные варианты обмотки для шаговых двигателей с одинаковым размером корпуса и длиной стека.

Для шаговых двигателей NEMA 23 (2,22 дюйма / 56,4 мм) предлагаются различные обмотки, короткая длина пакета

Как вы можете видеть выше, гибкость соединений возрастает с увеличением количества выводных проводов. Шестипроводной двигатель может быть подключен к однополярной или биполярной серии.Восьмипроводный двигатель может быть подключен к однополярному, биполярному последовательному или биполярно-параллельному соединению.

Униполярный драйвер имеет шесть клемм для подключения шести проводов от двигателя, а биполярный драйвер имеет четыре клеммы для подключения четырех, шести или восьми проводов от двигателя.

Хотя подключение четырехпроводного биполярного шагового двигателя к четырехполюсному биполярному драйверу довольно просто, вам действительно нужно знать, что вы делаете, чтобы подключить шести- или восьмипроводные биполярные шаговые двигатели к биполярному драйверу.

Не волнуйтесь. В конце этого поста мы расскажем о схеме подключения шагового двигателя, чтобы упростить задачу.

Q: Могу ли я использовать спецификацию максимального удерживающего момента для определения размера шагового двигателя?

A: Поскольку максимальный удерживающий момент представляет собой выходной крутящий момент шагового двигателя при нулевой или очень низкой скорости, его не рекомендуется определять для выбора двигателя. Он используется для указания максимального крутящего момента, который может быть создан двигателем с полным номинальным током.

Какие есть все возможные способы подключения?

Существует только один способ подключения шестипроводного униполярного шагового двигателя к шестиконтактному униполярному драйверу, но существует несколько способов подключения шагового двигателя к биполярному драйверу в зависимости от количества проводов и желаемой производительности. В то время как униполярные драйверы более экономичны, биполярные драйверы предлагают большую гибкость и позволяют несколькими способами подключаться к четырех-, шести- и восьмипроводным шаговым двигателям.

Биполярные конфигурации проводки разделены на биполярно-последовательную, биполярно-параллельную и биполярную полукатушки.

Униполярный (6 или 8 проводов)
Биполярная серия (4, 6 или 8 проводов)
Биполярно-параллельный (4 или 8 проводов)
Биполярная полукатушка (6 или 8 проводов)

На схемах ниже показаны как обмотка двигателя, так и схема транзистора драйвера.

Униполярная и биполярная полукатушка

Для униполярной и биполярной полукатушки мы, по сути, разделяем всю катушку и одновременно используем половину обмотки.Таким образом, мы используем меньше витков обмотки, поэтому двигатель не будет выдавать большой крутящий момент. Поскольку индуктивность остается низкой, крутящий момент может поддерживаться до более высоких скоростей.

Биполярная серия

Для биполярной серии мы используем полную катушку (обмотку). При использовании всей обмотки двигатель будет выдавать больший крутящий момент по сравнению с однополярным. Однако индуктивность также увеличивается на четыре, поэтому крутящий момент быстро падает на более высоких скоростях.

Биполярно-параллельный

Для получения наилучших характеристик скорости и крутящего момента рекомендуется двухполюсное параллельное соединение. Эта конфигурация проводки также использует полную катушку, поэтому крутящий момент увеличивается примерно на 40% по сравнению с униполярным. Индуктивность также остается низкой, что позволяет поддерживать крутящий момент на более высоких скоростях. Однако мы должны увеличить ток примерно на 40%, чтобы получить эти преимущества.

Изменения в характеристиках кратко описаны ниже.

Подключения	Сопротивление	Индуктивность	Текущий	Напряжение	Удерживающий момент
Подключения	(Ом)	(мГн)	(А)	(В)	(унция-дюйм)
Униполярный	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ	НЕТ
Биполярная серия	Униполярный X 2	униполярный X 4	Униполярный X 0.707	Униполярный X 1,414	униполярный X 1,414
Биполярный Половина катушки	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный	То же, что и униполярный
Биполярный параллельный	Униполярный X 0,5	То же, что и униполярный	униполярный X 1,414	Униполярный X 0,707	Униполярный X 1.414

Биполярно-параллельный режим обеспечивает низкую индуктивность при высоком токе и низком напряжении, что является хорошей комбинацией для наилучшего общего крутящего момента.

Как соединить униполярную и биполярную последовательные, биполярно-параллельные или биполярные полукатушки?

Быстрый ответ – следовать правильным схемам подключения двигателя. Сначала решите, какие конфигурации проводки возможны с вашим шаговым двигателем, а затем найдите правильную схему подключения, которой нужно следовать.

На схемах ниже показаны электрические схемы внутренней обмотки шаговых двигателей с разным количеством выводных проводов. Отслеживая ток, вы можете визуализировать, какая часть обмотки используется. Если есть интерес, прокомментируйте.

4 провода

5 проводов

6 проводов

8 проводов

СОВЕТ: четырехпроводные шаговые двигатели

Четырехпроводные шаговые двигатели могут иметь внутреннюю двухполярную последовательную или двухполюсную параллельную обмотку.Производители двигателей иногда не указывают, намотан ли четырехпроводной двигатель на двухполярную последовательную или двухполюсную параллельную. Однако отрасль движется к биполярному параллельному соединению в качестве стандарта для параллельных соединений из-за его преимуществ в производительности. Еще один фактор – снижение стоимости драйвера.

Здесь мы покажем, как управлять конфигурацией проводки из стандартных соединений.

Например, чтобы подключить восьмиполюсный шаговый двигатель к биполярному драйверу с биполярно-параллельной схемой подключения, необходимо соединить эти провода вместе, а затем подключить к соответствующим клеммам:

Подключите черный и оранжевый к клемме A
Подключите желтый / зеленый к клемме A-
Подключите красный / коричневый к клемме B
Подключите белый / синий к клемме B-

СОВЕТ: Большая тройка проводов шагового двигателя

Для успешной системы шагового двигателя требуются три компонента:

Какой способ подключения лучше?

Это вопрос с подвохом.Ответ: это действительно зависит от вашего приложения. Тип конфигурации электропроводки обычно включается на этапе определения размеров двигателя на этапе проектирования машины. Эти уловки с подключением также позволяют повторно использовать один и тот же двигатель для различных применений.

Например, если вы используете униполярный шаговый двигатель и хотите увеличить его крутящий момент на низкой скорости для другого приложения, стоит изучить конфигурацию биполярной проводки, чтобы сохранить тот же размер двигателя.Для наилучшего сочетания скорости и крутящего момента попробуйте биполярно-параллельный. Однако для этого требуется больше тока от драйвера. Помните, что это также зависит от того, какой у вас тип драйвера и какой ток он может выдавать.

Вот различия в характеристиках двигателя, показанные с перекрытием каждой отдельной кривой скорости-момента. Легко увидеть, как биполярно-параллельный (или параллельный биполярный) работает лучше всего.

Сводка

По-разному подключив один и тот же шаговый двигатель, вы можете изменить электрические характеристики его обмотки и, в свою очередь, изменить рабочие характеристики того же двигателя, чтобы они лучше подходили для применения.Однако вам нужно знать, что вы делаете.

Биполярно-параллельные шаговые двигатели становятся все более популярными из-за снижения стоимости компонентов схемы драйвера. Чтобы упростить электромонтаж, двигатели Oriental Motor имеют внутреннюю обмотку, поэтому для подключения требуется всего четыре провода. Для каждого размера корпуса и длины стека предлагается несколько вариантов обмотки, чтобы обеспечить максимальную гибкость интеграции с различными электрическими конструкциями драйверов.

При работе с шаговыми двигателями лучше всего убедиться, что вся команда находится на одной странице с конфигурацией проводки.Вы можете выбрать подходящий двигатель и купить его, но неправильная разводка по крайней мере создаст некоторую путаницу.

Вот памятка по подключению, которая поможет при работе с униполярными и биполярными шаговыми двигателями. Не стесняйтесь делать закладки, если это поможет.

Подпишитесь, если вы хотите получать уведомления о будущих публикациях.

Полюс статора – обзор

4.6 Методика намотки катушки

Рис.4.20 показан метод намотки катушки шагового двигателя в геометрической схеме, соответствующей форме статора. На рис. 4.21 показаны обмотки полюсного наконечника статора в физическом контексте. На рисунках можно увидеть пару элементарных катушек, намотанных бифилярно вокруг каждого выступающего полюса статора. Поскольку имеется 8 явных полюсов статора, имеется 16 элементарных катушек. Обратите внимание, что каждая катушка с альтернативным явным полюсом подключена, то есть A1 подключена к A2, подключена к A3, подключена к A4, и аналогично, B1 подключена к B2, подключена к B3, подключена к B4.Другими словами, нет связи между соседними катушками. Система подключения остроумна и лучше всего показана на принципиальной схеме на рис. 4.22.

Рис. 4.20. Электрическая схема 8 выступающих полюсов статора шагового двигателя. Обратите внимание, что каждый выступающий полюс имеет пару бифилярных обмоток катушек, составляющих в общей сложности 16 элементарных катушек.

Рис. 4.21. Электрическая схема, показанная в физическом контексте, восьми явнополюсных обмоток катушки шагового двигателя.Обратите внимание, что каждый выступающий полюс имеет пару бифилярных обмоток катушек, составляющих всего 16 катушек. На диаграмме сложно следовать. Нужен острый карандаш, чтобы проследить каждую проволоку от начальной точки до конечной. Будьте осторожны, чтобы различать провода и железный статор.

Рис. 4.22. Схема электрических соединений 16 элементарных катушек обмоток выступающих полюсов статора. Обратите внимание на оригинальное расположение обмоток. Имеется восемь бифилярных катушек. Катушки с бифилярной обмоткой имеют противоположную проводку: «с обратной связью» и «с прямой проводкой».”Расположение обмоток означает, что возможна как униполярная, так и биполярная последовательность переключения.

Система электропроводки позволяет использовать схему силового привода однополярного привода или схему силового привода биполярного привода. Для униполярной схемы привода необходимо использовать желтый и белый разъемы, как показано на рис. 4.21 и 4.22, но биполярный привод – нет. Оказывается, в настоящее время схема униполярного привода полезна только в качестве академического упражнения. Авторы разработали униполярную схему однажды, чтобы продемонстрировать студентам, и эта схема будет показана позже, но биполярная схема действительно сделала однополярную схему устаревшей.Это связано с улучшением производительности и снижением стоимости технологии транзисторных интегральных схем, например, драйвера Киза, рис. 4.1. Униполярный метод управления неэффективен, потому что только четверть обмоток используется в любое время для создания крутящего момента. Также требуются резисторы потери мощности, чтобы катушки могли питаться высоким напряжением питания, чтобы обеспечить высокую производительность, и это приводит к потере мощности в силовых резисторах. Таким образом, униполярный метод вождения неэффективен как в электрическом, так и в электромагнитном отношении.Основное преимущество униполярного привода состоит в том, что требуется всего четыре транзистора. Фактически, резисторы потери мощности можно сделать резервными с помощью схемы возбуждения прерывателя. С другой стороны, метод управления с биполярной схемой, когда он используется со схемой прерывания управления током, является высокоэффективным и имеет высокие характеристики, поскольку нет резисторов потери мощности, катушки используются на 50%, а механическая выходная мощность увеличивается.

На рис. 4.22 показана принципиальная схема бифилярных обмоток, намотанных на каждый выступающий полюсный наконечник статора.Здесь можно увидеть, что каждая бифилярная обмотка подключена противоположно, как «вперед», так и «назад». Причина этого показана на рис. 4.23. Рис. 4.23A и B показывают два типа униполярного соединения набора обмоток статора либо набора обмоток, A1, A2, A3, A4, либо набора обмоток, B1, B2, B3, B4. Точно так же на фиг. 4.23A и B показывают два типа биполярного соединения. Эти рисунки показывают, что однополярное соединение использует только половину доступного набора обмоток, тогда как биполярное соединение использует весь набор обмоток.Кроме того, обмотки, независимо от того, соединены ли они как униполярные или биполярные, создают чередующиеся направления магнитодвижущей силы, ммс, которые будут вызывать соответствующее притяжение полюсных наконечников, которые будут показаны ниже.

Рис. 4.23. Создание магнитного поля с помощью униполярных и биполярных соединений обмоток. (A) Униполярное соединение # 1. (B) Униполярное соединение # 2. (C) Биполярное соединение # 1. (D) Биполярное соединение # 2.

Прежде чем обсуждать электромагнитное силовое взаимодействие между полюсными наконечниками ротора и статора, необходимо пояснить геометрическую конструкцию.Прежде всего, ротор имеет 50 зубцов, равных промежуткам между ними, другими словами, 50 зубцов и 50 зазоров с единичным отношением зубьев к зазору, рис. 4.6 и 4.24. Статор имеет восемь полюсных наконечников, расположенных на равном расстоянии друг от друга, то есть каждый полюсный наконечник разделен на 45 градусов. Каждый полюс статора имеет 6 зубцов, которые идентичны зубьям и зазорам ротора. Таким образом, на всех полюсных наконечниках статора 8 × 6 = 48 зубцов. У ротора 50 зубцов, так что у статора 2 «недостающих зуба». Поскольку между полюсными наконечниками статора имеется восемь зазоров, недостающие зубья полюсного наконечника составляют ½ шага между полюсными наконечниками статора, рис.4.24.

Рис. 4.24. Геометрическая схема ротора и статора.

Теперь обратимся к рис. 4.24 и 4.25 вверху слева, и обратите внимание, что на изображении ротор показан с шестью зубьями, выровненными с шестью зубьями полюсного наконечника статора A1. Из-за геометрии статора и ротора зубья ротора также совпадают с полюсным наконечником A3 статора, который диаметрально противоположен A1. В то же время шесть зазоров ротора , а не зубцы, совпадают с шестью зубьями полюсов статора A2 и A4, другими словами, имеется выравнивание разности фаз на 180 градусов с полюсами A1 и A3.Если теперь ротор повернуть на шага зубьев по часовой стрелке, то есть на 1,8 градуса, то шесть зубцов ротора будут совмещены с зубцами полюсов B1 и B3, а шесть зазоров ротора будут совмещены с зубьями полюсов B2 и B4. Если ротор вращается на шага зуба против часовой стрелки, то выравнивание зазора зуба ротора B2, B4 переключается с B1, B3.

Рис. 4.25. Приращения шага вращения ротора, показывающие совмещения зубцов ротора и статора и зазора между зубьями статора, которые происходят каждые 1/200 оборота, то есть каждые 1,8 градуса.

Если теперь ротор повернуть еще на 1,8 градуса по часовой стрелке, из положения ротора 0 градусов в положение ротора 1,8 градуса, рис. 4.25 вверху справа, то будет совмещение зубцов ротора к зубцу статора с B1 и B3. и между зазором ротора и зубом статора с B2 и B4. Третья из четвертых комбинаций совмещения зубьев и зазора происходит при положении ротора 3,6 градуса, рис. 4.25 внизу справа и четвертая комбинация при положении ротора 5,4 градуса, рис. 4.25 внизу слева. Эти положения ротора приводятся в действие последовательными электромагнитными силами, которые будут объяснены ниже.Последовательность означает, что ротор шагового двигателя может вращаться по часовой или против часовой стрелки с шагом 1,8 градуса, то есть 200 шагов / оборот, и, таким образом, шаговый двигатель известен как шаговый двигатель с шагом 200 шагов / оборот.

Еще одна интересная особенность такого расположения магнитных сил состоит в том, что силы, действующие на ротор в плоскости бумаги, находятся в статическом равновесии, поэтому нет сил, перпендикулярных оси ротора, которые будут возбуждать вибрации и шум или вызывать изгиб. оси, и при этом не будет сил, закрывающих очень маленький воздушный зазор.Несмотря на то, что сумма больших сил на роторе в плоскости бумаги равна нулю, момент этих сил вокруг оси вращения не равен нулю; фактически они суммируются, чтобы помочь друг другу обеспечить рабочий крутящий момент выходного ротора 2 Н · м; это еще одна дань уважения разработчикам шагового двигателя. Также здесь следует сказать, что инженеры-производители заслуживают особой признательности за недорогое прецизионное изготовление и сборку «скромного» шагового двигателя.Теперь мы переходим к обсуждению распределения магнитного потока в шаговом двигателе.

Проектирование автоматизированной намоточной машины – Изучение машиностроения

Реферат –

Основная цель этого проекта – разработать автоматизированную намоточную машину для намотки катушек для двигателей и насосов, что значительно сократит усилия, необходимые для изготовления машины с ручным управлением и реализовать идею автоматизации в машине для намотки рулонов с минимальными производственными затратами, что увеличивает производительность автоматизированной машины.Этот станок необходим для намотки бухт медных проводов до 18 калибра. В настоящее время этот процесс выполняется вручную, что в настоящее время автоматизируется. Автоматические установки могут работать непрерывно и сокращают разрыв между спросом и предложением. Для такой машины не требуется труда, поэтому нет человеческой ошибки. Без человеческой ошибки качество продукции будет лучше, а стоимость производства определенно снизится. Сегодняшним быстрорастущим отраслям промышленности требуется автоматизированная машина вместо машины с ручным управлением.

Ключевые слова: алюминиевый формирователь, стержень шарико-винтовой передачи, ПЛК, датчики приближения, серводвигатель.

Знакомство с машиной для намотки катушек:
Весь мир быстро переключается на передовые технологии, такие как автоматизация. Это процесс, в котором весь процесс выполняется с использованием разных инструментов, то есть задействовано меньше человеческих ресурсов. Таким образом уменьшается количество человеческих ошибок в этом процессе и, следовательно, система приобретает высокую точность. Все длительные процессы, включенные в обычные процессы, исключаются в процессе автоматизации.Таким образом, время, необходимое для получения результата, при автоматизации сокращается. Автоматизация обеспечивает эффективную работу с меньшими затратами времени и рабочей силы.
Сегодня автоматизация быстро распространяется по всему сектору, например, Сельское хозяйство, промышленность, образование, робототехника и т. Д. Проектирование автоматической намоточной машины – один из самых простых способов изготовления обмотки для всех типов двигателей и насосов. Это усовершенствованная версия существующей ручной намоточной машины. В этой предлагаемой конструкции машины для намотки катушек устранены проблемы в данной версии машины для намотки катушек, такие как чрезмерное натяжение катушки при намотке, потери изоляционного материала в существующем механизме управления.Это достигается за счет использования современных электронных схем с устройствами контроля.

блок-схема машины для намотки катушек
В этом проекте «АВТОМАТИЧЕСКАЯ НАМОТЧИВАЮЩАЯ МАШИНА» основная цель – создать машину, которая может реализовать идею автоматизации в обмотке трансформатора или в любом типе обмоток катушки. Здесь в реальном времени приложение позволяет Мы считаем, что производитель трансформатора, где обмотка является важным критерием.
Трансформатор изменяет (преобразует) переменное напряжение от одного значения к другому.Он состоит из двух катушек, называемых первичной и вторичной обмотками, которые электрически не соединены. Обмотки либо расположены одна над другой, либо расположены бок о бок на сердечнике из железа, железной пыли или воздуха.
Трансформатор работает за счет электромагнитной индукции: переменного тока. подается на первичную обмотку и создает изменяющееся (переменное) напряжение во вторичной обмотке. Важно, чтобы как можно больше магнитного поля, создаваемого первичной обмоткой, проходило через вторичную обмотку. Практичная компоновка, предназначенная для достижения этого в трансформаторе с железным сердечником.В котором вторичная обмотка наматывается поверх первичной. Вы также должны заметить, что наведенное напряжение во вторичной обмотке всегда имеет полярность, противоположную первичному напряжению.
Слишком большой ток в трансформаторе вызывает магнитное насыщение сердечника, т. Е. Намагниченность сердечника является максимальной, и он больше не может отслеживать изменения тока намагничивания. Особая осторожность требуется при наличии постоянного тока. составная часть.
В состав блока входят клавиатура, микроконтроллер, дисплей, шаговый двигатель, схема шагового драйвера, катушечный намотчик.Эта демонстрация работает на основе того, что предоставленная клавиатура предназначена для ввода заданных значений, т.е. может быть задано количество обмоток. В случае трансформатора можно вводить первичную и вторичную обмотки. Все взаимодействие с микроконтроллером осуществляется через его входы / выходы. O линии Используемый здесь микроконтроллер – 89C51.
Введенные значения можно контролировать на дисплее с помощью схемы драйвера дисплея, которая подключена к микроконтроллеру шагового двигателя для управления намоточной машиной.Шаговый двигатель приводится в действие схемой драйвера.
Сачин Торат
Сачин получил степень бакалавра технических наук в области машиностроения в известном инженерном колледже. В настоящее время он работает дизайнером в индустрии листового металла. Кроме того, он интересовался дизайном продуктов, анимацией и дизайном проектов. Он также любит писать статьи, относящиеся к области машиностроения, и пытается мотивировать других студентов-механиков своими инновационными проектными идеями, дизайном, моделями и видео.
Недавние публикации
ссылка на гидравлические уплотнения – определение, типы, схемы, функции, неисправности, применение ссылка на слоттер – типы, детали, операции, схемы, спецификации
Перемотка и ремонт электродвигателя: 45 шагов (с изображениями)
Введение: перемотка и обновление электродвигателя
Здравствуйте, я Нико, член команды RoboSap. В этой инструкции я покажу вам, как перемотать и отремонтировать старый электрический однофазный электродвигатель.
Купил этот электродвигатель на гаражной распродаже. Это было дешево, и мы знали, что мотор перегорел. Решил купить мотор и попробовать отремонтировать.
В следующих шагах я покажу вам, как разобрать электродвигатель, снять подшипники, построить схему обмотки, перемотать электродвигатель, выбрать правильный конденсатор и собрать его с новыми подшипниками.
Перемотка – очень долгий процесс. На его перемотку, замену всех старых деталей и сборку потребовалось около двух дней.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 1. Как узнать, есть ли у меня однофазный двигатель?
Однофазный двигатель обычно имеет две катушки: основная с большим сопротивлением (генерирует пульсирующее магнитное поле) и вспомогательная с меньшим сопротивлением (задает двигателю направление вращения).На моторе должен быть конденсатор. Его значение различается для разных электродвигателей (для электродвигателей меньшего размера около 20 мкФ). 2 конденсатора могут быть на двигателе, «рабочий» конденсатор (всегда подключен, конденсатор меньшего номинала) и «пусковой» конденсатор (подключен к центробежному переключателю, конденсатор большего значения)
Рисунок 1: Схема однофазного электродвигателя
Рисунок 2: Конденсатор хода и звезды
Рисунок 3: Провода от статора (должно быть 4 провода от статора)
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 2: Инструменты
Перемотка и разборка двигателя – очень трудоемкая работа, если у вас ее нет профессиональное оборудование.Вам понадобятся следующие инструменты:
– Основные инструменты (отвертки, молотки, гаечные ключи …)
– Шкивы для подшипников
– Долота для обрезки старой обмотки
– Бутановая горелка (или другое нагревательное устройство)
Специальный материал:
– Медная проволока
– Изолирующая бумага
– Резьба шнуровки статора
– Спрей-смазка (WD-40 или аналогичный)
– Моторный лак
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 3: Разборка двигателя
Сделайте несколько снимков двигателя и снимите защитную крышку вентилятора.Обычно крышка не прикручивается винтами к корпусу, а просто накручивается на корпус.
Сложите все снятые детали мотора в одну коробку, чтобы не потерять их.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 4: Разборка двигателя
Осторожно нагрейте вентилятор двигателя и снимите его. Будьте осторожны, не сломайте его, он должен идти очень гладко. Вы можете помочь себе снять его с помощью двух больших отверток.
Как вы видите на картинке, у нас сломался вентилятор двигателя, и нам нужен новый.
После снятия вентилятора мотора снимите зажим с оси.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 5: Разборка двигателя
Отметьте положение отдельных крышек на стороне крышек (обычно мы ставим цифры 1, 2, 3 на стороне крышек, чтобы мы знали, как их собрать).
Выкрутите винты крепления крышки (рисунок 2). Снимите крышку мотора и положите в коробку с остальными деталями.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 6: Разборка двигателя
Когда я снял крышку, мои ожидания оправдались.Сгорела обмотка одного из двигателей (черный цвет и запах пригоревшего лака).
Обнаружил, что подшипники тоже сломаны (при раскручивании издает громкий звук).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 7: Разборка двигателя
Отвинтите винты, крепящие переднюю крышку (как вы делали 2 шага ранее). Осторожно снимите переднюю крышку с ротором из основного корпуса и положите в коробку с другими деталями.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 8: Разборка двигателя
Открутите винты, крепящие верхнюю крышку.Снимите верхнюю крышку и уплотнитель и положите в коробку с другими деталями.
Сделайте несколько снимков электрического монтажа и снимите все провода и электрические зажимы. Снимите конденсатор, если он у вас есть на двигателе (наш был отключен).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 9: Доска для надписей на двигателях
Попробуйте записать всю информацию с доски для надписей. Он расположен на корпусе двигателя. На нем есть полезная информация (напряжение, ток, количество оборотов в минуту, конденсатор…).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 10: Схема обмотки
В следующих шагах мы сделаем схему обмотки. Если он у вас есть, вы не можете пропустить заголовок “Схема обмотки”
Что такое схема обмотки?
Схема намотки – это схема, которая помогает перемотать двигатель. Он показывает, как катушки статора связаны друг с другом.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 11: Схема обмотки
Подсчитайте количество пазов (зазоры в статоре, смотрите рисунки).
Я насчитал 24 пробела.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 12: Схема намотки
Откройте свою лучшую программу для рисования и нарисуйте 1 квадрат для каждого слота, соединяющего друг друга.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 13: Схема намотки
Каждая катушка помещается в 2 слота. Нарисуйте катушки от статора до схемы обмотки.
Сделайте то же самое для всех катушек. В одном зазоре не может быть 2 катушек (если у вас однослойная обмотка). Все пробелы должны быть заполнены.
Добавьте TipAsk QuestionDownload
Шаг 14: Схема намотки
Отметьте провода выходной катушки (провода, которые были подключены на электрических зажимах).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 15: Схема обмотки
Нагрейте старую обмотку, чтобы выгореть старый лак, но будьте осторожны, вы не должны повредить медные провода.
Когда вы ясно увидите, что горячие катушки подключены, выберите один из выходных проводов и нарисуйте его путь стрелками.
Добавьте TipAsk QuestionDownload
Шаг 16: Схема намотки
Сделайте то же самое для второй пары выходных проводов.
В книжке обнаружил такую же обмотку (она просто повернута на 180 °).
Вы можете нарисовать зазоры по кругу и отметить x (провод внутри) и. (провод). Теперь вы можете провести траекторию магнитного поля (рисунок 3).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 17: Схема намотки
Нарежьте провода разных катушек, посчитайте их и измерьте их диаметр. Напишите количество проводов в каждой катушке на схеме обмотки.
Теперь ваша схема обмотки готова!
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 18: Схема намотки (пропустите это, если у вас есть однопроводная катушка)
Будьте осторожны.Если ваша катушка состоит из двух параллельных проводов, вы можете заменить их одним проводом. Измерьте диаметр 1 проволоки. Вычислите пластину из 1 проволоки и умножьте на 2. Теперь рассчитайте 1 проволоку из своей пластины. (Новый провод должен иметь ту же пластину, что и 2 старых провода вместе).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 19: Обрезка обмотки
Используйте молоток и долото, чтобы отрезать старую обмотку. Старайтесь не повредить ламели статора. Вы можете продолжить, когда на одном участке обрежете старую обмотку (Рисунок 5).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 20: Вытяните обмотку
Нагрейте другую сторону старой обмотки и вытяните ее ломом.Сделайте это для всех катушек.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 21: Очистите зазоры
Пока статор не станет горячим, очистите зазоры отверткой или железной палкой, но не повреждайте ламели статоров.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 22: Снимите шкив
Если он у вас есть, удалите винт или предохранительную металлическую палку, а затем снимите шкив с помощью съемника с оси. При необходимости нагрейте шкив (не ось !!!!) бутановой горелкой.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 23: Снимите переднюю крышку
Положите крышку на дерево, чтобы ротор не касался дна.Насадить деревянную планку на ось ротора и бить по ней молотком, пока ротор не отделится от крышки.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 24: Снятие подшипников
Используйте съемник для снятия подшипников с обеих сторон. Нельзя повредить ось ротора.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 25: Очистка корпуса двигателя
Двигатель был залит бетоном, поэтому мы решили его подвергнуть пескоструйной очистке.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 26: После пескоструйной обработки
Не подвергайте пескоструйной обработке и не царапайте ламели статора слишком сильно, они сделаны из железа, которое может ржаветь.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 27: Скрученные края изоляционной бумаги
Положите изолирующую бумагу на стол и поместите на нее линейку так, чтобы у вас получился зазор около 4 мм, когда вы вставляете изолирующую бумагу и затем скручиваете ее.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 28: Вставьте изолирующую бумагу в статор
Измерьте длину зазора и добавьте примерно 16 мм (зависит от того, как вы будете скручивать бумагу). Вырежьте и скрутите, как я это делал на картинках. С помощью отвертки согните его и вставьте в щель.Он должен идеально подходить, чтобы вы не могли его вытащить. Рисунок 11, передняя сторона двигателя, и рисунок 12, задняя сторона двигателя.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 29: Вставьте изолирующую бумагу в статор
Сделайте то же самое для всех зазоров
Добавьте TipAsk QuestionDownload
Шаг 30: Обмотка катушки
Сделайте модель катушки с одним проводом, оставляя немного больше места . Наденьте его на “Winder”, чтобы получить дистанцию. Снимите модель и установите намотку на нужное расстояние, затем начните наматывать катушку (вы ранее написали номера проводов в катушках).Вы можете использовать такое же расстояние для намотки для одинаковых катушек.
Заводку можно сделать дома. Я перерисовываю свой рисунок в Fusion 360, чтобы вы могли его распечатать и сделать для себя.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 31: Поместите катушки в статор
Осторожно разместите катушки в статоре. Это может занять много времени. Будьте осторожны, чтобы не повредить лак для проводов. Поверните катушки так, чтобы их концы проводов выходили сбоку, где находится отверстие от статора к электрическим зажимам.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 32: Проволочные катушки со схемой намотки
Подключите катушки в соответствии со схемой намотки.Снимите изоляцию, затем припаяйте медные провода и изолируйте их термоусадками. Соедините обычные провода с концевыми проводами катушки и изолируйте их термоусадочной изоляцией (рисунок 9). Подключите их к электрическим зажимам.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 33: Свяжите катушки
Свяжите катушки с помощью нити шнуровки статора. Пришейте нитку для проточки статора вокруг катушек, как вы можете видеть на картинках.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 34: Свяжите катушки
Сделайте то же самое с другой стороны двигателя.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 35: Покрытие двигателя лаком
1. Нагрейте духовку до 100 ° C. Поставил в него мотор.
2. Когда двигатель нагревается, на его катушки попадает лак, как вы видите на рисунках
3. Поверните двигатель и сделайте то же самое.
4. Вы можете повторно использовать старый лак.
5. Поместите мотор в горячую духовку и готовьте около 4 часов.
6. Выньте мотор и очистите край (чтобы крышка подходила идеально).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 36: Подшипники
Вы можете найти подходящий подшипник, измерив диаметры старых подшипников.Тогда вы сможете найти новые в этом каталоге.
На краю подшипников также есть маленькие цифры, которые вы можете прочитать (например, 6302).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 37: Сборка подшипников
Смажьте ось ротора смазкой и установите подшипники на ось.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 38:
Смажьте станину подшипника смазкой на обеих крышках. Установите первую крышку на ротор (не забудьте пружинную шайбу).Затем наденьте статор на ротор первой крышки и прикрутите (не забудьте приклеить винты). После этого установите на статор вторую крышку и прикрутите (приклейте винты).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 39: Вентилятор двигателя
Когда я почистил вентилятор, я понял, что он треснул. Я сделал алюминиевое кольцо на токарном станке и приклеил его на веер.
Надеть зажим на ось роторов. Установите вентилятор двигателя на ротор (его можно нагреть промышленным вентилятором, но не перегревайте, потому что он станет очень мягким и может изменить форму).Если у вас есть треснувший вентилятор, можно купить новый, они дешевые. Я просто хотел показать вам, что вы можете его отремонтировать.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 40: Защитная крышка вентилятора
Я обработал ее пескоструйным аппаратом и отремонтировал трещины с помощью паяльника и железной сетки, которую я нагрел в пластике. Покрасил в черный цвет и установил на мотор (винты не нужны).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 41: Конденсатор
Установите конденсатор на двигатель с помощью стяжек (просверлите отверстия в корпусе, как я сделал на фотографиях).Если у вас нет конденсатора, то на моторной табличке на корпусе указано правильное значение (для моего мотора 20 мкФ). Подведите провода к клеммной коробке двигателя.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 42: Электрические зажимы
Вставьте кабель питания в соединительную коробку и затяните его, чтобы его нельзя было вытащить. проволочные зажимы, как я рисую на рисунке 3.
Моя крышка была повреждена, поэтому я сделал новую из старой резиновой губки. Закрутите крышку двигателя.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 43: Монтажный шкив
Смажьте ось роторов смазкой и установите на шкив.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 44: Тест
Подключите двигатель и измерьте его ток (для моего двигателя он составляет около 1 А). Если все идет гладко, значит, вы закончили.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 45: Заключение
Перемотка электродвигателя занимает много времени, особенно если вы делаете это впервые. Но когда вы видите готовый продукт, потраченное время окупается.
Если у вас возникнут проблемы, напишите об этом в комментариях ниже, и я постараюсь их решить.
Добавить Подсказка Задать вопросЗагрузить
Будьте первым, кто поделится
Вы сделали этот проект? Поделитесь с нами!
Я сделал это!
Рекомендации
3-фазный двигатель перемотки: 54 шага (с изображениями)
Введение: 3-фазный электродвигатель перемотки
Всем привет, я Нико, и в этой инструкции я покажу вам, как перематывать и обновлять старую трехфазную электрическую мотор.
Если вы ищете перемотка однофазного двигателя , вы можете найти его здесь .
В этой статье я сделаю шаг вперед. В следующих шагах я покажу вам, как анализировать обмотку двигателя, разбирать двигатель, снимать подшипники, рассчитывать новую обмотку, перематывать двигатель, собирать его с новыми подшипниками и тестировать двигатель. Перемотка – очень долгий процесс. На его перемотку, замену всех старых деталей и сборку потребовалось около двух дней.
Если у вас возникнут вопросы, напишите мне.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 1: Анализ двигателя
Я получил этот двигатель в моем университете.
Трехфазный асинхронный двигатель – самый распространенный двигатель в мире. Он имеет очень высокую эффективность и низкие затраты на производство и обслуживание. Две основные части двигателя – это ротор и статор. Ротор обычно выполнен в виде беличьей клетки и вставляется в отверстие статора. Статор выполнен из стального сердечника и обмотки.
Статор используется для создания магнитного поля. 3 фазы генерируют вращающееся магнитное поле, поэтому нам не нужен конденсатор на трехфазном двигателе. Магнитное поле вращения «режет» беличью клетку, где наводит напряжение.Поскольку клетка закорочена, напряжение генерирует электрический ток. Ток в магнитном поле создает силу.
Потому что магнитное поле должно вращаться быстрее, чем ротор, чтобы вызвать напряжение в роторе. Поэтому скорость двигателя немного меньше скорости магнитного поля ((3000 об / мин [Магнитное поле] – 2810 об / мин [Электродвигатель])). Вот почему мы их называем Трехфазный АСИНХРОННЫЙ электродвигатель .
Добавьте TipAsk QuestionDownload
Шаг 2: Анализ двигателя
Двигатели Табло с надписью
На доске с надписью двигателей мы можем найти наиболее полезную информацию о двигателе:
Номинальное напряжение двигателя (для звезды (Y) и треугольник ( D) соединение двигателя ) [В]
Номинальный ток двигателя (для звезды (Y) и треугольника (D) соединение двигателя ) [A]
Мощность электродвигателя [Вт]
Коэффициент мощности cos Fi
Скорость вращения [об / мин]
Номинальная частота [Гц]
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 3: Анализ обмотки
Откройте крышку распределительной коробки.
Перед измерением удалите все соединения в распределительной коробке. Измерьте сопротивление каждой обмотки, сопротивление между двумя разными обмотками и сопротивление между обмоткой и корпусом двигателя.
Сопротивления трех обмоток должны быть одинаковыми (+/- 5%). Сопротивление между двумя обмотками и рамой обмотки должно быть более 1,5 МОм.
Обгоревшие обмотки двигателей можно определить по уникальному запаху (запах горелого лака).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 4: Разборка двигателя
Сделайте несколько снимков двигателя.Отметьте места между первой крышкой и статором и вторым корпусом и статором (нам понадобятся эти отмеченные точки при сборке двигателей).
Снимите крышки с двигателя. Обычно они крепятся к статору длинными винтами. Если не удается разделить крышку и статор, можно использовать резиновый молоток. Осторожно ударьте по крышке и попробуйте повернуть ее. Если это не сработает, нагрейте его.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 5: Разборка двигателя
Снимите ротор со статора. Вы можете осторожно ударить по оси роторов резиновым молотком.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 6: Разборка двигателя
Снимите вентилятор с оси роторов. У меня был металлический вентилятор, поэтому я его нагрел. Я очень легко отделил его от оси.
Снимите зажим и предохранительное кольцо, если оно у вас есть. Затем снимите вторую крышку.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 7: Снятие подшипников
Используйте съемник для снятия подшипников с обеих сторон. Будьте осторожны, так как вы легко можете повредить ось ротора.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 8: Удаление старой обмотки
Сначала вам нужно отрезать старую обмотку статора. Для этой работы используйте молоток и зубила. Старайтесь не повредить ламели статоров.
Проделайте то же самое с обеих сторон статора.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 9: Удаление старой обмотки
Снимите соединения и распределительную коробку со статора. На следующем этапе вам нужно будет нагреть старые змеевики, при этом распределительный короб должен быть пустым.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 10: Удаление старой обмотки
Нагрейте обмотку пламенной горелкой, чтобы сжечь остатки лака.
Если вы прожгли старый лак, вы сможете вытолкнуть оставшуюся обмотку из зазоров статоров.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 11: Пескоструйная очистка
Пескоструйная обработка – это процесс, при котором песок ударяет по поверхности заготовки с очень высокой скоростью и слегка повреждает ее.
Вы можете легко удалить двигатель старой окраски с помощью пескоструйной обработки. При пескоструйной очистке нужно быть осторожным, чтобы не повредить слишком сильно поверхность, особенно края колпаков.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 12: Покраска двигателя
Цвет должен выдерживать не менее 100 градусов Цельсия.Убедитесь, что вы не раскрашиваете доску для надписей.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 13: Идентификация старой обмотки
Вы можете найти всю информацию о типе старой обмотки в «намоточной головке». Головка намотки – это часть обмотки, в которой выполняются все соединения.
По головке намотки (типу намотки), количеству проводов в каждом зазоре и толщине провода вы можете перемотать обмотку нового двигателя, не выполняя вычислений на следующем шаге.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 14: Расчет параметров новой обмотки
Новая обмотка двигателя зависит от пакета статоров (размеров железного сердечника).Для лучшего представления я сделал 3D модель своего статора.
Необходимо измерить:
Длина пакета статоров: lp = 87мм;
Внешний диаметр статора пакета: Dv = 128мм;
Внутренний диаметр корпуса статоров: D = 75,5 мм;
Количество зазоров статоров: Z = 24;
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 15: Расчет параметров для новой обмотки
Теперь измерьте размеры паза статора.
Ширина паза статора: b1 = 6,621 мм; b2 = 8,5мм;
Высота паза статора: hu = 13,267 мм;
Открытие паза статора: b0 = 2мм;
Высота прорезей «горловина»: a1 = 0,641 мм;
Ширина зубца: bz = 3,981 мм;
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 16: Расчет параметров для новой обмотки
Если у вас прорезь другой формы, посмотрите на верхний рисунок.
Я скопировал эту картинку из книги [Neven Srb; Электромоторы].
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 17: Расчет количества пар полюсов
Количество пар полюсов зависит от номинальных частот и скорости вращения магнитного поля. Вы можете получить скорость вращения магнитного поля, округлив скорость двигателя (2810) до ближайшего значения (3000, 1500, 1000, 750 …).
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 18: Расчет количества пар полюсов
Я подсчитал, что у моего двигателя 2 пары полюсов, и он генерирует магнитное поле, как вы можете видеть на верхнем рисунке.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 19: Расчет шага полюса
Шаг полюса – это расстояние по внутреннему кругу статора, и он отмечает размер каждого полюса.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 20: Расчет поверхности полюса
Поверхность полюса отмечена красным на рисунке 2. Одна полюсная поверхность – это ровно половина поверхности статора, потому что у меня двухполюсный двигатель.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 21: Расчет поверхности полюса
Поскольку железный сердечник статора не сделан из чистого железа, нам необходимо рассчитать реальную длину корпуса.Коэффициент наполнения железом указан в верхней таблице. Это зависит от типа изоляции.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 22: Расчет длины зуба
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 23: Расчет высоты ярма статора
Ярмо статора является частью пакета статоров, который простирается от зуба статора до конец пакета.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 24: Расчет поперечного сечения вилки
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 25: Расчет поперечного сечения зубьев одного полюса
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 26: Расчет прорези Поверхность
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 27: Выбор типа обмотки
Я выбрал тип обмотки на основе технических характеристик своих двигателей.В намоточных книгах очень много разных типов схем намотки. Каждый утоплен для разного количества пар полюсов.
Обмотку по картинке взял из книжки. Моя новая обмотка была трехфазной однослойной концентрической обмоткой.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 28: Расчет количества слотов на полюс и фазу
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 29: Расчет шага полюса (в слотах)
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 30: Фактор обмотки
Шаг 30: На верхнем рисунке есть таблица.Вы не можете подобрать коэффициент намотки из таблицы, если у вас однослойная намотка.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 31: Индукция в воздушном зазоре
Выберите соответствующее значение индукции в воздушном зазоре из таблицы. Это зависит от количества пар полюсов. Если двигатель старше, выберите столбец I , в противном случае выберите значение из столбца II .
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 32: Расчет индукции в зубцах статора
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 33: Расчет индукции в ярме статора
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 34: Магнитный поток одной пары полюсов
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 35: Расчет расчетного числа витков в фазе
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 36: Расчет расчетного количества витков в слоте
Добавить TipAsk ВопросЗагрузить
Шаг 37: Определите коэффициент заполнения
Чтобы получить правильный коэффициент заполнения, вам необходимо иметь поверхность вашего гнезда.Тогда вы легко запишите коэффициент заполнения с верхнего графика. Коэффициент заполнения должен находиться между верхней и нижней рекомендованной линией.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 38: Расчет поперечного сечения провода
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 39: Расчет толщины проволоки
В соответствии с результатом вы выбираете провод, который находится в +/- 2% диапазон результата. Выбрал провод 0,8мм.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 40: Схема обмотки
Я переделал схему обмотки из книги, чтобы она соответствовала моему статору.Я рисую новую схему обмотки, которую использовал для намотки двигателя.
На втором рисунке показано магнитное поле, создаваемое обмоткой статора. O и X показывают направление электрического тока. Ток, протекающий внутри изображения, имеет направление магнитного поля по часовой стрелке. Если бы был 4-полюсный двигатель, у нас было бы 4 области вместо 2 областей магнитного поля.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 41: Изоляция пазов статора
Измерьте длину паза и прибавьте около 16 мм (в зависимости от того, как вы будете скручивать бумагу).Вырежьте и скрутите, как я делал на гифках. Положите изолирующую бумагу на стол и поместите на нее линейку так, чтобы у вас получился зазор около 4 мм, когда вы вставляете изолирующую бумагу, а затем скручиваете ее. С помощью отвертки согните его и вставьте в щель. Он должен идеально подходить, чтобы вы не могли его вытащить.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 42: Измерьте длину катушек
Сделайте модель катушки. Поместите модель в правые гнезда, оставив немного свободного места. Вы не должны оставлять слишком много места, потому что обмотка будет слишком узкой, и вы не должны делать ее слишком маленькой, потому что вы не сможете получить доступ ко всем слотам.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 43: Намотка катушек
Поместите модель в специальный инструмент. Бесплатная 3д модель намоточного инструмента доступна в инструкции “Перемотка однофазного двигателя”. Убедитесь, что вы наматываете правильное количество оборотов. После того, как вы намотаете катушку, ее нужно перевязать куском проволоки. Затем вы можете взять его из намоточного инструмента.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 44: Вставка катушек в пазы статора
Осторожно поместите катушки в пазы статоров.Это может занять много времени. Будьте осторожны, чтобы не повредить лак для проводов. Поверните катушки так, чтобы их концы проводов выходили сбоку, где находится отверстие от статора к электрическим зажимам. Вы можете использовать деревянную палку, чтобы вставить обмотку в пазы.
Пометьте концы катушек!
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 45: Соединение катушек
Соедините катушки вместе согласно схеме намотки. Спаяйте и изолируйте их. Конец каждого провода катушки к распределительной коробке и дополнительно изолируйте их.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 46: Свяжите катушки
Свяжите катушки нитью шнуровки статора. Пришейте нитку для проточки статора вокруг катушек, как вы можете видеть на картинках. Плотная намотка хорошо.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 47: Покрытие двигателя лаком
1. Нагрейте духовку до 100 ° C. Поставил в него мотор.
2. Когда двигатель нагревается, на катушки двигателя проливается лак, как вы видите на рисунках
3. Переверните двигатель и сделайте то же самое
4.Вы можете повторно использовать старый лак.
5. Поместите мотор в горячую духовку и готовьте около 4 часов.
6. Выньте мотор и очистите край (чтобы крышка подходила идеально).
НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО ВНУТРИ ЗДАНИЯ ИЛИ КУХНИ!
Добавьте TipAsk QuestionDownload
Шаг 48: Соберите двигатель
Установите новые подшипники. Смажьте ось ротора. Вы найдете тип подшипника на стороне подшипника. Если вы не можете найти его, вы можете измерить его и найти номер в каталоге в Интернете.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 49: Соберите двигатель
Установите крышку на статор. Следите за отметками, чтобы поставить его в нужное место.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 50: Соберите двигатель
Вставьте ротор в статор и закройте его второй крышкой. Прикрутите мотор вместе.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 51: Соберите двигатель
Подсоедините концы катушек к зажимам, как показано на изображении из анализируемого двигателя.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 52: Соберите двигатель
Установите вентилятор и последнюю крышку на двигатель.Если у вас есть железный вентилятор, нагрейте его.
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 53: Измерение
Я взял отремонтированный двигатель в университет для проведения измерений. Мы установили двигатель на специальное испытательное устройство и соединили его с измерительным оборудованием. Мы проверили следующее:
Сопротивление обмотки
Испытание электродвигателя в свободном режиме
Испытание нагруженного электродвигателя
Испытание оптимального напряжения
Испытание короткого замыкания
Характеристика крутящего момента
* PF = Мощность фактор
Добавить TipAsk QuestionDownload
Шаг 54: Заключение
Перемотка этого мотора заняла у меня около недели.Больше всего времени я потратил на расчет новой обмотки. У меня было много проблем с расчетом, но я их решил и получил те же параметры намотки, что и на старом.
У меня тоже было много проблем с намоткой новой обмотки. Сначала я сделал катушки слишком маленькими, и я не мог вставить последние катушки в пазы. Я не мог получить к ним доступ, потому что другие обмотки были слишком маленькими. Затем я решил увеличить размер, но снова обнаружил проблему. На этот раз обмотка была слишком большой, и я не мог закрыть крышку мотора.
Третий раз удачный двигатель перемотки.Поскольку зазор между статором и крышкой был очень маленьким, я решил сделать первые катушки побольше и последние катушки немного поменьше. Вы можете увидеть это при измерении сопротивления, когда сопротивления обмоток не идентичны. Но в следующем измерении мы увидим, что сопротивления не сильно влияют на работу электродвигателей.
Все тесты я провел с двумя разными напряжениями. Мотор был рассчитан на напряжение 380В, но сейчас у нас в ЕС 400В.
В верхней таблице в первой строке указаны данные производителя.Во второй строке – измерения при 380 В, а в третьей строке – при 400 В. Если мы сравним все данные, то увидим, что мотор совсем неплох. Все параметры очень близки друг к другу.
Я взял все электрические уравнения и таблицы ориентации из книги: Neven Srb ELEKTROMOTORI
Надеюсь, вам понравилась моя презентация перемотки трехфазного двигателя. Если у вас есть вопросы, задавайте, и я постараюсь ответить как можно скорее.