Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Драйвер шагового двигателя ADR810/ADR812

Драйвер шагового двигателя ADR810/ADR812

Драйвер шагового двигателя ADR810/ADR812 ИНСТРУКЦИЯ по эксплуатации Апрель-2010 1

СОДЕРЖАНИЕ 1. НАЗНАЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА. 3 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. 3 3. ЧЕРТЕЖ КОРПУСА. 3 4. КРАТКИЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТОГО, ЧЕГО НЕЛЬЗЯ ДЕЛАТЬ С ДРАЙВЕРАМИ. 3 5. ДЖАМПЕРЫ ДРАЙВЕРОВ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ADR810/ADR812. 4 6. СИГНАЛЫ ДРАЙВЕРОВ. 5 7. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ ДРАЙВЕРОВ ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. 6 СХЕМА БЛОКА ПИТАНИЯ. 7 ПОДКЛЮЧЕНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ДРАЙВЕРОВ К ОДНОМУ ИСТОЧНИКУ ПИТАНИЯ. 8 8. УСТАНОВКА ТОКА ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. 9 9. СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ К КОНТРОЛЛЕРУ. 10 Схема подключения 4-х выводного шагового двигателя. 10 Схема подключения 6-ти выводного двигателя при использовании на 1/2 мощности. 10 Схема подключения 6-ти выводного двигателя при использовании на полную мощность. 11 Схема подключения 8-ти выводного мотора с параллельным подключением обмотки. 11 Схема подключения 8-ти выводного мотора с последовательным соединением обмоток. 12 Подключение двигателя типа ДШИ 200: ДШИ 200 1, ДШИ 200 2, ДШИ 200 3 к драйверу. 12 Подключение двигателя 57BYGH115-007 с последовательным подключением обмоток. 13 Подключение двигателя 57BYGH115-007 с параллельным подключением обмоток. 13 10. РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. 13 2

1. Назначение устройства Драйвер шагового двигателя ADR 810/ADR812 предназначен для управления биполярным шаговым двигателем. 2. Технические характеристики 2 диапазона регулировки тока фазы: от 0,3 до 2А и от 1 до 7А Диапазон питающих напряжений контроллера шаговых двигателей от 24 до 80В постоянного тока Режимы работы контроллера: пoлный шаг, полушаг, 1/5 шага, 1/10 шага Автоматическое снижение величины тока двигателя до 33% от установленного тока через 1 секунду после последнего шагового импульса Максимальная входная частота: 200 кгц Температура эксплуатации: 0-70С Оптически развязанные вхoды Отсутствие вибрации на низких оборотах Компенсация резонансных процессов Частота ШИМ регулирования 20кГц Габаритные размеры драйвера в корпусе 63,5 Х 63,5 Х 21 мм Защита от короткого замыкания в обмотках двигателя (только для ADR812) ВНИМАНИЕ. При использовании драйвера совместно с двигателями, ток фазы которых от 3А и выше, рекомендуется установить драйвер на дополнительный радиатор охлаждения. 3. Чертеж корпуса 4. Краткий перечень того, чего НЕЛЬЗЯ делать с драйверами: НИКОГДА не подключайте переменное напряжение к драйверу НИКОГДА не подключайте драйвер шагового двигателя к серводвигателю и наоборот НИКОГДА не путайте полярность сигналов драйвера 3

НИКОГДА не подавайте на драйвер более 80В DC НИКОГДА не используйте шаговый двигатель с током более 7А. НИКОГДА не отключайте двигатель при подключенном питании. НИКОГДА не объединяйте сигнал COMMON и POWER GROUND. НИКОГДА не подключайте к одному драйверу более одного двигателя. НИКОГДА не используйте драйвер без пыле- и влагозащитного корпуса. НИКОГДА не используйте драйвер при повышенной влажности. НИКОГДА не подключайте драйверы последовательно 5. Джамперы драйверов шагового двигателя ADR810/ADR812 Для начала работы с джамперами необходимо: 1. Отключить питание от контроллера. 2. Снять защитную крышку с устройства. Для этого с помощью отвертки со стороны основания драйвера открутить два винтика и стяните крышку в противоположную сторону от интерфейсных разъемов. 3. Установите джамперы согласно требуемых Вам режимов работы. 4. Закройте защитную крышку. Назначение режимов работы джамперов: 1. Перемычка»РЕЖИМ УДЕРЖАНИЯ ВКЛ» — При установке данной перемычки ток фазы двигателя автоматически снижается на 33% от установленного значения через 1 секунду после последнего импульса Step. 2. Джампер «РЕЖИМ УДЕРЖАНИЯ ВЫКЛ» — При установке данноой перемычки режим снижения тока фазы отключен. 3. Для двигателей формата NEMA-42 (размер фланца 110 х 110 мм) установите перемычку «ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ NEMA-42». При установке данного джампера включается режим коррекции для работы с двигателями этого формата. 4

4. Для отключения автоматической коррекции работы драйвера на средних частотах установите джампер «MID-BAND КОМПЕНСАЦИЯ ВЫКЛЮЧЕНА» 5. Для выбора режима работы двигателя установите джемпера из категории «РЕЖИМ» исходя из следующего: При установке джемпера «ПОЛНЫЙ ШАГ» двигатель будет работать в режиме «полный шаг», т.е. для двигателя с угловым шагом 1,8 для совершения одного оборота двигателя потребуется 200 импульсов Step. При установке джемпера «ПОЛУШАГ» мотор будет работать в режиме «полушага», т.е. для двигателя с угловым шагом 1,8 для совершения одного оборота двигателя потребуется 400 импульсов Step. При установке джемпера «1/5 ШАГА » мотор будет работать в режиме «1/5 шага «, т.е. для двигателя с угловым шагом 1,8 для совершения одного оборота двигателя потребуется 1000 импульсов Step. При установке джемпера «1/10 ШАГА » двигатель будет работать в режиме «1/10 шага», т.е. для двигателя с угловым шагом 1,8 для совершения одного оборота двигателя потребуется 2000 импульсов Step. 6. Джамперы «ПОЛЯРНОСТЬ» используются для переключения полярности сигналов Step и Dir, либо относительно +5В DC, либо относительно общего провода. 6. Сигналы драйверов Для управления драйверами используются следующие управляющие сигналы: Power Ground Общий провод источника питания драйвера. +24 to 80 VDC положительный провод источника питания драйвера. Phase A — фаза A обмотки шагового двигателя Phase B — фаза B обмотки шагового двигателя Phase C — фаза C обмотки шагового двигателя Phase D — фаза D обмотки шагового двигателя Сигнал Disable. Для управления используется логика с открытым коллектором. Сигнал используется для отключения силовых каскадов драйвера. В нормальном состоянии на входе этого сигнала присутствует логическая «1». Активный уровень сигнала — логический «0». Подается относительно Power Ground. Сигнал Dir. Сигнал используется для управления направлением вращения двигателя. Сигнал оптоизолирован, ток потребления по входу порядка 15 ма. В зависимости от драйвера подается либо относительно +5В DC, либо относительно общего провода. Сигнал имеет два активных состояния: логический «0» и логическую «1», определяющие направление вращения двигателя. Конкретное направление вращения зависит от полярности включения обмоток двигателя Сигнал Step. Сигнал оптоизолирован, ток потребления по входу порядка 15 ма. В зависимости от типа драйвера сигнал подается либо относительно общего провода, либо относительно +5В DC устройства управления. При каждом перепаде сигнала на этом входе двигатель поворачивается на 1 угловой шаг. 5

Для корректной работы драйвера параметры импульса STEP должны быть следующими: При формировании сигнала Step длительность импульса должна сохраняться в пределах 0,5мкС, а для регулирования частоты вращения двигателя должен изменяться период следования импульсов. Сигнал Common — общий провод устройства управления. Для сигнала относительно +5VDC на него подается +5В от устройства управления. При подаче сигналов управления относительно общего провода на него подается общий провод устройства управления. Current Set — Клеммы для подключения токозадающего резистора. Для организации системы ЧПУ на основе программы типа Mach3 для согласования сигналов с LPT-портом IBM PC-совместимого компьютера рекомендуем использовать плату DCM4AXIS. 7. Источник питания для драйверов шаговых двигателей ВНИМАНИЕ! Для работы с драйвером не рекомендуем использовать импульсные блоки питания, т.к. в большинстве своем они не рассчитаны на работу с индуктивной нагрузкой, коей являются двигатели. Не используйте автотрансформаторы и регулируемые трансформаторы, поскольку они НЕ ОБЕСПЕЧИВАЮТ развязку от сетевого напряжения. Не устанавливайте кнопку включения питания с выхода стабилизатора напряжения. Для питания драйвера оптимально подходит трансформаторный блок питания, конденсаторный фильтр которого можно изготовить самому, рассчитав по нижеприведенной методике, либо использовать готовые стабилизаторы типа ADR552/ADR582, которые дополнительно обеспечивают демпфирование обратной ЭДС двигателя. Для того, чтобы правильно рассчитать необходимый Вам блок питания, Вам необходимо знать: максимальный ток фазы двигателя индуктивность фаз двигателя (для расчета оптимального напряжения питания) Суммируйте токи потребления всех подключаемых к блоку питания двигателей. Полученное значение умножьте на напряжение питания, Вы получите необходимую мощность трансформатора. 6

Читать еще:  Электрическая схема урал 4320 двигателем камаз 740

ВНИМАНИЕ! Помните, переменное напряжение, снимаемое с трансформатора, в 1,41 раз меньше напряжения, получаемого после стабилизатора. Схема блока питания Где: VAC — напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора. Величина этого напряжения должна составлять = оптимальное напряжение питания двигателя / 1,41. D1 — диодный мост. Может быть как интегрированный, так и собран на отдельных выпрямительных диодах. Должен выдерживать максимальный ток нагрузки и напряжение стабилизации. C — конденсатор фильтра, рассчитывается по нижеследующей методике: Ваш конденсаторный фильтр на источнике питания определяется величиной питающего напряжения и током потребления. Используйте следующую формулу для определения оптимальной емкости конденсатора в мкф: (100,000 * I) / V = C I максимальный ток потребления в Амперах V- напряжение питания в Вольтах, получаемое с выхода стабилизатора С емкость конденсатора в мкф Пример: Используя напряжение в 65В DC и ток потребления в 5А, подставляя эти значения в формулу, получаем: (100,000 * 5) / 65 = 7692 мкф Затем выберите из стандартно выпускаемых конденсаторов емкость наиболее близко подходящую к рассчитанной, округляя ее в большую сторону, а напряжение конденсатора должно быть в 1,41 раз больше, чем напряжение питания. Примечание: Если частота Вашей питающей сети 60Гц, то в формуле нужно использовать коэффициент 80,000). ВНИМАНИЕ! Если источник питания находится на расстоянии в среднем 30см от драйвера (расстояние варьируется в зависимости от сечения питающих проводов и их удельного сопротивления), либо двигатель, подключаемый к драйверу потребляет ток превышающий 2А, подключите конденсатор емкостью от 470мкФ к клеммам 7

подключения источника питания. Длина выводов конденсатора не должна превышать 25мм. Подключение нескольких драйверов к одному источнику питания ВНИМАНИЕ! Не подключайте последовательно питающие провода к драйверу. Это плохо скажется на функционировании драйверов. Используйте только параллельное подключение источника питания, т.е. от каждого драйвера питающие провода должны идти к источнику как показано на рисунке: 8

8. Установка тока шагового двигателя Для установки рабочего тока шагового двигателя необходимо использовать резистор мощностью 0,25 Вт с погрешностью +/- 5%. Резистор устанавливается в клеммы CURRENT SET. Если у Вас стандартный двигатель, то можете выбрать номинал резистора из нижеприведенной таблицы: ток фазы (А) номинал резистора (ком) 1 1 7,8 2 1,5 12,8 3 2 18,8 4 2,5 26,1 5 3 35,25 6 3,5 47 7 4 62,67 8 4,5 84,6 9 5 117,5 10 5,5 172,33 11 6 282 12 6,5 611 13 7 не устанавливается При использовании двигателя с током фазы 7А токозадающий резистор не устанавливается (клеммы CURRENT SET остаются свободными). Если ток фазы Вашего двигателя отличается от значений, приведенных в таблице, то необходимо рассчитать номинал резистора по следующей методике: Если Ваш двигатель с током фазы от 1 до 7 А, то для расчета токозадающего резистора воспользуйтесь следующей формулой: R (в ком) = 47 х I / (7 I), где R — номинал токозадающего резистора в ком, I — ток фазы Вашего двигателя в А Если Ваш двигатель с током фазы от 0,3 до 2 А, то для расчета тока фазы Вашего резистора воспользуйтесь следующей формулой: R (в ком) = 47 х I / (2 I), где R — номинал токозадающего резистора в ком, I — ток фазы Вашего двигателя в А 9

9. Схемы подключения шагового двигателя к контроллеру Схема подключения 4-х выводного шагового двигателя Схема подключения 6-ти выводного двигателя при использовании на 1/2 мощности 10

Схема подключения 6-ти выводного двигателя при использовании на полную мощность Схема подключения 8-ти выводного мотора с параллельным подключением обмотки 11

Схема подключения 8-ти выводного мотора с последовательным соединением обмоток Подключение двигателя типа ДШИ 200: ДШИ 200 1, ДШИ 200 2, ДШИ 200 3 к драйверу 12

Подключение двигателя 57BYGH115-007 с последовательным подключением обмоток Подключение двигателя 57BYGH115-007 с параллельным подключением обмоток 10. Расчет оптимального напряжения питания шагового двигателя Оптимальное напряжение питания шагового двигателя зависит от индуктивности двигателя. Помните, что ток в индуктивности отстает от напряжения, поэтому чем выше индуктивность обмоток Вашего двигателя, тем более высокое напряжение необходимо использовать для увеличения частоты вращения двигателя. Диазапазон питающих напряжений двигателя должен находится в диапазоне от 4 до 25 значений напряжения питания двигателя (напряжение питания двигателя и индуктивность обмоток двигателя смотрите в документации на Ваш двигатель), параметры наиболее часто используемых двигателей можно посмотреть здесь: http://cnccontrollers.ru/stepmotor.html 13

При использовании напряжения питания со значением менее 4 от номинального, двигатель не будет вращаться, а будет только нагреваться, что приведет к его поломке. Помните, что драйверы поддерживают двигатели с индуктивностью обмоток в диапазоне от 500 мкгн до 7 мгн. Для точного расчета напряжения питания двигателя воспользуйтесь формулой: 32 х ( индуктивность, в мгн) = напряжение питания, В DC где, индуктивность — индуктивность обмотки, взятая из технической документации на Ваш двигатель. Например, если Ваш двигатель имеет индуктивность 2 мгн, то его питающее напряжение равно: 32 х ( 2) = 45,12 В DC 14

Блоки питания для станков с ЧПУ

В результате повышения доступности ЧПУ технологий станки с программным управлением используются не только на крупных предприятиях, но и в небольших частных мастерских. Современное оборудование служит для производства сложных деталей, рекламных носителей и сувениров. Условия эксплуатации оборудования могут быть самыми разными. Одним из наиболее распространенных факторов риска для сложной электроники станков с ЧПУ считается низкое качество сетевого напряжения. Броски и просадки приводят к сбоям в работе программ, пропуску шагов, могут вывести из строя компоненты системы управления и приводы.

В данной статье мы расскажем о том, как подобрать блоки питания для станков с ЧПУ и о способах решения проблем, связанных с низким качеством напряжения.

Читать еще:  Вечный двигатель постоянных магнитах своими руками

Как выбрать блок питания для приводов перемещения?

Приводы перемещения, как правило, выполнены на сервомоторах и шаговых двигателях. Выбор блока питания для ЧПУ сводится к определению необходимых параметров силы тока, напряжения, а также вида источника. По конструкции они могут быть линейными и импульсными (регулируемыми и нерегулируемыми).

Сила тока

Для определения силы тока источника, достаточной для драйвера шагового двигателя, достаточно выполнить простейшие математические вычисления. Для линейного источника ток фазы двигателя умножают на 2/3, а для импульсного – на 1,2. Например, для двигателя с нагрузкой 3 А необходимо выбирать линейный источник питания минимум на 2 А. Сила тока импульсного блока должна составлять 3,6 А.

При подключении двух и более шаговых двигателей к одному источнику их токи (с учетом коэффициентов) суммируются. Коммутация выполняется по схеме «звезда» с соединением на клемме блока питания. Последовательное соединение двигателей не допускается.

Напряжение

Индуктивная составляющая нагрузки влияет на напряжение блока питания привода станка ЧПУ. Для расчета максимального напряжения источника некоторые производители шаговых и серводвигателей рекомендуют использовать следующую формулу:

где L – это индуктивность в мГн. Превышение максимального напряжения нередко приводит к повреждению обмоток электродвигателя.

При расчете блока питания для нескольких двигателей выбирают тот, у которого значение индуктивности меньше других. Это позволит уберечь обмотки от перегрева, но отрицательно повлияет на динамику привода.

Вид блока питания

Большинство производителей станков с ЧПУ используют линейные блоки питания, построенные на тороидальных трансформаторах. Устройства отличаются простотой конструкции, отказоустойчивостью и способностью выдерживать перегрузки по току.

Линейные регулируемые блоки питания популярны благодаря низкой стоимости. При резком торможении шагового двигателя, запитанного от такого источника, вырабатывается ЭДС торможения, в результате чего контроллер из потребителя энергии может превратиться в ее источник. Такая перегрузка приведет к защитному отключению привода. Нерегулируемые линейные блоки питания, разработанные для нагрузок с индуктивной составляющей, лишены такого недостатка.

Для комплектации фрезерно-гравировальных и лазерных станков MULTICUT используются сервоприводы DELTA мощностью 750 и 1000 Вт, состоящие из двигателя, контроллера и встроенного блока питания. Они рассчитаны на непосредственное подключение к сети переменного напряжения 220/380 В. Для заказчиков, которые предпочтут более доступные шаговые приводы, мы предлагаем продукцию компаний MIGE и YAKO.

Особенности питания шпинделей в станках ЧПУ

Комплектация фрезерно-гравировальных станков производства компании MULTICUT выбирается в соответствии с производственными задачами. Наши инженеры учитывают твердость обрабатываемых материалов, время непрерывной работы оборудования, частоту и продолжительность включений приводов. Один из основных узлов – шпиндель – требует наиболее серьезного подхода в выборе системы питания. На привод действуют высокие нагрузки, вызванные с сопротивлением материала резанию. Из-за изменения скоростей перемещения их интенсивность также колеблется в широких пределах.

Станки MULTICUT комплектуются шпинделями мощностью от 1,5 до 9 кВт двух проверенных производителей:

  • GDK (Китай) – бюджетные шпиндели с высокими показателями надежности;
  • HSD (Италия) – оборудование премиального класса для эксплуатации в условиях непрерывного серийного и массового производства.

Двигатели работают в широком диапазоне скоростей вращения. Они питаются от сети переменного тока 220/380 В с номинальной частотой 400 Гц. В системе питания шпинделей мы используем частотные преобразователи Delta, которые выполняют следующие задачи:

  • повышают степень гибкости управления скоростью вращения на ходу;
  • обеспечивают стабильное напряжение питания;
  • реализуют плавный пуск и остановку двигателя.

Применение частотных преобразователей позволяет управлять скоростью вращения с постоянным крутящим моментом на валу, то есть без потери мощности. Они обеспечивают рациональное использование электроэнергии. Благодаря плавному запуску через частотный преобразователь двигатель не создает пусковых нагрузок, соответственно, не просаживает напряжение в сети.

Частотные преобразователи с векторным управлением Delta отличаются широким функционалом и удобством в управлении. Он может работать с управляющим сигналом по протоколу Modbus, поступающим с системы ЧПУ, поддерживает ручную регулировкой частоты при помощи потенциометра. Частотный преобразователь снабжен выходом питания для внешних устройств (+24 В), опционально комплектуется тормозным резистором. Для решения проблем с импульсными помехами, которые устройство, используется фильтр EMI.

Блоки питания для лазерных трубок

Компания MULTICUT производит лазерные станки для раскроя листовых и рулонных материалов различной толщины, а также для гравировки. Оборудование комплектуется CO2 лазерами мощностью 60, 80 и 150 Вт. Для питания трубок используются блоки высокого напряжения, или розжига. Комплектация оборудования MULTICUT выбирается исходя из толщины разрезаемого материала, его физических свойств и состава.

Основными требованиями к выбору высоковольтных блоков питания для лазерных станков с ЧПУ считаются:

  • соответствие мощности трубки и блока;
  • возможность регулировки мощности;
  • постоянство силы тока при переходе от напряжения розжига к рабочему;
  • надежность.

Мы используем блоки высокого напряжения Reci, Lasea и других проверенных производителей, которые характеризуются высокой скоростью отклика, эффективностью, надежностью и широким диапазоном рабочих температур. Блоки розжига совместимы с трубками большинства производителей. Для управления выходной мощностью лазера можно использовать аналоговый и цифровой сигналы. Устройства оснащены системой принудительного воздушного охлаждения, снабжены защитой от превышения собственной температуры и перегрева лазерной трубки.

Компания MULTICUT производит станки с ЧПУ для небольших мастерских и крупных предприятий. Для получения помощи в выборе оборудования свяжитесь с менеджером компании по телефону. Свои вопросы Вы также можете отправить на электронный адрес компании.

Устройство управления шаговым электродвигателем

Устройство принимает дискретный сигнал от компьютера, который указывает, по каким осям и на какое расстояние должно выполняться движение. Получив от компьютера данные о направлении движения и количестве шагов, контроллеры переводят их в значения напряжения и силы тока, что определяет подаваемую мощность.

Мощность, поданная на обмотки, распределяется по ним в определенной последовательности, что задает вращение вала двигателя в требуемом направлении на заданное число шагов (поворотов).

Необходимо собрать несколько таких устройств — по одному на каждую ось перемещения. Платы спроектированы с использованием комплекта интегральных схем L297 и L298, произведенных компанией STMicroelectronics.

Использование этих двух чипов приводит к упрощению конструкции платы и минимизации числа компонентов. Кроме того, соединение этих двух чипов образует мощную плату контроллера, способную выдерживать до 36 В и 2 А на канал. На основании этого можно применить электродвигатели, рассчитанные на напряжение питания 4,5 В при токе 1,4 А на канал с разрешением 2° на шаг. Номинальная мощность находится в допустимых пределах.

Для активизации схемы сигнал, задающий направление вращения, от параллельного порта компьютера подается на вывод 17 микросхемы L297, а задающий количество шагов — на вывод 18. На вход микросхемы L298 подаются управляющие сигналы от L297, которые задают последовательность переключения обмоток, что определяет вращение двигателя, а микросхема L298 обеспечивает питание моторных обмоток в надлежащем порядке. Обратите внимание, что для питания обеих микросхем необходимо наличие питания напряжением 5 В. Восемь диодов FR304 подключают обмотки двигателя к соответствующим выводам микросхемы L298. Заметим, что необходимо использовать диоды с накоплением заряда, что защитит микросхему от наведенных высоких напряжений, возникающих в момент, когда какая-либо из обмоток выключена. По своим параметрам диоды могут различаться в зависимости от мощности, потребляемой электродвигателем. Мощность, в свою очередь, определяет ток, протекающий через диоды.

Читать еще:  601 двигатель мерседес датчик давления масла

Для справки приведу всю необходимую информацию о серии диодов FR301…FR307.

Выводы 1 и 15 микросхемы L298 подключены через два силовых резистора сопротивлением 0,5 Ом к общему проводу. Резистор, подключенный к выводу 1, соединен с одной из двух обмоток возбуждения, а подключенный к выводу 15 — со второй обмоткой. Это дает возможность контроллеру L297 измерять ток, который протекает внутри двигателя. Микросхема L297 также измеряет напряжение между этими резисторами и на его основе задает режим модуля ШИМ, используемого для контроля тока в обмотках электродвигателя. Резисторы R5 и R6, подключенные к выводу 15 микросхемы L297, работают как делитель напряжения и задают уровень, при достижении которого на обмотках возбуждения микросхема L298 вырабатывает сигнал об их отключении, что позволяет диодам разгрузить обмотку возбуждения. Она остается выключенной до окончания временной паузы, которая задается микросхемой L297. Резистор R4 и конденсатор С1, подключенные перемычкой JP2 к выводу 16 L297, задают тактовую частоту работы микросхемы. Конденсаторы С2, СЗ и С4 фильтруют цепи питания электроники и двигателей. Переключатель JP1 обеспечивает питание схемы и электродвигателей. Контакт 1 JP3 принимает сигналы о шаге, контакт 2 — сигналы о направлении, контакт 3 используется для соединения между собой всех управляющих плат, которые должны быть синхронизированы, а контакт 4 функционирует в качестве заземления. Перемычка JP4 переключает уровень логической «1» с вывода 19 микросхемы L297 на контакт 1 для обеспечения режима целого шага или уровень логического «0» на контакт 3 для режима полушага. JP5 предназначена для передачи логической «1» от вывода 11 L297 к контакту 1 для разрешения управления или логического «0» на контакт 3 для запрета управления.

Интерфейсная плата используется, чтобы компьютер мог посылать и получать сигналы от устройств управления и концевых выключателей. На ней установлен разъём для кабеля параллельного порта, несколько контактов для проводов, идущих от каждой управляющей платы и концевого выключателя, и защитные резисторы.

Контакты 1-17 нa JP1 соединяются с контактами 1-17 параллельного порта компьютера. Контакт 1 JP2 соединяется с контактом 10 JP1, а контакт 2 с землей; контакт 1 JP3 соединяется с контактом 11 JP1, а контакт 2 с землей; контакт 1 JP4 соединяется с контактом 12 JP1, а контакт 2 с землей; контакт 1 JP5 соединяется с контактом 13 JP1, а контакт 2 с землей. Контакт 1 JP6 должен быть подключен к напряжению +5 В, а контакт 2 к земле блока питания.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Контроллер шагового двигателя

Ступинский авиа-металлургический

техникум им.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Контроллер шагового двигателя

АВТОР: Т,.

ГРУППА: Э — 11

ПРЕДМЕТ: “Аналоговая и цифровая схемотехника”

Описание шаговых двигателей

Блок схема контроллера.

Описание принципа работы контроллера.

Печатная плата контроллера.

Программа для управления контроллером

Список используемой литературы

Целью курсовой работы стоит разработка схемы управления тремя шаговыми двигателями с помощью компьютера по порту LPT. При этом должны преследоваться следующие цели:

— применение логических элементов

— высокая скорость обработки сигнала.

1. Описание шагового двигателя

Шаговый электродвигатель — это синхронный импульсный электродвигатель, в котором импульсы тока, подаваемые в обмотки возбуждения статора, преобразуются в дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. Конструктивно шаговые электродвигатели исполняются с явно — и неявнополюсным статором, на котором расположены обмотки возбуждения, и с ротором без обмотки, выполненным из магнитно-мягкого (реактивный ротор), или из магнитно-жесткого (активный ротор) материала. Шаговые двигатели с активным ротором позволяют получать больший вращающий момент и обеспечивают фиксацию положения ротора при обесточенных обмотках.

В шаговом электродвигателе импульсы тока через коммутатор поступают поочередно в обмотки статора, в результате чего ориентация магнитного потока в пространстве между полюсами статора дискретно меняется и вызывает поворот ротора на некоторый угол, называемый шагом ротора.

Шаговые электродвигатели применяются в приводах машин и механизмов, работающих в старт-стопном режиме, или в приводах непрерывного движения, где управляющее воздействие задается последовательностью электрических импульсов, например, в станках с ЧПУ.

В машиностроении наибольшее распространение получили высокомоментные двухфазные гибридные шаговые электродвигатели с шагом 1,8° (200 шаг/об) или 0,9° (400 шаг/об). В микрошаговом режиме можно получить разрешающую способность в 51200 шаг/об.

Главное преимущество шаговых двигателей — экономичная цена, в среднем в 1,5-2 раза дешевле асинхронных аналогов. Шаговый привод как недорогая альтернатива сервоприводу наилучшим образом подходит для автоматизации отдельных узлов и систем, где не требуется высокая динамика, точность позиционирования, большая мощность и скорость вращения, а также для замены (модернизации) шаговых приводов, выработавших установленный ресурс.

Их использование также оправдано в транспортных средствах (на кораблях, самолетах, поездах), где используется бортовое напряжение от 24 до 75 В постоянного тока.

2. Блок схема контроллера.

Схему можно разделить на три части (см. рис 1):

Рис.1. Блок схема контроллера

Блок питания:

Рассчитывается исходя из используемых шаговых двигателей. Максимальный ток в режиме микро шага будет равен:

Iоб – ток одной обмотки

Расчет прост: 3 двигателя х по две запитанные обмотки в каждом х ток одной обмотки (допустим 1А) то = 3х2х1=6А.

Контролер: Разработанный контроллер может обслуживать до 32 (в моей схеме 3) шаговых двигателей последовательно, т. е. одновременно может работать только один двигатель. Параллельная работа двигателей обеспечивается программно. Контроллер управления шаговыми двигателями собран на микросхемах 555TM7 серии (3шт). Не требует прошивки.

Рис.2 схема контроллера

Драйвер: Драйвер шагового двигателя (не путать с компьютерными драйверами) представляет собой 4х канальный усилитель или 4 ключа. Собран на 4х транзисторах КТ 917 .

Рис 3.Схема драйвера.

3. Описание принципа работы контроллера.

Описание и назначение выводов разъема порта LPT.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector