Motorul pas cu pas este un motor fără perii, a cărui rotor nu se rotește ușor, dar în pași (discret). Rotirea completă a rotorului constă în mai multe etape. Prin modificarea formei semnalului, a numărului de impulsuri, a duratei și a schimbării fazei, puteți specifica viteza de rotație, direcția de rotație și numărul de rotații ale rotorului motorului.
Informații generale:
Motoarele stepper constau dintr-un rotor (parte mobilă) și un stator (parte fixă). Statorul este echipat cu electromagneți, iar părțile rotorului care interacționează cu electromagneții sunt realizate dintr-un material magnetic dur (motor cu magneți permanenți) sau dintr-un material magnetic moale (cu motor cu jet).
Tipuri de motoare pas cu pas ca rotor:
Prin tipul de rotor, motoarele pas cu pas sunt împărțite în: motoare cu magneți permanenți, motoare cu jet și motoare hibride.
- Un motor cu magneți permanenți (rotor realizat din material dur din punct de vedere magnetic). Unul sau mai mulți magneți permanenți sunt montați pe rotor. Numărul de etape complete într-o singură rotație a acestor motoare depinde de numărul de magneți permanenți de pe rotor și de numărul de electromagneți de pe stator. De obicei, într-un singur rând, de la 4 la 48 de pași (cu un pas de la 7,5 ° la 90 °).
- Motorul cu jet (rotor din material magnetic moale). Totuși, astfel de motoare numesc motoare cu rezistență magnetică variabilă. Rotorul nu are magneți permanenți, este realizat dintr-un material magnetic moale, sub forma unei stele multiple. Aceste motoare sunt rare, deoarece au cel mai mic cuplu, comparativ cu restul, la aceeași mărime. Numărul de etape complete într-o singură rotație a acestor motoare depinde de numărul de dinți de pe steaua rotorului și de numărul de electromagneți de pe stator. De obicei, într-un singur rând, de la 24 la 72 de pași (cu un pas de la 5 ° la 15 °).
- Motor hibrid (combină tehnologia celor două motoare anterioare). Rotorul este fabricat dintr-un material magnetic dur (ca un motor cu magneți permanenți), dar are forma unei stele multiple (cum ar fi un motor cu reacție). Numărul de pași complete într-o singură rotație a acestor motoare depinde de numărul de magneți permanenți de pe steaua rotorului și de numărul de electromagneți de pe stator. Numărul de pași într-o singură rotație a acestor motoare poate fi de până la 400 (cu un pas de 0,9 °).
Ce tip de motor pas cu pas am?
Dacă răsuciți manual rotorul motorului deconectat, puteți observa că acesta nu se mișcă ușor, ci în pași. După ce rotiți rotorul, închideți toate firele motorului și rotiți rotorul din nou. Dacă rotorul se rotește prea mult, atunci aveți un motor cu reacție. Dacă aveți nevoie de mai multă forță pentru a roti rotorul, atunci aveți un motor cu magnet permanent sau un motor hibrid. Pentru a distinge motorul cu magneții permanenți de un hibrid, se poate calcula numărul de pași într-un singur rând. Pentru aceasta, nu este necesar să se ia în considerare toate etapele, este suficient să se înțeleagă aproximativ, numărul lor este mai mic de 50 sau mai mult. Dacă este mai puțin, atunci aveți un motor cu magneți permanenți, iar dacă aveți mai mult, atunci aveți un motor hibrid.
Tipurile de motoare pas cu pas de tipul de conectare a electromagnetelor statorului:
Prin tipul de conectare a electromagneților, motoarele pas cu pas sunt împărțite în: unipolar și bipolar.
Figura prezintă o reprezentare simplificată, schematică a înfășurărilor.
De fapt, fiecare înfășurare constă din mai multe înfășurări ale electromagneților conectate în serie sau în paralel
- Motorul bipolar are 4 ieșiri. Terminalele A și A alimentează bateria AA, bornele B și B alimentează bobina BB. Pentru a porni electromagnetul, diferența de potențial (două niveluri diferite) trebuie aplicată cablurilor de înfășurare, astfel încât motorul se numește bipolar. Direcția câmpului magnetic depinde de polaritatea potențialelor de pe terminale.
- Motorul unipolar are 5 terminale. Punctele centrale ale înfășurărilor sale sunt interconectate și sunt terminalele comune (cincea), care de obicei sunt conectate la GND. Pentru a activa electromagnetul, este suficient să aplicați un potențial pozitiv unuia dintre conductorii de înfășurare, deci motorul este numit unipolar. Direcția câmpului magnetic depinde de ieșirea înfășurării pozitive.
- Motorul cu 6 pini are o ramificație de la punctele centrale ale înfășurărilor, dar AA de înfășurare nu este conectat la bobina BB. Dacă nu utilizați știfturile punctelor centrale ale înfășurărilor, atunci motorul va fi bipolar, iar dacă aceste borne sunt conectate și conectate la GND, atunci motorul va fi unipolar.
- Motorul cu 8 pini este cel mai flexibil în ceea ce privește conectarea electromagneților. Acest motor nu poate fi folosit numai ca bipolar sau unipolar, ci și pentru a determina modul de conectare a electromagneților înfășurărilor, în serie sau în paralel.
Ce tip de motor pas cu pas am?
Dacă motorul dvs. are 4 ieșiri, atunci este bipolar. Dacă motorul are 5 pini, atunci este unipolar. Dar dacă motorul dvs. are 6 sau mai mulți pini, aceasta nu înseamnă că unele dintre acestea sunt terminalele centrale ale bobinelor de electromagneți. Faptul este că există motoare, unele dintre care concluzii (de obicei extreme) sunt închise electric, astfel încât un motor bipolar poate avea 6 terminale. Este posibilă determinarea tipului de racorduri pentru motoare cu 6 sau mai multe terminale, numai prin măsurarea rezistenței dintre borne.
Moduri de funcționare a motoarelor pas cu pas:
-
Pentru funcționarea motorului pas cu pas (indiferent de tipul acestuia), se poate selecta unul din cele trei moduri de funcționare:
- Modul în modul complet - rotorul se rotește cu 1 pas în 1 ciclu.
- Modul în jumătate de pas - rotorul se rotește cu ½ pas în 1 ciclu.
- Modul microsteptare - rotorul se rotește cu ¼, ⅛, etc. pași pentru 1 ciclu.
Mai jos sunt considerate moduri de funcționare, utilizând exemplul unui motor bipolar cu un magnet permanent și o treaptă completă de 90 °.
Mod cu pas în întregime (o fază pentru un pas complet). Valorile nominale ale motorului pas cu pas sunt specificate pentru acest mod.
Mod cu pas în întregime (două faze pe pas complet). Acest mod permite creșterea cuplului cu aproape jumătate din valoarea nominală.
Modul în jumătate de pas. Acest mod vă permite să măriți numărul de pași în cifra de afaceri totală la jumătate, cu o ușoară scădere a cuplului.
Modul Microstep. Acest mod este cel mai frecvent, vă permite să măriți numărul de pași în cifra de afaceri de patru ori, datorită distribuției inegale a curenților în înfășurări. Reducerea curenților poate fi realizată prin scăderea tensiunii (așa cum se arată în imagine) sau prin aplicarea unei tensiuni complete prin sarcina externă conectată.
Dacă nivelele nu sunt "0" - "½" - "1" (ca în fotografie), dar "0" - "¼" - "½" - "¾" - "1" De 4 ori și de 8 ori. Puteți crește numărul de pași în 16, 32, 64 de ori etc. și dacă înlocuiți nivelurile de semnal discrete cu sinusoide, motorul se va roti ușor (fără pași).
Moduri de consum redus de energie - disponibil numai pentru motoarele cu 8 pini. Aceste moduri diferă de cele obișnuite prin aceea că folosesc doar jumătate din faza (jumătate din electromagneți). Aceste moduri sunt rareori utilizate, deoarece reduc semnificativ cuplul motorului.
Un exemplu de activitate a motoarelor cu pas cu diferite tipuri de rotoare:
Conectarea motoarelor pas cu pas la Arduino:
Motoarele electrice nu pot fi conectate direct la terminalele Arduino, deoarece consumă curenți semnificativi, motoarele pas cu pas nu fac excepție, astfel încât acestea sunt conectate prin intermediul driverelor.
discuție
Trimiteți-le prietenilor: