Главная / Товары / Драйверы и контроллеры шагового двигателя

Драйверы и контроллеры шагового двигателя

Как Вам выбрать устройство управления шаговым двигателем?

1 Драйвер шагового двигателя.
В данном разделе выберите драйвер шагового двигателя по следующим параметрам (основываясь, на характеристиках выбранного шагового двигателя):

  • Ток (А)
  • Напряжение (В)

— Далее нажмите левой кнопкой мышки на выбранную серию и ознакомьтесь с подробными характеристиками модели драйвера.

Onitex (Россия)

Модель драйвера Ток (А) Напряжение (В) Микрошаг Использовать с моделями шаговых двигателей
OMD-15 до 1.5 9-24 до 1/16 FL20, FL28, FL35, FL39, FL42, FL57
OMD-40 до 4.0 20-55 до 1/128 FL20FL28FL35FL39FL42FL57
OMD-88 до 8.0 20-80 до 1/128 FL57, FL86, FL110
OMD-88HV до 8.0 45-150 до 1/128 FL57, FL86, FL110, FL130

Geckodrive (USA)

Модель драйвера Ток (А) Напряжение (В) Микрошаг Использовать с моделями шаговых двигателей
G201 0.3-7 24-80 1/10 FL42, FL57, FL86, FL110
G202 0.3-7 24-80 1/10 FL42FL57FL86FL110
G203V 0.3-7 24-80 1/10 FL42FL57FL86FL110
G210 0.3-7 24-80 до 1/10 FL42FL57FL86FL110
G212 0.3-7 24-80 до 1/10 FL42FL57FL86FL110

b) Контроллер шагового двигателя.
В данном разделе выберите контроллер шагового двигателя по следующим параметрам
(основываясь, на характеристиках выбранного шагового двигателя):

  • Ток (А)
  • Напряжение (В)
  • Порты ввода-вывода (RS 232, RS 485, USB, LPT).

Далее нажмите левой кнопкой мышки на выбранную серию и ознакомьтесь с подробными характеристиками модели контроллера.

Onitex (Россия)

Модель контроллера Ток (А) Напряжение (В) Порт Использовать с моделями.
OSM 17R до 1.7 9-30 RS 232 FL20, FL28, FL35, FL39, FL42, FL57
OSM 17RA до 1.7 9-30 RS 232/485 FL20FL28FL35FL39FL42FL57
OSM 17U до1.7 9-30 USB FL20FL28FL35FL39FL42FL57
OSM 42R до 4.2 15-44 RS 232 FL42, FL57, FL86
OSM 42RA до 4.2 15-44 RS 232/485 FL42FL57FL86
OSM 42U до 4.2 15-44 USB FL42FL57FL86
OSM-88R до 9 15-90 RS 232 FL57, FL86, FL110
OSM-88RA до 9 15-90 RS 232/485 FL57FL86FL110
OSM-88U до 9 15-90 USB FL57FL86FL110

Серия Drive (Россия)

Модель контроллера Ток (А) Напряжение (В) Порт Использовать с моделями
EasyDrive
(4 оси)
до 3 15-40 LPT, USB FL20, FL28, FL35, FL39, FL42, FL57
MagicDrive до 5 18-50 LPT FL42, FL57, FL86

Шаговые двигатели, используемые во многих отраслях промышленности, требуют применения автоматического управления электроприводами, предназначенного для бесперебойной работы шаговых двигателей. Тщательно выбрать и купить контроллер шагового двигателя так же важно, как выбрать сам двигатель.

Управление шаговым двигателем производится несколькими способами.

1. Попеременная коммутация фаз (одновременно включена только одна фаза).

Точки равновесия ротора для каждого шага совпадают с «естественными» точками равновесия ротора у незапитанного двигателя. Такие системы управления шаговыми двигателями применяются преимущественно для производства электротехнического оборудования.

2. Управление фазами двигателя с перекрытием (одновременно включены две фазы).

При этом способе управления ротор фиксируется в промежуточных позициях между полюсами статора и обеспечивается примерно на 40% больший момент, чем в случае одной включенной фазы.

Этот способ управления электроприводом обеспечивает такой же угол шага, как и первый способ, но положение точек равновесия ротора смещено на полшага.

3. Полушаговый режим (каждый второй шаг запитана лишь одна фаза, а в остальных случаях запитаны две).

Системы управления электроприводом с данным режимом позволяет уменьшить размер шага. В результате угловое перемещение ротора составляет половину угла шага для первых двух способов управления. Также такое управление шаговым двигателем позволяет немного снизить резонанс.

4. Микрошаговый режим.

Системы управления электроприводом, основанные на микрошаговом режиме, позволяют менять ток в фазах небольшими шагами, обеспечивая таким образом разделение половинного шага на еще меньшие микрошаги. Если включены одновременно две фазы, но их токи не равны, то положение равновесия ротора будет лежать не в середине шага, а в другой точке. Эту точку определяют соотношением токов фаз. Меняя это соотношение, можно обеспечить некоторое количество микрошагов внутри одного шага.

Для управления приводами требуется специальный драйвер шагового двигателя.
Драйвер представляет собой силовую часть со встроенным простейшим интерфейсом, основанным на комбинации ШАГ–НАПРАВЛЕНИЕ.
Драйвер шагового двигателя еще и усилитель мощности, который преобразует импульсы, получаемые от источника электрического тока, в перемещение вала. При этом каждый импульс вызывает перемещение вала на 1 шаг (или на 1 микрошаг).

Драйвер шагового двигателя снабжён специальной схемой, которая служит для выполнения трёх основных задач:

  1. Включать и выключать ток в обмотках, а также менять его направление. При выполнении этой задачи системы управления электроприводом работают без сбоев.
  2. Поддерживать заданное значение тока.
  3. Обеспечивать как можно более быстрое нарастание и спад тока для достижения требуемых скоростных характеристик. Скоростные характеристики в свою очередь качественным образом влияют на управление шаговым двигателем.

Драйверы подразделяются на несколько типов, каждый из которых определяет мощность вала двигателя.

Следует отметить, что современные технологии, по которым изготавливается привод шагового двигателя, постоянно совершенствуются. Смысл совершенствования в том, чтобы обеспечить получение наибольшего момента на валу при минимальных габаритах двигателя, широких скоростных возможностях, высокого КПД и улучшенной точности. Важным звеном этой технологии является применение микрошагового режима.

Кроме того, одной из основных деталей является контроллер управления шаговым двигателем. Как правило, контроллеры для шагового двигателя изготавливаются на базе промышленных микроконтроллеров и могут быть как программными, так и аппаратными. Программные контроллеры для шагового двигателя применяются тогда, когда круг решаемых ими задач небольшой. Цена такого программного контроллера намного ниже аппаратного.

Контроллеры для шагового двигателя могут предназначаться как для униполярных двигателей, так и для двигателей других типов. При этом средний ток обмотки может достигать 2,5 А.

Контроллер шагового двигателя представляет собой комплект из силовой части (драйвер) и устройство, расширяющее возможности управления двигателем (интеллектуальная часть).
Данный компонент шагового двигателя обладает рядом достоинств. Прежде всего, контроллер управления шаговым двигателем имеет возможность передавать сигналы ШАГ–НАПРАВЛЕНИЕ.

Преимущества использования контроллеров для шагового двигателя:

  1. Возможность подключения к компьютеру. В зависимости от модели и конструкции контроллер управления шаговым двигателем подключается к компьютеру и регулируется с его помощью.
  2. Многократное перепрограммирование. В настоящее время достаточно купить только один контроллер шагового двигателя. При этом при переориентации производства или расширении перечня задач его можно перепрограммировать для выполнения новых функций.
  3. Широкий модельный ряд контроллеров как отечественных, так и зарубежных производителей позволяет купить контроллер шагового двигателя с расширенными функциями. Контроллеры с расширенными функциями имеют в своем составе программируемый логический контроллер (привод работает в автономном режиме по записанной в него программе, это позволяет получить готовое устройство для выполнения определённого технологического процесса на основе одного только контроллера шагового двигателя).

Устройство управления электроприводом, оснащенное контроллером, решает следующие задачи:

  1. Достижение высокой точности. Это связано с конструкцией, благодаря которой устройства управления шаговыми двигателями делают до 20000 шагов за оборот за счет микрошага.
  2. Работа с программным обеспечением. К ним относятся производственные программы типа Kcam и Mach.
  3. Работа в различных режимах.

Устройства управления шаговыми двигателями могут функционировать как on-line (то есть подчиняясь командам компьютера) так и off-line (при помощи программы с внешнего устройства, например, флеш-накопителя). Применяется также совмещённый режим (он особенно выгоден при управлении одинаковыми процессами с меняющимися параметрами, управлении контрольными процедурами и опросе параметров, осуществляемом с вашего компьютера)

Блок управления шаговым двигателем.

Вместе с шаговым двигателем работает блок управления шаговым двигателем, который является источником тока для двигателя, осуществляет при необходимости дробление основного углового шага и выполняет коммутацию фаз двигателя. Блок управления обычно поддерживает как ручное, так и автоматическое управление электроприводами.

Современный блок управления электроприводом одновременно является и многофункциональным устройством – с возможностью программирования и синхронизации с другими устройствами, а также с возможностью включить автоматическое управление электроприводами. Существуют решения, при которых блок управления электроприводом программируемый.

В частности, блок управления шаговым двигателем может управляться с помощью компьютера. Подключение происходит через LPT-порт (в том числе и с программами для станков с ЧПУ), через COM-порт – получая специальные команды для определения характера (и алгоритма) движения шагового двигателя, в автономном автоматическом режиме без помощи компьютера или внешнего контроллера (если требуется автоматическое управление электроприводами технологических процессов) или в ручном режиме, когда скорость движения регулируется потенциометром, а направление движения – датчиком реверса.

Учитывая разнообразие шаговых двигателей, их управление зависит от типа самого двигателя. И в соответствии с этим и выбирается блок управления электроприводом.

Биполярный привод шагового двигателя и его управление.

Помимо биполярных двигателей существуют так же униполярные двигатели, обмотки которых имеют средние отводы, служащие для подключения к общему проводу – «земле».

Полный оборот выходного вала двигателя состоит из N-ного количества шагов. Большинство двигателей рассчитаны на шаг 1,8 градуса, таким образом, полный оборот выходного вала будет совершён за 360/1,8 = 200 шагов.

Привод шагового двигателя меняет положение выходного вала на один шаг при подаче на одну из обмоток напряжения питания. Направление протекания тока через обмотку при этом указывает на направление вращения. Для совершения следующего шага необходимо выключить первую обмотку и подать питание на вторую, соблюдая направление тока через обмотку. Итого за 100 полных циклов поочерёдной запитки обмоток мотор сделает ровно один оборот выходного вала.
Поэтому для направления токов требуются устройства управления шаговыми двигателями.

Способы управления электроприводом.

Для управления приводами существует ряд способов, применяемых в зависимости от характера решаемых задач и назначения шагового двигателя в разных областях промышленности.

  1. Одиночные импульсы. Данный способ управления электроприводом считается самым простым. Он основан на одновременном подключении только одной катушки. Для совершения полного оборота ротора требуется 48 импульсов. При этом каждый перемещает ротор на 7,5 градусов.
  2. Двойной импульс. В этом случае системы управления шаговыми двигателями основаны на одновременном подключении двух соседних катушек. Для полного оборота ротора требуется также 48 импульсов. Каждый импульс перемещает ротор на 7,5 градусов.
  3. Комбинированные импульсы. Суть в том, что устройство управления электроприводом чередует первый и второй способы. Двигателю требуется 96 импульсов, чтобы совершить один оборот. Каждый импульс перемещает ротор на 3,75 градуса.

Остались вопросы касательно управления электроприводом? Задайте их сотрудникам компании «Степмотор» и примите решение о приобретении системы управления шаговыми двигателями! Ведь купить контроллер шагового двигателя именно у нас – значит, получить качественный промышленный продукт за разумную цену.