Драйверы и контроллеры шагового двигателя
Введение в драйверы и контроллеры шаговых двигателей
Современные промышленные системы требуют высокой точности и надежности в управлении движением. Для этого в автоматизированных системах, таких как станки с ЧПУ, робототехника, транспортные системы и другие виды промышленного оборудования, применяются шаговые двигатели с контроллерами и драйверами. Они обеспечивают контроль скорости, положения и направления вращения двигателя.
Ключевые особенности драйверов и контроллеров шаговых двигателей
Принцип работы и назначение
Драйверы шаговых двигателей предназначены для преобразования электрических импульсов в дискретные шаги, которые вращают вал двигателя. Контроллеры же отвечают за подачу управляющих сигналов на драйверы, программируя работу двигателя с необходимой точностью и скоростью. Оба устройства являются критическими компонентами в системах автоматизации, где требуется точное управление движением.
Универсальность и совместимость
Многие современные драйверы, такие как OMD-88 и CWD860H, поддерживают различные шаговые двигатели, что позволяет использовать их в самых разных областях — от простых станков до сложных систем автоматизации. Эти драйверы способны работать с широким диапазоном напряжений и токов, что делает их подходящими как для маломощных, так и для более мощных двигателей.
Для более сложных систем управления часто используются контроллеры, такие как DM860D, которые обеспечивают гибкую настройку и программирование. Такие контроллеры можно интегрировать в промышленные сети для удаленного управления и мониторинга, что упрощает эксплуатацию и обслуживание оборудования.
Микрошаговый режим для максимальной точности
Один из главных факторов, который отличает современные драйверы, — это поддержка микрошагового режима. Например, драйвер CWD860H позволяет шаговому двигателю двигаться с большей плавностью и точностью, благодаря уменьшению углового шага. В системах, где требуется высокая точность позиционирования, таких как лазерные граверы, 3D-принтеры или роботизированные манипуляторы, микрошаговый режим помогает избежать рывков при движении и минимизировать вибрации.
Надежность и защита оборудования
Драйверы и контроллеры шаговых двигателей обычно имеют встроенные системы защиты, предотвращающие перегрев, перегрузку по току и короткое замыкание. Например, модель TB-6600-1 оснащена функциями автоматического отключения в случае превышения допустимых параметров, что значительно продлевает срок службы как самого драйвера, так и двигателя. Это особенно важно в условиях непрерывной эксплуатации, когда системы работают в режиме высокой нагрузки.
Примеры использования драйверов и контроллеров шаговых двигателей
Применение в станках с ЧПУ
Одной из самых популярных областей использования драйверов шаговых двигателей является управление ЧПУ станками. Для фрезерных станков, лазерных резаков и 3D-принтеров необходима высокая точность при выполнении операций. Модель CWD860 идеально подходит для таких задач, поскольку обеспечивает микрошаговый режим, позволяющий добиться плавного и точного движения инструментов по заданной траектории в микронном диапазоне.
Робототехника и автоматизированные системы
Драйверы и контроллеры шаговых двигателей, такие как OMD-15v2 и DM860D, находят широкое применение в робототехнике, где требуется надежное управление приводами различных механизмов. Роботы-манипуляторы, например, используют шаговые двигатели для управления положением "рук" и захватов с высокой точностью. Контроллеры, подобные DM860D, позволяют программировать сложные алгоритмы движения, синхронизируя работу нескольких двигателей одновременно.
В логистике и на автоматизированных линиях производства также активно применяются шаговые двигатели с контроллерами для автоматического перемещения грузов и компонентов. В таких системах требуется высокая скорость отклика и точность, что обеспечивает продукция, подобная OSM-88U.
Автоматизация и промышленные линии
На производственных линиях, где важно обеспечить стабильную работу в условиях высоких нагрузок, применяются драйверы, такие как OSM-42RA. Эти устройства позволяют шаговым двигателям выдерживать долгие циклы работы без перегрева и отказов. Например, на линиях по сборке автомобилей или бытовой техники, где необходимо точно контролировать перемещение деталей, такие драйверы оказываются незаменимыми.
Лазерные гравировальные станки
Для гравировки на металлах и неметаллах с высокой точностью подходят такие драйверы, как CWD860H, обеспечивающий микрошаговое управление. Это позволяет лазеру двигаться по поверхности материала без резких рывков, создавая четкие и детализированные изображения. Использование этого драйвера обеспечивает долговечную работу лазерного оборудования без необходимости в частом обслуживании.
Драйверы и контроллеры шаговых двигателей являются ключевыми элементами в системах автоматизации, где требуется высокая точность, стабильность и надежность работы. Модели, такие как OMD-88, CWD860H и DM860D, предлагают пользователям широкий спектр возможностей, включая микрошаговый режим, защиту от перегрева и перегрузок, а также гибкие возможности программирования. Эти устройства находят применение в самых различных отраслях, от станков с ЧПУ до сложных роботизированных систем, обеспечивая высокую производительность и надежность.Как получить любой драйвер и контроллер шагового двигателя в любую точку РФ за 2-3 дня и выиграть в цене?
Забудьте навсегда проблемы с оперативной доставкой драйверов и контроллеров шаговых двигателй. В 99% случаях вы получите ваш товар за 2-3 дня. Есть замена любым драйверам и контроллерам ЦЕНА ниже, чем у конкурентов.
Драйверы шагового двигателя
| Модель драйвера | Ток (А) | Напряжение (В) | Микрошаг |
|---|---|---|---|
| DM422C | 2.2 | 40 | 1/256 |
| DM542 | 4.2 | 50 | 1/128 |
| DM556D | 5.6 | 50 | 1/512 |
| DM860D | 6.0 | 80 | 1/256 |
Драйверы шагового двигателя CW motor
| Модель драйвера | Ток (А) | Напряжение (В) | Микрошаг |
|---|---|---|---|
| CWD556 | 5.6 | 50 | 1/256 |
| CWD860H | 7.2 | 110 | 1/256 |
| CWD860 | 7.2 | 90 | 1/256 |
| CW2283 | 8.3 | 220 | 1/256 |
Драйверы шагового двигателя Wantai
| Модель драйвера | Ток (А) | Напряжение (В) | Микрошаг |
|---|---|---|---|
| DQ542MA | 4.2 | 50 | 1/256 |
| DQ860MA | 7.8 | 80 | 1/256 |
Драйверы шагового двигателя OEM
| Модель драйвера | Ток (А) | Напряжение (В) | Микрошаг |
| TB-6600-1G201 | 3.5 | 40 | 1/16 |
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:
- Включать и выключать ток в обмотках, а также менять его направление. При выполнении этой задачи системы управления электроприводом работают без сбоев.
- Поддерживать заданное значение тока.
- 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:
- Возможность подключения к компьютеру. В зависимости от модели и конструкции контроллер управления шаговым двигателем подключается к компьютеру и регулируется с его помощью.
- 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.
- 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:
- Достижение высокой точности. Это связано с конструкцией, благодаря которой устройства управления шаговыми двигателями делают до 20000 шагов за оборот за счет микрошага.
- Работа с программным обеспечением. К ним относятся производственные программы типа Kcam и Mach.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
