LiveZilla Live Help
 Разработка и производство шаговых, вентильных, коллекторных электроприводов.
 Продажа электродвигателей, мотор-редукторов.

Бесплатный звонок по России

Динамические характеристики блоков управления шаговых двигателей «НПФ Электропривод»

Компания «НПФ Электропривод» разрабатывает шаговые приводы для любых двух- и четырехфазных двигателей. Главным критерием разработки является возможность управления как отечественными, так и импортными шаговыми двигателями. Определяющим фактором при выборе устройства управления является исключительно ток фазы.
Компания предлагает как драйвера, так и программируемые контроллеры для управления шаговыми двигателями.
Драйвер шаговых двигателей – устройство, управляющее одним двигателем в соответствии с подаваемыми импульсными сигналами шаг/направление, определяющими скорость и направление движения.
Контроллер шаговых двигателей – устройство, управляющее одним или несколькими двигателями и дающее возможность выбора режима управления:

  • ручной режим – задание параметров движения осуществляется с помощью кнопок и потенциометров, расположенных на самом блоке;
  • режим драйвера – управление подаваемыми импульсными сигналами  шаг/направление;
  • режим контроллера – запись программы движения в энергонезависимую память блока. Программа дает возможность использовать не только такие  простые команды как задание скорости, перемещения, ускорения, но также формировать циклы повторяющихся команд, выставлять паузы, использовать встроенное в контроллер реле и два дополнительных управляющих входа для синхронизации работы с другим оборудованием.

В качестве источника импульсных сигналов может быть использован разработанный двухканальный контроллер SMC-2, который дает возможность управления двумя приводами одновременно и кроме ручного управления предлагает режим программирования каждого канала в отдельности: импульсы подаются в соответствии с составленной программой.

Как известно, одними из основных проблем при использовании шаговых двигателей является потеря момента на больших скоростях и явление резонанса. Для борьбы с резонансом используют дробление шага. Предлагаемые шаговые приводы позволяют дробить шаг в 2, 4, 8, 16, 32 раза.

На больших скоростях ток в обмотках двигателя не успевает достигнуть номинального значения, что приводит к падению момента. Чтобы падение момента происходило как можно медленнее, нужно обеспечить высокую скорость нарастания тока в обмотках двигателя, за что отвечает блок управления. Так же для достижения большой скорости необходимо обеспечивать плавный разгон и торможение, это возможно выполнить с использованием предлагаемых компанией контроллеров.

«НПФ Электропривод» ведет научно-исследовательскую работу в области усовершенствования систем управления шаговыми двигателями.
В целях исследования влияния увеличения скорости на момент в 2012 году был разработан динамометрический стенд, изображенный на рис.1
Динамометрический стенд

Рис. 1. Динамометрический стенд
Стенд позволяет снимать характеристики двигателей в диапазоне:

  • скорости 0…3000об/мин;
  • момента 0…50Нм.

На рис. 2 приведена типичная зависимость момента от скорости шагового двигателя с драйвером серии SMD при напряжении питания 48В, дроблении шага 1/2 и 1/16. Как видно из графика, дробление шага на низких скоростях не приводит к падению момента, уменьшает влияние резонанса и расширяет динамический диапазон работы двигателя.


Скорость
Шаг/с 1/2
об/мин
1/16
об/мин
1000 150 19
2000 300 37,5
3000 450 56
4000 600 75
5000 750 94
6000 900 112,5

График зависимости крутящего момента двигателя FL57STH76-2804 с драйвером SMD-4.2

Рис. 2. График зависимости крутящего момента двигателя FL57STH76-2804 с драйвером SMD-4.2 (напряжение питания 48 В): а – дробление шага 1/2, б – дробление шага 1/16…1/8 оказывает благоприятно влияние на работу двигателя.
На рис. 3 наглядно отображены преимущества и недостатки последовательного и параллельного подключения обмоток.

График зависимости крутящего момента двигателя AD-200-31 с драйвером SMD-4.2

Рис. 3. График зависимости крутящего момента двигателя AD-200-31 с драйвером SMD-4.2 (напряжение питания 48В, дробление 1/2): а – последовательное подключение обмоток,
б – параллельное подключение обмоток.
Как видно из графика, при последовательном подключении обмоток статический крутящий момент выше, но с ростом частоты он падает значительно быстрее. При параллельном подключении обмоток статический момент ниже, но сохраняется постоянным дольше.
Такие данные позволяют не только подобрать подходящий двигатель и блок управления, но и выбрать способ подключения обмоток, в зависимости от поставленной перед двигателем задачей.