Комплектующие для станков с ЧПУ и систем автоматизации

Комплектующие для станков с ЧПУ и систем автоматизации

Шаговые двигатели 3-х фазные

По сравнению со стандартными 2х фазными шаговыми двигателями, 3х фазные ШД обладают рядом преимуществ. 3х фазные ШД выдают более равномерный момент при вращении, ротор меньше вибрирует, ниже уровень шума. Также эти ШД способны ускорятся и тормозить лучше чем 2х фазные ШД. У 3х фазных ШД рабочий момент лучше сохраняется на высоких оборотах. Поэтому 3х фазные ШД рекомендуется применять в оборудовании, если необходима высокая точность позиционирования, низкий уровень вибрации и шума. Кроме этого упрощается проводка оборудования, поскольку для управления 3х фазным ШД необходимо 3 провода, а не 4, как у 2х фазного ЩД.

Если Вы не нашли в нашем ассортименте необходимый товар — обязательно свяжитесь с нами. Возможно товар находится в пути или мы доставим Вам его под заказ в кратчайшие сроки.

Шаговые двигатели с одним валом 3-х фазные, Purelogic

Трехфазные шаговые двигатели (3 обмотки, 3 вывода, соединение «звезда»). Размеры — 42мм, 57мм, 86мм, 110мм и 130мм. Угловой шаг 1.2°. Вал с одной стороны.

• Документация
  • Паспорт

Шаговые двигатели 3-х фазные, Leadshine

Трехфазные шаговые двигатели (3 обмотки, 3 вывода, соединение «треугольник») производства Leadshine (Китай). Шаговые двигатели Leadshine широко известны на российском рынке и хорошо зарекомендовали себя в станках ЧПУ и системах автоматизации во всем мире, благодоря высокому качеству изготовления и стабильным характеристикам. Размеры — NEMA 23(57мм) и 34(86мм). Угловой шаг 1.2°. Вал с одной стороны. Представлены модели разного размера и разной мощности.

• Документация
  • Эксплуатация
  • Информация

Устройство и предназначение.

Шаговый двигатель — это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора. В отличие от сервоприводов, шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения. Шаговые двигатели широко применяются в станках ЧПУ, системах автоматизации и управляются специальными устройствами — драйверами шагового двигателя. Угловой шаг представленных в каталоге 3х-фазных ШД: 1.2°, сопротивление фазы 0.24 Ом — 1.4 Ом, индуктивность 0.267 мГн — 9.82 мГн. Вал с одной стороны.

3х фазный шаговый двигатель (ШД) обладает рядом важных преимуществ перед стандартным двухфазным ШД:

• более равномерный момент при вращении;
• более низкий уровень шума и вибрации ротора;
• лучшие характеристики разгона и торможения;
• лучшее сохранение рабочего момента на высоких оборотах.

Приводы, построенные на основе таких двигателей, показывают стабильную и качественную работу, обеспечивают высокий крутящий момент.

Сфера применения трехфазных ШД не отличается от сферы применения двухфазных ШД за исключением большей плавности перемещений, большего рабочего момента и меньшего уровень шума.

Как правильно выбрать.

При выборе любого шагового двигателя необходимо учитывать следующие параметры:

• фланец и диаметр вала;
• индуктивность;
• момент;
• зависимость момента от скорости;
• угловой шаг;
• рабочий ток.

С этим товаром покупают:

Четырехфазный шаговый электродвигатель ШДР-521

Общие сведения

Четырехфазный шаговый электродвигатель ШДР-521 предназначен для отработки дискретных угловых перемещений при переключении его обмоток, осуществляемом специальным электронным коммутирующим устройством.
Двигатель предназначен для внутригосударственных поставок и для поставок на экспорт.

Структура условного обозначения

ШДР-521:
ШДР — шаговый двигатель с реактивным ротором;
521 — условное обозначение габарита.

Условия эксплуатации

Температура окружающего воздуха при эксплуатации от минус 50 до 50°С.
Верхнее значение относительной влажности в течение 48ч — 98% при температуре (20±5)°С.
Двигатель выдерживает воздействие:
Вибрационных нагрузок в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц, с ускорением 100 м·с — 2 (10g) в течение 10 мин.
Линейные (центробежные) нагрузки с ускорением 1000 м·с — 2 (100g) в течение 10 мин.
Номинальный режим работы продолжительный.
Двигатель в течение 2 ч допускает работу в режиме фиксированной стоянки под током при номинальном напряжении питания с последующим полным охлаждением.
Конструктивное исполнение по способу монтажа — IМ3082 в соответствии с ГОСТ 2479-79.
Рабочее положение в пространстве произвольное.
Сопротивление изоляции обмоток и других токоведущих цепей относительно корпуса составляет не менее:
50 МОм при практически холодном состоянии двигателя в нормальных климатических условиях.
5 МОм при верхнем значении температуры окружающей среды.
1 МОм во всех условиях в процессе эксплуатации и хранения, в том числе после пребывания при верхнем значении относительной влажности окружающей среды.
Изоляция электрических цепей относительно корпуса двигателя в нормальных климатических условиях выдерживает без пробоя и перекрытия испытательное напряжение 500 В (действующее значение) переменного тока с частотой 50 Гц.
Двигатель соответствует требованиям технических условий ОДС.515.162 и комплекта конструкторской документации согласно 1ДС.599.173Сп.
Условия транспортирования двигателя в упаковке предприятия-изготовителя в части воздействия механических факторов соответствуют условиям С по ГОСТ 23216-78, в части воздействия климатических факторов — такими же как условия хранения 5 по ГОСТ 15150-69.
Условия хранения двигателя соответствуют условиям I (отапливаемое хранилище) и условиям 5 (навесы в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом) по ГОСТ 15150-69.
В процессе хранения допускается коррозия элементов двигателя, не нарушающая его параметров.
Эксплуатацию двигателей следует проводить в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации.
Изготовитель гарантирует качество двигателя при соблюдении режимов работы и условий эксплуатации, правил хранения и транспортирования. ОДС.515.162

Технические характеристики

Номинальное напряжение, В — 28 Номинальный вращающий момент, Н·м — 0,0078 Номинальный момент инерции нагрузки, кг·м 2 — 4,9·10 — 7 Номинальная приемистость, шаг·с -1 , не менее — 500 Максимальная приемистость, шаг·с -1 , не менее — 580 Номинальный шаг. ° — 9 Потребляемый ток при частоте отработки шагов не менее 500 шаг·с -1 , А, не более — 2,5 Статическая погрешность отработки шагов при холостом ходе, . °, не более — ±1,8 Потребляемый ток при температуре окружающей среды минус 50°С, А, не более — 3,5 Масса двигателя, кг, не более — 0,46
Примечания: 1. Под напряжением питания понимают напряжение на участке электрической цепи, состоящей из обмотки фазы двигателя и последовательно соединенного с ней добавочного сопротивления (11±0,5) Ом, в режиме фиксированной стоянки двигателя под током.
2. Под потребляемым током понимают среднее значение тока, протекающего в общем проводе (вывод 5, рис. 1).

Принципиальная электрическая схема подключения электродвигателя ШДР-521 к электронному коммутирующему устройству
G — генератор импульсов;
S — электронное коммутирующее устройство;
M — двигатель; R — форсировочный резистор;
pV — вольтметр; pA — амперметр
Минимальная наработка двигателя — 1100 ч, в том числе 100 ч при верхнем значении температуры окружающей среды.
Минимальный срок службы двигателя — 8,5 лет.
Минимальный срок сохраняемости двигателя при хранении в отапливаемом хранилище — 8,5 лет, в том числе:
не более 1 года в упаковке предприятия-изготовителя;
не более 8,5 лет вмонтированным в аппаратуру объекта.
В пределах срока сохраняемости допускается хранение двигателя вмонтированным в аппаратуру защищенного объекта не более 1 года под навесом.
Гарантийная наработка — в пределах гарантийного срока эксплуатации — 1100 ч.
Гарантийный срок эксплуатации — 8,5 лет.
Гарантийный срок хранения в пределах гарантийного срока эксплуатации — 8,5 лет.

Двигатель четырехфазный, одностаторный, индукторного типа с самовозбуждением, реверсивный.
Управление двигателем осуществляется от электронного коммутирующего устройства по четырехтактной системе однополярной парной коммутации.
Статор двигателя имеет четыре обмотки управления. Сердечник ротора имеет десять зубцов.
В режиме фиксированной стоянки под током в каждый момент времени находятся под напряжением две обмотки управления. Образующееся при этом магнитное поле удерживает зубчатый ротор в определенном положении.
В режиме дискретного вращения осуществляется коммутация обмоток фаз статора в последовательности, указанной на рис. 2. При этом происходит дискретное перемещение магнитного поля статора, что приводит к дискретному повороту ротора с единичным шагом 9°.

Форма импульсов напряжения
U — напряжение питания; t — время;
a — длительность фронта импульса, a Ј10 мкс;
в — временной сдвиг между импульсами, в/Т = 0,25;
t 1 — длительность импульса напряжения в обмотке фазы,
t 1 /T = 0,5; T — период импульсов напряжения в обмотке фазы
Направление вращения вала правое со стороны выхода вала при чередовании импульсов, указанных на рис. 2.
Реверс осуществляется за счет изменения порядка чередования импульсов напряжения питания на обратный.
Общий вид двигателя представлен на рис. 3.

Общий вид электродвигателя ШДР-521
1 — панель; 2, 10, 16 — винты; 3, 14 — втулка;
4 — обмотка; 5 — корпус; 6 — ротор;
7 — магнитопровод; 8 — щит; 9 — фланец;
11 — шайба защитная; 12 — трубка защитная;
13 — вал; 15, 17 — подшипники; 18 — вывод
Статор двигателя состоит из магнитопровода с четырехфазной обмоткой. Магнитопровод набран из листов магнитомягкого материала толщиной 0,35 мм. Обмотка выполнена медным проводом круглого сечения и уложена в восьми изолированных пазах магнитопровода.
Выводы от обмотки, выполненные проводами сечением 0,12 мм 2 каждый, выходят через изолирующую втулку в корпус и подпаиваются к панели. Панель крепится к корпусу двумя винтами.
Корпус и щит выполнены из немагнитного материала. Крепление щита к корпусу осуществлено с помощью винтов.
Ротор двигателя представляет собой зубчатый сердечник, набранный из листов магнитомягкого материала. Сердечник напрессован на вал.
Ротор вращается в двух шариковых радиальных однорядных подшипниках. На вал подшипники насажены до упора в заплечик. Наружная обойма подшипника закреплена в щите фланцем.
Фланец крепится к щиту винтами.
На валу подшипник закреплен втулкой с помощью лазерной сварки.
Наружная обойма подшипника расположена в гнезде корпуса и не закреплена.
Вал изготовлен из стали, обладающей повышенной коррозионной стойкостью.
На выступающий конец вала нанесена консервационная смазка ЦИАТИМ-221, ГОСТ 9433-80 и надета защитная трубка.
Защитная шайба предохраняет двигатель от попадания внутрь консервационной смазки.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры представлены на рис. 4.

В комплект поставки входят двигатель и паспорт. Техническое описание и инструкция по эксплуатации поставляются по запросу потребителя в одном экземпляре с первой партией двигателей.

Шаговый двигатель — что это и как им управлять?

Шаговые двигатели (далее ШД) используются в приводах и позиционирующих системах. у них довольно простая конструкция,поэтому у них невысокая цена и высокая надёжностью.

Для примения ШД не требуются дорогие и сложные системы управления. нет необходимости в устройствах контроля скорости и положения. главный недостаток отсутстие обратной связи. т.е возможнао накоплении ошибки при заклинивании привода.
в начале эпохи ШД имели малое количество шагов и имели большие габариты. но в настоящий момент технологии не стоят на месте. шаговые двигатели стали компактнее. поэтому расширилось их применение.
Все шаговые двигатели можно разделить на три вида
Реактивные:

реактивный ШД в разрезе.
а) трехфазный б) четырёхфазный.

На постоянных магнитах:

Четырехфазный ШД на постоянных магнитах в разрезе.

Схема гибридного ШД:
1 — магнитопровод статора, 2 — обмотки, 3 — магнитопровод ротора, 4 — обмотка статора, 5 — постоянный магнит.

Схема ротора гибридного ШД:
1 — шихтовая сталь, 2- постоянный магнит.

наиболее доступными и популярными являются гибридные ШД. дркгие дплее не будем расматривать.
Расмотрим как управлять. Бывает одно и двухфазное возбуждение. В дальнейшем мы рассматривать четырехфазный ШД т.к. в трехфазных аналогично.

Инерция ротора — один из недостатков ШД. т.е. при остановке в определенном положении ротор стремится «пролететь» дальше. из-за этого возникает зозбуждение в обмотке — броски тока. поэтому для их гашения устанавливают токо отводящие диоды. Существует два режима управления — полный шаг и полу шаг (еще круче микрошаг). с полным шагом все понятно: поочередно импульсы подаются на каждую обмотку.
В режиме полушага: ток подается на обе соседние обмотки, поэтому ротор зависает между полюсами — ротор делает половинный шаг.

Как оно там происходит видно на рисунке ниже:

В режиме микро шага еще сложнее: ток на соседние обмотки подается дозированно. например 25% на одну и 75% на другую.
Сравнение однофазного, двухфазного и полушагового управления:
а) однофазное; б) двухфазное; в) полушаговое.

Это все теории. как же заставить его крутиться.

берем плата (драйвер) ULN 2003, как самый простой. мах отк для него 0.5А

данная плата имеет четыре входа — этои есть фазы ШД (условно). для вращения ротора ШД надо попеременно подвать +5в на каждый вход.
«бегущая еденица». берем кабель ЛПТ и подключает 2 3 4 5 пины кабеля ЛПТ к данной схеме

качаем программу ARV Research — Full LPT — плагин Hardware Control запускаем. устанавливаем включение пинов LPT как показано на рисунке.

и запускаем Play и Ура. двигатель сделал 4 шага.
далее зацикливаем программу и запускаем.

Шаговый 4-х фазный двигатель 5V с платой управления ULN2003

• Описание

Шаговый 4-х фазный двигатель 28BYJ-48-5V с платой управления ULN2003

Такие двигатели разработаны для применения в механизмах, где детали поворачиваются точно на требуемый угол. Вращение вала шагового двигателя состоит из малых перемещений – шагов. 28BYJ-48-5V – шаговый двигатель низкой мощности. Чаще всего мы видим результат работы маломощного шагового двигателя интересуясь который час глядя на стрелки циферблата электромеханических часов. Работа более мощных шаговиков нам видна когда мы следим за перемещением каретки матричного или струйного принтера.

Одно из множества применений 28BYJ-48-5V в любительской робототехнике – использование для привода колес шасси. Используя 28BYJ-48-5V легко получить модель электропривода робота относящегося к классу мотор-колесо. Это позволяет собирать роботов способных развернуться на месте и обладающих точным позиционированием в пространстве благодаря цифровому управлению двигателем. Смотрим видео.

Используя шаговый двигатель можно собрать локатор для обнаружения препятствий движению подвижной платформы. Ультразвуковой или ИК датчик отраженного излучения благодаря работе 28BYJ-48-5V могет поворачиваться в обоих направлениях в пределах требуемого угла. Будет происходить сканирование сектора окружающего пространства. Зная положение вала мотора благодаря импульсному управлению и дистанцию до препятствия получаемую от датчика, можно сформировать картину расположения окружающих предметов.
Существует модификация 24BYJ48-12V предназначенная для питания от 12 вольт используемая в кондиционерах для тяги шторок.

Импульс тока вызывает перемещение вала на угол обусловленный углом, занимаемым на роторе одним магнитом. Увеличение количества полюсов ротора уменьшает шаги, что позволяет нарастить точность позиционирования. Поворот вала на нужный угол под действием известного количества импульсов тока дает возможность исключить из системы управления механическим приводом контроль угла поворота.
Шаговый двигатель предназначен для вращения деталей механизмов с точно задаваемой скоростью регулируемой цифровым способом. Импульсы подают на фазы в определенной последовательности. 28BYJ-48-5V содержит пластмассовый понижающий редуктор.

Передаточное число редуктора двигателя 28BYJ-48-5V примерно 64:1.

Чаще всего используются два способа управления: 4 ступени импульсов и 8 ступеней. В 4-ступенчатом управлении всегда подключены к питанию две из четырех обмоток двигателя – полношаговый метод управления. Программная библиотека Stepper для Arduino IDE использует именно такой способ управления. Если фазам по цвету проводов присвоить обозначения А синий, Б розовый, В желтый, Г оранжевый, то получим наименования фаз А, Б, В, Г. Их поочередное включение можно представить в виде последовательной смены сочетаний включенных фаз АБ-БВ-ВГ-ГА-АБ.
В 8-ступенчатой последовательности включается сначала одна фаза потом две, потом опять одна следующая, снова две и так далее. Управление мотором происходит в соответствии с последовательностью: А-АБ-Б-БВ-В-ВГ-Г-ГД-Д-ДА-А.
Более наглядно теория изложена в следующем видео о подключении 28BYJ-48-5V к Raspberry Pi.

Cкорость вращения
номинальная 15 об/мин
максимальная 25 об/мин
Питание
напряжение 5 В
ток
каждая обмотка 160 мА,
в 4-шаговом режиме 320 мА,
при быстром вращении 200 мА.
Сопротивление фаз при измерении от провода питания 41 Ом
Количество шагов ротора 64
Коэффициент редукции 1/63,68395
Угол шага двигателя без учета редуктора
при 4-ступенчатой последовательности 11,25 ° (32 шага на оборот)
при 8-ступенчатой последовательности 5,625 ° (64 шага на оборот)
Количество шагов вала мотора 28BYJ-48 за один оборот
в 4-ступенчатой последовательности 32 x 64 = 2048
в 8-ступенчатой последовательности 64 x 64 = 4096
Крутящий момент не менее 34,3 мНм (120 Гц)
Тормозящий момент 600–1200 гсм
Тяга 300 гсм
Изоляция класса А
Шум на расстоянии 0,1 м не более 35 dB
Вес 33 г

Размеры мотора 28BYJ-48-5V.

Так как основное назначение мотора управление шторкой кондиционера то коэффициент редуктора не точно соответствует 1:64, а на самом деле 1:63,68395. Это означает, что будет не 4096 шагов на оборот, а 4075,772.

ПЕРЕДЕЛКА В БИПОЛЯРНЫЙ – УВЕЛИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ

При необходимости удвоения крутящего момента выполняют простую доработку схемы соединения фаз в двигателе. При этом красный провод питания будет не задействован, а мотор 28BYJ-48-5V становится двухфазным биполярным. В схеме управления будет использовано 4 провода. Доработка заключается в разрыве дорожки как изображено на фото.

Модернизация мотора 28BYJ-48-5V.

Отводы от центров обмоток отсоединяются друг от друга и не используются. Теперь фазы и обмотки становятся одним и тем же.
Две фазы вместо четырех содержат витки, распределенные между двумя а не четырьмя фазами. Теперь у одной фазы вдвое большее количество витков. Одна фаза имеет контакты розовый, оранжевый другая желтый, синий. Магнитное поле при удвоенном количестве витков удваивается и крутящий момент возрастает. Но схема управления сложнее. Она должна коммутировать обмотки так, чтобы ток мог протекать в обоих направлениях. Поэтому двигатель 28BYJ-48-5V после доработки становится биполярным. Управление двумя фазами, а не четырьмя снижает дискретность перемещения в два раза. Более подробно о переделке рассказано в видеофрагменте.

Модуль ULN2003 управления шаговым двигателем

Электронный модуль содержащий микросхему ULN2003A предназначен для управления однополярным четырехфазным шаговым двигателем. Модуль принимает на себя нагрузку по силовой коммутации токов фаз мотора, защищая управляющую логическую схему от перегрузки по току и от перегрева. Например, при возрастании нагрузки на валу, в этот момент потребление тока увеличивается.

Ток нагрузки одного выхода предельный 500 мА
Напряжение питания 5 или 12 В
Размеры 28 x 28 x 20 мм

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ULN2003A

Схема модуля ULN2003A.

На входы модуля IN1…IN4 поступают сигналы управления мощными ключами, входящими в состав микросхемы U1. Схема мощного ключа U1 на составном транзисторе приведена в верхнем левом углу изображения. Нагрузка подключается к соединителю CONM-MTR. В нашем случае это фазы двигателя. Вспомним, что все фазы мотора подключены одним контактом к положительному полюсу питания схемы. Под действием управляющего сигнала на входе Input X открывается выходной транзистор микросхемы и соединяет выход Output X с общим проводом. К выходам Output подключены вторые контакты фаз. Диод в схеме составного транзистора подключен к контакту COM, здесь это провод питания. Роль этого диода состоит в ограничении выходного напряжения не выше напряжения питания микросхемы плюс примерно 0,6 вольт. Такая защита цепей схемы необходима из-за импульсов напряжения появляющихся при коммутации фаз двигателя.
Светодиоды показывают какой выход микросхемы подключен к общему проводу. Для их работы следует установить перемычку J1. Она устанавливается только при питании модуля 5 В. Отслеживание свечения светодиодов помогает отладить схему соединения двигателя и управляющую программу. В дальнейшем для экономии тока питания перемычка J1 снимается.

Соединитель на жгуте двигателя устанавливается в ответную часть разъема на плате модуля. Питание подключается к штырям + и – возле перемычки. Для питания следует использовать отдельный источник, дающий ток до 1 А.

Соединения двигателя 28BYJ-48-5V и модуля управления ULN2003A.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ В ARDUINO IDE

Stepper – программная библиотека входит в Arduino IDE и предназначенная для работы с шаговыми двигателями без редуктора. Библиотека Stepper поддерживает только полношаговый метод управления и имеет сильно ограниченные возможности. Предназначена для решения простых задач при управлении одним двигателем.
Stepper2.ino – программа, содержащая полный набор функций, которые могут быть использованы для запуска 28BYJ-48-5V. Обсуждение программы на странице куда ведет ссылка. Планы преобразовать программу в полноценную библиотеку так и не были реализованы.
Custom Stepper – библиотека может быть использована для управления различными шаговиками, но настройки по умолчанию для 28BYJ-48-5V.
AccelStepper – библиотека работает эффективно. Нагрев двигателя меньше, поддерживает изменение скорости.
Имеет объектно-ориентированный интерфейс для 2, 3 или 4-выводных шаговых двигателей.
Поддержка регулировки скорости.
Поддержка нескольких шаговых двигателей.
Функции API не используют функцию delay и не прерывают работу.
Поддержка выбора функции для шага позволяет работать совместно с библиотекой AFMotor.
Поддержка низких скоростей.
Расширяемый API.
Поддержка подклассов.

Набор для использования шагового двигателя в различных приборах. Поставка вместе с двигателем платы управления ULN2003A сокращает время на наладку и сборку электромеханического прибора. Шаговый двигатель и управляющий им модуль имеют соединители одного типа. Использование набора совместно с микроконтроллерным модулем позволяет собирать различные моторизованные системы. Набор ориентирован на специалистов хорошо владеющих программированием и не имеющих большого опыта монтажа пайкой. Предназначен для привода широкого спектра механизмов.
Шаговый 4-х фазный двигатель 5V с платой управления ULN2003 должны подключаться к одному источнику питания 5 В.