Электродвигатели шаговые

Электродвигатели шаговые

Рабочие органы ряда механизмов при выполнении ими производственных операций должны перемещаться дискретно, шагами. К таким механизмам относятся киносъемочная и проекционная аппаратура, приборы времени, механизмы подач различных станков, устройства перемещения валков прокатных станов и многие другие. Для привода этих рабочих органов целесообразно, очевидно, применять двигатель, способный по своему принципу действия обеспечить подобное дискретное движение. Таким двигателем является шаговый двигатель, ротор которого совершает шаговые перемещения определенной величины с фиксацией положения ротора в конце каждого шага.
Широкое распространение шагового электропривода определяется еще и тем обстоятельством, что он хорошо сочетается с цифровыми вычислительными машинами, программными устройствами и различными цифровыми управляющими приборами, которые все шире применяются во многих отраслях техники.
Современный шаговый двигатель по принципу действия является синхронным двигателем, магнитное поле которого перемещается (вращается) в воздушном зазоре не непрерывно, а дискретно, шагами. Это достигается тем, что обмотки статора питаются от специального источника импульсов напряжения, которые подаются на обмотке статора в определенной последовательности.
Принцип получения дискретного перемещения ротора рассмотрим на примере простейшей схемы двухфазного шагового двигателя, изображенной на рис. 1. Отметим, что под числом фаз шагового двигателя понимается количество каналов, по которым двигатель получает напряжение от источника питания. В схеме рис. 1 таких каналов два.
Двигатель имеет на статоре две пары явно выраженных полюсов, на которых находится обмотка возбуждения (управления) — первая I с выводами 1Н — 1К, и вторая II с выводами 2Н — 2К. Каждая из обмоток состоит из двух частей, находящихся на противоположных полюсах двигателя. Эти части (полуобмотки) соединены между собой таким образом, что при подаче напряжения на обмотку образуется магнитное поле с полюсами N—S, а при изменении полярности напряжения изменяется на противоположную и полярность магнитных полюсов.
Питание обмоток двигателя осуществляется, как правило, импульсами напряжения прямоугольной формы, поступающими с выхода специального коммутатора напряжения. Коммутатор обычно получает питание в виде напряжения постоянного тока Uu, преобразует его в импульсы напряжения, частота и последовательность которых задается импульсным сигналом управления, и подает их на обмотки двигателя. Коммутатор и шаговый двигатель образуют основную часть шагового привода. Ротор двигателя в рассматриваемой схеме представляет собой двухполюсный постоянный магнит.

Рис. 1. Принцип работы шагового двигателя.

Предположим, что в начальный момент работы шагового двигателя (рис. 1, а) подано напряжение на обмотку I. Протекание тока по этой обмотке вызовет появление магнитного, поля статора с вертикально расположенными полюсами N — S. В результате взаимодействия этого поля с постоянным магнитом ротора последний займет указанное на рисунке положение, в котором оси магнитных полей статора и ротора совпадают и ротор находится в положении устойчивого равновесия. Отметим при этом, что отклонение оси магнитного поля статора или ротора от этого положения вызовет в соответствии с формулой (2) появление синхронизирующего момента, стремящегося вернуть ротор в равновесное положение.
Допустим теперь, что с помощью коммутатора напряжение снято с обмотки I управления и подано на обмотку II с указанной полярностью. Протекание тока по обмотке II приведет к образованию магнитного поля статора уже с горизонтальными полюсами N — S (рис. 1, б). Другими словами, отключение обмотки I и подключение обмотки II вызовут дискретное скачкообразное перемещение оси магнитного поля статора на четверть окружности.
При повороте магнитного поля статора между осями полей статора и ротора появится угол рассогласования и на ротор в соответствии с формулой (2) начнет действовать синхронизирующий момент, стремящийся переместить ротор в новое положение равновесия. Это новое положение ротора будет соответствовать его повороту на четверть окружности (изображено сплошной линией на рис. 1, б). Таким образом, после переключения обмоток ротор совершил шаговое перемещение на четверть окружности вслед за поворотом магнитного поля статора, причем новое положение ротора также является фиксированным и устойчивым.
Предположим далее, что отключилась обмотка II и вновь подано напряжение на обмотку I, однако уже противоположной полярности. Магнитное поле статора при этом (рис. 1, в) вновь дискретно повернется на четверть окружности, но будет иметь уже противоположную приведенной на рис. 1, а полярность полюсов. Вновь на ротор будет действовать синхронизирующий момент, который повернет его в положение, изображенное на рис. 1, в. Следующий шаг в том же направлении ротор может совершить, если будет отключена обмотка I и подключена обмотка II с обратной полярностью напряжения. И, наконец, ротор завершит полный оборот при снятии напряжения с обмотки II и подаче напряжения на обмотку I с полярностью, указанной на рис. 1, а.
Рассмотренный способ коммутации обмоток двигателя, который обеспечивает шаговое перемещение на угол 90°, не является для схемы на рис. 1, а единственно возможным. Существует другой способ, который позволяет при той же конструкции двигателя уменьшить шаг ротора вдвое. Рассмотрим этот способ коммутации.

Допустим, что исходное положение двигателя соответствует схеме рис. 1, а. Подключим теперь обмотку II с полярностью, соответствующей магнитному полю на рис. 1, б, не отключая в то же время обмотку I. При этом образуется вторая — горизонтальная система полюсов, магнитное поле двигателя будет представлять собой результат сложения магнитных полей двух пар полюсов и ось результирующего поля будет располагаться посередине полюсов с одинаковой полярностью, как это и показано на рис. 1, г. Поэтому ротор после подключения обмотки II повернется только на угол 45° (рис. 1, г), а не на угол 90°.
Для совершения следующего шага в 45е достаточно лишь снять напряжение с обмотки L В этом случае магнитное поле двигателя будет соответствовать изображенному на рис. 1, б и ось магнитного потока статора расположится уже горизонтально. Следующий шаг совершится при подключении обмотки I на противоположную полярность напряжения без отключения обмотки II и т. д. Такая схема коммутации, при которой подключаются поочередно одна или две обмотки, является примером так называемой несимметричной схемы коммутации в отличие от рассмотренной вначале симметричной схемы.
В общем случае угловой шаг рассмотренного двигателя а определяется следующей формулой:

где р— число пар полюсов двигателя; п — количество подключений (тактов) в цикле, равное числу фаз при симметричной коммутации и удвоенному числу фаз при несимметричной коммутации.
Для рассмотренного примера р = 2, п = 2 для первой схемы коммутации и п — 4 для второй схемы, соответственно

Шаговый двигатель легко позволяет реверсировать (изменять на противоположное) направление своего движения при любом положении ротора. Для реверса двигателя, например, при симметричной схеме коммутации достаточно включить на обратную полярность напряжения обмотку, которая была отключена на данном такте коммутации. Ротор двигателя при этом совершит шаг в противоположном направлении.
Выше уже говорилось о том, что. управляющим сигналом для шагового привода является, как правило, маломощный импульсный сигнал, поступающий на вход шагового привода от цифрового управляющего прибора или программного устройства. При нормальной работе шагового двигателя каждому импульсу управления строго соответствует шаг двигателя, причем это соотношение выполняется как в установившемся, так и в переходных режимах работы двигателя.
Установившийся режим работы двигателя соответствует постоянной частоте управляющих импульсов, при этом средняя частота вращения ротора пропорциональна этой частоте. Движение ротора в установившемся режиме может иметь монотонный или колебательный характер в зависимости от сочетания параметров двигателя, нагрузки и. частоты управляющего сигнала.
К переходным режимам двигателя относятся его пуск, реверс, торможение и переход с одной частоты управляющих импульсов на другую. Пуск двигателя осуществляется скачкообразным (или постепенным) увеличением частоты входного сигнала от нуля до рабочей, торможение — снижением частоты до нуля, а реверс — изменением последовательности коммутации обмоток двигателя.
Переходные режимы являются для шагового двигателя наиболее сложными, так как вследствие электромагнитной инерции обмоток двигателя, механической инерции его ротора и наличия момента нагрузки на валу ротор двигателя может не успеть отработать полностью все импульсы, поступившие на вход шагового привода. Та максимальная частота управляющих импульсов, при которой возможен пуск двигателя из неподвижного состояния без выпадения из синхронизма (пропуск шагов), называется частотой приемистости. Чем выше электромагнитная и механическая инерция двигателя, чем больше момент его нагрузки, тем частота приемистости меньше. С другой стороны, увеличение максимального значения синхронизирующего момента двигателя и уменьшение углового шага позволяют повысить верхний предел частоты приемистости.
Современные шаговые двигатели имеют многообразные конструктивные исполнения. Основная их классификация производится чаще всего в зависимости от числа фаз двигателя и устройства магнитной системы. Шаговые двигатели бывают однофазными, двухфазными и многофазными и могут иметь активный или пассивный ротор. Рассмотрим основные типы шаговых двигателей и их количественные характеристики и параметры.
Шаговые двигатели с активным ротором имеют ротор, выполненный из постоянных магнитов или снабженный обмоткой возбуждения, как у обычных синхронных двигателей. Широкое распространение получили вследствие своей высокой экономичности и надежности в работе, технологичности изготовления, небольших габаритов и веса двигатели с ротором из постоянных магнитов. Этот тип двигателя и приведен в качестве примера на рис. 1. Обычно шаговые двигатели с активным ротором имеют относительно крупный шаг ротора — от 90 до 15°, что связано главным образом с трудностями изготовления активного ротора с малыми полюсными делениями. Уменьшение шага в таких двигателях может достигаться увеличением числа фаз и тактов коммутации, а также применением двухстаторной или двухроторной конструкции двигателя.
Максимальные частоты вращения шаговых двигателей этого типа составляют 2000—3000 об/мин, а их частота приемистости лежит в пределах от 70 до 500 Гц.
Отечественной промышленностью выпускается несколько серий таких шаговых двигателей: четырехфазные типа ШДА, двух- и четырехфазные типа ДШ и ДША соответственно, трехфазные типа ШДА-3 и ряд других. Некоторые технические данные этих двигателей приведены в табл. 10, где fn — частота приемистости двигателя при номинальной нагрузке, a Un — напряжение постоянного тока источника питания.

Таблица 2

Управление шаговым двигателем. Схема и описание

Шаговые двигатели не сильно отличаются от многих классических двигателей. Для управления шаговым двигателем необходимо подавать постоянное напряжение на обмотки в точной последовательности. Благодаря этому принципу, можно обеспечить точный угол поворота оси.

Более того, оставив напряжение питания на одной или нескольких обмотках двигателя, мы переводим двигатель в режим удержания. Шаговые двигатели получили широкое распространение в технике, к примеру, их можно найти в гибких дисководах, сканерах и принтерах. Существует несколько типов шаговых двигателей.

Типы шаговых двигателей

Существуют три основных типа шаговых двигателей:

1. Двигатель с постоянным магнитом
2. Двигатель с переменным магнитным сопротивлением
3. Гибридный двигатель

Шаговый двигатель с постоянными магнитами

Шаговый двигатель с постоянными магнитами применяется наиболее часто в устройствах бытового назначения, нежели в промышленных устройствах. Это недорогой двигатель, имеющий низкий крутящий момент и низкую скорость вращения. Он идеально подходит для устройств компьютерной периферии.

Производство шагового двигателя с постоянными магнитами несложно и экономически оправдано, когда дело касается производства больших объемов. Однако из-за его относительной инертности, применение ограничено в устройствах, где требуется точное позиционирование по времени.

Шаговый двигатель с переменным магнитным сопротивлением

В шаговом двигателе с переменным магнитным сопротивлением нет постоянного магнита, и как результат этого — ротор вращается свободно, без остаточного крутящего момента. Этот тип двигателя часто используется в малогабаритных устройствах, например, в системах микро-позиционирования. Они не чувствительны к полярности тока и требуют систему управления отличную от других типов двигателей.

Гибридный шаговый двигатель

Гибридный двигатель, на сегодняшний день, является самым популярным двигателем в промышленной сфере. Его название происходит от того, что он сочетает в себе принципы работы двух других типов двигателя (с постоянными магнитами и переменным магнитным сопротивлением). Большинство гибридных двигателей имеют две фазы.

Как работает гибридный двигатель

Работу гибридного шагового двигателя легко понять, глядя на очень простую модель, которая производит 12 шагов за один оборот.

Ротор этой машины состоит из двух частей, каждая из которых имеет три зуба. Между двумя частями находится постоянный магнит, намагниченный в направлении оси ротора, создавая, таким образом, южный полюс на одной части детали, и северного полюса на другой. Статор состоит из трубки, имеющей четыре зуба внутри нее. Обмотки статора намотаны вокруг каждого такого зуба.

Когда ток протекает через одну из обмоток, ротор занимает одно из положений, показанных на рисунках. Это связано с тем что, постоянный магнит ротора пытается минимизировать магнитное сопротивление обмотки. Крутящий момент, что стремится держать ротор в этих положениях, как правило, небольшой и называется «релаксация крутящего момента». Ниже изображена схема работы двигателя с 12 шагами.

Если ток течет по двум обмоткам статора, результирующие полюса будут притягивать зубы обратной полярности на каждом конце ротора. Есть три устойчивых позиций для ротора, столько же, сколько количество зубьев на роторе. Момент, необходимый для перемещения ротора от его стабильного положения во вращательное движение называется «удержание крутящего момента»

Изменяя ток первой до второй обмотки (В), магнитное поле статора поворачивается на 90 градусов и притягивает новую пару полюсов ротора. В результате этого ротор поворачивается на 30 градусов, что соответствует полному шагу. Возвращение к первому набору обмоток статора, но с питанием обратной полярности, изменяет магнитное поле статора еще на 90 градусов, и ротор поворачивается на 30 градусов (С).

Наконец, второй набор обмоток работает в противоположном направлении, обеспечивая третье положение ротора (еще 30 градусов). Теперь мы можем вернуться снова к первому этапу (А), и после прохождения заново всех этих четырех этапов, ротор будет перемещен еще на один зуб.

Очевидно, что если полярность питания обмоток будет противоположной описанной, то вращение двигателя так же сменится на противоположное.

Режим полшага

Подавая питание поочередно на одну обмотку, а затем на две, ротор будет совершать вращение на 15 градусов в каждом шаге и таким образом количество шагов на один оборот увеличится в два раза. Этот режим называется режимом «полшага», и большинство промышленных устройств применяют этот режим. Даже если это иногда вызывает небольшую потерю крутящего момента, режим в полшага намного плавнее на низких скоростях и вызывает меньший резонанс в конце каждого шага.

Когда шаговый двигатель находится под контролем в режиме «неполного шага», две фазы одновременно находятся под напряжением и крутящий момент обеспечивается на каждом шаге. В режиме полушага, питание чередуется между двумя фазами, и отдельной обмоткой, как показано на рисунке.

Биполярные и униполярные шаговые двигатели

От того какая у шагового двигателя форма обмоток, двигатели делятся на униполярные и биполярные. У биполярного двигателя по 1 обмотке в каждой фазе. Всего две обмотки и соответственно 4 вывода (рис. а). Для обеспечения вращения вала на эти обмотки должно подаваться напряжение с изменяемой полярностью. Поэтому для биполярного двигателя необходим полумостовой либо мостовой драйвер, снабженный двухполярным питанием.

Униполярный двигатель также как и биполярный, для каждой фазы имеет по одной обмотке, но каждая обмотка содержит отвод от середины. В связи с этим, путем переключения половинок обмотки шагового двигателя, появляется возможность менять направление магнитного поля.

В данном случае значительно упрощается структура драйвера двигателя. Он должен обладать всего лишь четырьмя силовыми ключами. Соответственно, в униполярном двигателе применяется иной метод изменения направления магнитного поля. Отводы обмоток зачастую объединяются внутри двигателя, вследствие этого данный тип двигателя может обладать пятью или шестью проводами (рис. б).

Порой униполярные двигатели снабжаются четырьмя обмотками, каждая из которых содержит собственные выводы – то есть их всего восемь (рис. в). При определенном соединении этих обмоток подобный шаговый двигатель возможно использовать как биполярный либо униполярный. Кстати, униполярный двигатель, имеющий две обмотки с отводами по середине, возможно использовать и как биполярный. В этом случае провода, идущие от середины обмоток не используются.

Управление шаговым двигателем

В качестве примера управления шаговым двигателем возьмем униполярный шаговый двигатель ШД-1ЕМ, имеющий характеристики: количество шагов — 200/об., ток обмотки – 0,5А, мощность — 12 Ватт.

Драйвером, управляющим обмотками шагового двигателя выберем микросхему ULN2003A. Эта уникальная микросхема, не что иное, как транзисторная сборка по схеме Дарлингтона с открытым коллектором, снабженная диодом, защищающим цепь питания нагрузки. ULN2003A имеет семь каналов управления с током нагрузки 500мА каждый.

Входы микросхемы ULN2003A можно напрямую подключать к выходам цифровых микросхем, поскольку она имеет резисторы, подключенные к базам транзисторов. Еще одним немаловажным моментом является то, что выходы ULN2003A снабжены диодами, которые защищают микросхему от индукционных выбросов в момент коммутации обмоток шагового двигателя.

Вывод 9 микросхемы ULN2003A подведен к источнику питания через стабилитрон, который защищает схему от ЭДС самоиндукции, появляющейся в момент выключения блока питания схемы. Управление шаговым двигателем производится с помощью компьютера через LPT порт при помощи программы:

Шаг 3. Какие моторы используются для робота.

Двигатели для робота входят в состав приводов. Мы узнали о робототехнике в целом на шаге первом. На втором шаге решили, какого робота мы будем делать. Нам нужно установить приводы, которые заставят робота двигаться.

Выбор двигателя для робота напрямую зависит от задач, которые должен выполнять робот. Двигатель (мотор) может входить в состав привода или отдельно быть приводом.

Что такое привод?

Привод может быть определен как устройство, которое преобразует энергию (в робототехнике это, как правило, электрическая энергия) в физические движения.

Подавляющее большинство приводов производят либо вращательное или линейное движение. Например, мотор — это тип привода. Правильный выбор приводов для вашего робота требует понимание того, что приводы доступны. Возможно, немного фантазии, и немного математики и физики.
Приводы вращения — это тип приводов преобразования электрической энергии во вращательное движение.

Двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока (AC) редко используется в мобильных роботах. В первую очередь потому, что большинство из них рассчитаны на питание постоянным током (DC) от батареи.

мотор переменного тока AC

Двигатели переменного тока используются в основном в промышленных помещениях , где требуется очень высокий крутящий момент. Прежде всего там, где моторы подключены к электросети.

Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока MotorDC моторы имеют разнообразные формы и размеры. Хотя большинство из них цилиндрические. Они имеют выходной вал, который вращается на высоких скоростях, обычно в 5 000 до 10 000 оборотов в минуту. Хотя двигатели постоянного тока очень быстро вращаются, большинство из них не очень мощные. Такие двигатели для робота имеют низкий крутящий момент.

Для того, чтобы снизить скорость и увеличить крутящий момент, могут быть добавлены редукторы. Чтобы установить двигатель на робота, нужно закрепить корпус двигателя на раме робота. По этой причине двигатели для робота часто имеют монтажные отверстия, которые обычно располагаются на лицевой стороне двигателя. Следовательно, они могут быть установлены перпендикулярно к поверхности.

Двигатели постоянного тока могут работать по часовой стрелке (CW) и против вращения часовой стрелки. Угловое движение вала может быть измерено с помощью энкодеров или потенциометров.

Мотор редуктор постоянного тока

Это двигатель постоянного тока в сочетании с коробкой передач. Она работает, чтобы уменьшить скорость двигателя и увеличить крутящий момент. Например, двигатель постоянного тока вращается со скоростью 10000 оборотов в минуту и достигает 0.001 Н*м крутящего момента. Если добавить понижающую передачу 100:1 (сто к одному) мы снизим скорость в 100 раз. В результате 10000 / 100 = 100 об / мин и увеличим крутящий момент в 100 раз (0.001 х 100 = 0.1 Н*м).

мотор редуктор постоянного тока DC

Основные виды понижающих передач это:

1. зубчатая передача
2. ременная
3. планетарная
4. червячная

Червячная передача позволяет получить очень высокое передаточное число с помощью всего одного этап. И также не дает выходному валу двигаться, если двигатель не работает.

Серводвигатель

Тип используемого вами двигателя зависит от типа движения, которое вы хотите.

R / C или хобби сервомотор

Часто сервомоторы этого типа могут поворачиваться на угол до 180 градусов. Они поворачиваются на определенный угол поворота. И часто используются в более дорогих моделях дистанционного управления средствами для управления или контроля полета.

Теперь они используются в различных приложениях. Цены на эти сервоприводы значительно сократилось, и разнообразие (разные размеры, технологии и сила) увеличилось. Общим фактором для большинства сервоприводов заключается в том, что большинство использует только поворот около 180 градусов.
R / C сервомотор включает в себя двигатель постоянного тока, редуктор, электронику и роторный потенциометр, который и измеряет угол

Электроника и потенциометр работают синхронно, чтобы управлять двигателем и останавливать выходной вал по заданному углу. Эти моторы обычно имеют три провода: земля, напряжение В, и управляющий импульс. Управляющий импульс, как правило, снимается с регулятора мотора сервопривода. Хобби сервомотор — это новый тип сервопривода. Он предполагает непрерывное вращение и обратную связь по положению. Все сервоприводы могут вращаться как вправо, так и влево.

Промышленные серводвигатели

Промышленный серводвигатель с приводом управляется иначе, чем хобби мотор и чаще встречаются на очень больших машинах. Промышленный сервомотор обычно трехфазный и состоит из двигателя переменного тока, редуктора и энкодера. Установленный энкодер обеспечивает обратную связь по угловому положению и скорости.

промышленный сервомотор

Эти моторы редко используются в мобильных роботах из-за их веса, размеров, стоимости и сложности. Вы можете увидеть промышленные серводвигатели на мощный промышленных манипуляторах. Возможно их использование на очень больших роботизированных автомобилях.

Шаговые двигатели

Шаговый двигатель вращается на определенные “ступени” (на самом деле, конкретные градусы). Число ступеней и размер шага зависит от нескольких факторов. Большинство шаговых двигателей не включает в себя передачи. Так как это двигатели постоянного тока и вращающий момент низок.

Правильно настроенный шаговый двигатель может вращаться вправо и влево и может быть установлен в требуемое угловое положение. Есть однополярные и биполярные типы шаговых двигателей. Одним заметным недостатком шаговых двигателей является то, что если мотор не работает, трудно быть уверенным в угле пуска двигателя.

Если добавить передачу, то шаговый двигатель имеет тот же самый эффект, как и добавление передачи на двигатель постоянного тока: Он увеличивает крутящий момент и снижает угловую скорость. Поскольку скорость уменьшается на передаточное отношение, то размер шага также уменьшается на тот же фактор.

Линейные приводы

Линейный привод производит линейное движение (движение вдоль одной прямой линии) и имеют три основные отличительные механические характеристики.

1. Минимальное и максимальное расстояние, на которое стержень может сдвинуть вал (в мм или дюймах)
2. Их сила (в кг или фунты)
3. Их скорость (в м/с или дюйм/с)

DC Линейный Привод

Линейный DC привод часто состоит из двигателя постоянного тока, подключенного к червячной передаче. Когда двигатель вращается, то крепление на винте будет либо ближе или дальше от двигателя. По существу червячная передача преобразует вращательное движение в линейное движение.

линейный привод

Некоторые линейные приводы постоянного тока включают в себя линейный потенциометр, который обеспечивает линейную обратную связь. Для того, чтобы остановить привод от полного разрушения, многие производители включают концевые выключатели на обоих концах. Как правило, для отключения электропитания привода при нажатии на них. Линейные приводы постоянного тока бывают в самых разнообразных размеров и типов.

Соленоиды

Соленоид состоит из катушки намотанной вокруг подвижного сердечника. Когда катушка находится под напряжением, сердечник отталкивается от магнитного поля и производит движения в одном направлении. Несколько катушек или некоторые механические механизмы потребуются для того, чтобы обеспечить движение в двух направлениях.

Соленоиды обычно очень маленькие, но их скорость очень большая. Сила зависит в основном от размера катушки и от того какой силы ток идет через него. Этот тип привода используется в клапанах или системах фиксации. В таких системах, как правило, нет обратной связи по положению (сердечник либо полностью убирается или полностью выдвинут).

Пневматические и гидравлические приводы

Пневматические и гидравлические приводы с помощью воздуха или жидкости (например воды или масла), служат для того чтобы двигаться линейно. Эти типы приводов могут иметь очень длинный ход, большую мощность и высокую скорость.

пневматический или гидравлический привод

Для того чтобы эксплуатироваться они требуют использование жидкости компрессора. Это делает их более сложными в эксплуатации, чем обычные электрические приводы. Они имеют большую мощность, скорости и, как правило, большой размер. И в первую очередь используются в промышленном оборудовании.

Выбор привода

Важно отметить, что постоянно появляются новые и инновационные технологии, и нет ничего постоянного. Также обратите внимание, что один привод может выполнять очень разные задачи в разных условиях. Например, с различной механикой. Привод, который производит линейное движение, может быть использован для поворота объекта и назад (как у автомобильных щеток для очистки стекла).

Роботы с колесами или гусеницами

Приводные двигатели для робота должны перемещать вес всего робота и, скорее всего, потребуется понижающая передача. Большинство роботов используют притормаживание колесами одного борта. В то время как автомобили или грузовики, как правило, используют рулевое управление.

роботизированная платформа на колесах

Если вы выберете бортовой поворот, то DC моторы с редуктором являются идеальным выбором для роботов с колесами или гусеницами. Ведь они обеспечивают непрерывное вращение, и могут иметь необязательную обратную связь по положению с помощью оптических энкодеров. Их очень легко программировать и использовать.

Если вы хотите использовать рулевое управление, то вам понадобится один приводной двигатель и один двигатель, чтобы управлять передними колесами. Поворот ограничен определенным углом и можно применить R / C сервомотор.

Робот манипулятор

Мотор используется, чтобы поднять или повернуть тяжелый вес. Подъем веса требует значительно больше энергии, чем перемещение веса на плоской поверхности. Скорость должна быть принесена в жертву для того, чтобы получить крутящий момент.

робот манипулятор

Поэтому лучше всего использовать редуктор с высоким передаточным отношением и мощный двигатель постоянного тока или линейного привода DC. Можно рассмотреть возможность использования системы (либо червячных передач, или струбцин). Что предотвращает груз от падения в случае потери управления.

Сервоприводы двигателей

Используются если диапазон ограничен до 180 градусов и крутящий момент не является существенным. Р/С мотора сервопривода идеально подходит для таких задач. Серводвигатели предлагаются с различными крутящими моментами и размерами и обеспечивают угловые обратной связи по положению.

Лучше использовать потенциометр, и некоторые специализированные оптические энкодеры. Р/С сервоприводы используются все больше и больше для создания небольших шагающих роботов.

Шаговые двигатели

Используются, когда угол поворота должен быть очень точными. Шаговые двигатели для робота в сочетании с контроллером шагового электродвигателя могут дать очень точное угловое движение. Иногда предпочтительнее серводвигатели, поскольку они обеспечивают непрерывное вращение. Однако, некоторые профессиональные цифровые серводвигатели используют оптические энкодеры. В результате они обладают очень высокой точностью.

Линейные приводы

Линейные приводы являются лучшими для перемещения объектов и расположения их по прямой линии. Они отличаются разнообразием размеров и конфигураций. Для очень быстрого движения можно рассматривать пневматику или соленоиды. Для очень высоких мощностей можно рассматривать линейные приводы постоянного тока и также гидравлику.

Практический пример

• В уроке 1 мы определили цель нашего проекта, чтобы понять какого типа мобильного робота можно сконструировать при небольшом бюджете.
• В уроке 2 мы решили, что мы хотели небольшую платформу на колесах. Во-первых, давайте определим тип привода, который потребуется для создания робота.

Для этого нужно ответить на пять вопросов:

1. Это привод используется для перемещения колесного робота?
   Да. Нужен мотор-редуктор с управлением при помощи притормаживания одного борта. Это означает, что каждое колесо будет нужно оснастить собственным мотором.
2. Двигатели для робота используются, чтобы поднять или повернуть тяжелый вес?
   Нет, настольная платформа не должна быть тяжелой.
3. Диапазон движения ограничивается на 180 градусов?
   Нет, колеса могут постоянно вращаться.
4. Угол должны быть точными?
   Нет, наш робот не требует позиционной обратной связи.
5. Это движение по прямой?
   Нет, поскольку мы хотим, чтобы робот вращаться и двигаться во всех направлениях.

Всем этим требованиям соответствует большой мотор из базового набора LEGO MINDSTORMS Education EV3.

Шаговые двигатели₂₄

быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр
быстрый просмотр

• 1

• 20
• 40
• 60

Шаговые двигатели – синхронные бесщёточные электродвигатели с несколькими обмотками, в которых ток подаётся на одну из обмоток статора, после чего происходит фиксация ротора. Из-за последовательной активации обмоток двигателей происходит дискретное угловое перемещении (шаг) ротора.

Шаговые двигатели управляются при помощи специальных электронных схем, а питаются они от источников постоянного тока.

При помощи ШД управляют частотой вращения, не используя дорогие контуры обратной связи.

Типы шаговых двигателей:

• Синхронные и асинхронные;
• униполярные и биполярные;
• индукторные (гибридные) и линейные;
• активные и реактивные.

Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Алматы, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Казань, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Орёл, Пенза, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Смоленск, Ставрополь, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Чебоксары, Челябинск, Ярославль.
Доставка в пункты выдачи заказов Pickpoint, OZON, Boxberry, DPD, CDEK, «Связной», а также Почтой России в следующие города: Тольятти, Иркутск, Хабаровск, Владивосток, Махачкала, Оренбург, Новокузнецк, Чебоксары, Калининград, Улан-Удэ, Сочи, Брянск, Сургут, Нижний Тагил, Чита, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и еще в более чем 1000 городов и населенных пунктов по всей России.

Товары из группы «Шаговые двигатели» вы можете купить оптом и в розницу.