Схема Драйвер Шд-5Д1Му3

Фото — Шаговый двигатель в разборном виде. Схема управления шаговым двигателем имеет следующий вид Также для контроля работы устройства используется драйвер шагового двигателя. ШД-5 Д 1 МУ 3. Ребята подскажите пожалуйста схему нормального драйвера для этого шестифазного мутанта, уже целый месяц мучаюсь, сотни транзисторов и резюков спалил, двигун крутится но с очен маленьким моментом поскольку большая часть енергии тратится.

Номинальное напряжение питания, В 48 Напряжение питания постоянного тока при резистивной форсировке, В 48 (+4.8/-7.2) Ток в цепи фазовой обмотки в режиме фиксированной стоянки при напряжении питания 48 В при трёх включенных фазах, А 3 (±0.1) Единичный шаг, градус 1.5 Статическая погрешность отработки шага, минут ± 27 Номинальный вращающий момент нагрузки, Н ∙ м 0.100 Номинальный момент инерции нагрузки, кг ∙ м 2 4 ∙ 10 -6 Максимальная приемистость при номинальном напряжении питания, шаг/с, не менее 2800 Максимальный статический момент при питании двух фазовых обмоток током 3 (±0. 1) А каждой фазы, Н ∙ м, не менее 0.400 Максимальная частота отработки шагов в номинальном режиме, шаг/с - при резистивной форсировке: 8000 - при импульсной форсировке: 16000 Число фаз 6 Вращающий момент, Н ∙ м, при моменте инерции нагрузки 2 ∙ 10 -6 кгм 2 при частоте управляющих импульсов - 400 0.35 - 800 0.4 - 1000 0.45 - 1500 0.48 - 2000 0.50 - 4000 0.29 - 6000 0.20 - 8000. 16000 0.10 Максимальная частота, шаг/с - при резисторной форсировке 8000 - при электронной форсировке 16000 Режим работы Продолжительный Номинальный режим работы S1 Степень защиты JP44 Форма исполнения JM4091 Класс изоляции F Масса, кг 2.2 Условия эксплуатации Температура окружающей среды, 0C -45. +40 Относительная влажность воздуха при температуре +15 0C,%, не более 80 Шаговый двигатель (ШД) типа ШД-5Д1МУ3 был применен в системе линейной однокоординатной подачи. Основным требованием при разработке системы управления (СУ) двигателем являлась низкая стоимость разработки и изготовления, доступность и дешевизна элементной базы, вследствие чего СУ было решено построить на дискретных элементах (в частности, на микросхемах серии К155).

В качестве двигателя для привода определил шаговый двигатель (ШД) Почему шаговый? Драйвер ШД на микросхеме Allegro A3982. Основные характеристики и блок-схема.

Двигатель имеет 12-контактный штыревой разъем, на который выходят выводы шести обмоток. Последовательность и фазировка обмоток приведена в таблице 2. Обмотка Начало Номер контакта Конец Номер контакта первая М1 1 О1 4 вторая М2 7 О2 10 третья М3 2 О3 5 четвертая М4 8 О4 11 пятая М5 3 О5 6 шестая М6 9 О6 12 Ротор ШД-5Д1МУ3 не имеет постоянных магнитов, поэтому был выбран следующий алгоритм работы двигателя. Концы всех обмоток (О1 - О6) соединяются между собой и подключаются к общему проводу. На начала обмоток (М1 - М6) подается шестифазная последовательность импульсов (F1 - F6) в режиме полушага, т. Е., например, сигнал на вторую обмотку поступает, когда с предыдущей обмотки (первой) сигнал еще не снят. Затем с первой обмотки сигнал снимается, и управление полностью переходит ко второй обмотке и т.

Последовательность подачи импульсов на обмотки (сигналы F1 - F6 соответствуют началам обмоток М1 - М6) в режиме полушага при разных направлениях вращения представлена на рис. Сигналы соответствуют обозначениям на принципиальных схемах (рис. Последовательность управляющих импульсов. СУ состоит из четырех узлов: выходные ключи, формирователь управляющих импульсов, генератор импульсов и логический блок, концевые датчики. Принципиальные электрические схемы узлов представлены на рис. Соединения узлов производятся в соответствии с входными и выходными сигналами (контакты с одинаковыми обозначениями соединяются между собой). 3 представлена принципиальная схема выходного узла (выходные ключи).

Схема принципиальная выходных ключей СУ ШД. На входы шести идентичных каналов подается шестифазная последовательность управляющих импульсов (F1 - F6, ТТЛ-уровень, положительная логика) с формирователя управляющих импульсов. Сигнал каждого канала усиливается транзисторами VT1, VT2 и через резистор R5 сопротивлением 5.1 Ом подается на начало соответствующей обмотки (М1 - М6). Резистор R5 служит, во-первых, для ограничения выходного тока (защита обмотки от перегрева) и, во-вторых, совместно с диодом VD1 обеспечивает демпфирование ротора ШД. Выбор пониженного напряжения питания (12 вольт) обусловлен требованием защиты двигателя от перегрева. 4 представлена принципиальная схема формирователя управляющих импульсов. Схема принципиальная формирователя управляющих импульсов СУ ШД.

Для получения шестифазной последовательности импульсов использован реверсивный шестнадцатиричный счетчик DD3 с дешифратором DD4 и выходными элементами DD5, DD6, логика работы которых обеспечивает требуемые характеристики последовательности. Бот для варваров. Когда счетчик работает в режиме прямого счета (вращение ШД соответствует подаче вперед), его сброс (установка в 0) производится при достижении значения счетчика и дешифратора, равного 12, после чего процесс формирования шестифазной последовательности начинается заново. Когда счетчик работает в режиме обратного счета (вращение ШД в обратном направлении), то при достижении значении счетчика и дешифратора, равного 14, производится его установка в 11, после чего процесс формирования шестифазной последовательности начинается заново. Элементы микросхемы DD1 обеспечивают прохождение счетных импульсов ИМП на соответствующие входы счетчика в зависимости от состояния сигналов -НАЗАД и -ВПЕРЕД. Элементы микросхемы DD2 блокируют дешифратор при совпадении уровней сигналов -НАЗАД и -ВПЕРЕД. Выходные сигналы F1 - F6 при этом равны нулю, и напряжение на обмотки ШД не подается. 5 представлена принципиальная схема генератора импульсов и логического блока.

Схема принципиальная генератора импульсов и логического блока СУ ШД. На таймере DA1 собран генератор импульсов частотой 2 кГц. Частота генератора может изменяться с помощью резистора R3. При подключении дополнительного конденсатора C1 (путем замыкания выводов 5 Гц и ОБЩ) частота генератора может быть уменьшена в 10 и более раз (в зависимости от емкости C1). Уменьшение частоты может потребоваться при отладке механических узлов устройств, для которых используется СУ. С выхода DA1 импульсы частотой 2 кГц поступают на делитель частоты, собранный на триггере DD1.1.

Импульсы частотой 1 кГц и скважностью 2 используются для синхронизации установки сигналов -ВПЕРЕД и -НАЗАД с помощью триггера DD3. Счетные импульсы ИМП частотой 500 Гц формируются с помощью делителя DD1.2. Для внешнего управления используются сигналы концевых датчиков -ПКД (передний концевой датчик) и -ЗКД (задний концевой датчик), сигнал с переключателя 'вперед - стоп - назад' (-КнВп и -КнНаз), а также сигналы с датчиков тока -ТОК1 и -ТОК2. Необходимые логические преобразования осуществляются с помощью микросхемы DD2 ПЗУ КР556РТ4А 3.

Питание концевых датчиков производится через низкоомный токоограничительный резистор R5 (для защиты блока питания +5 В от случайного замыкания). Входные каскады на транзисторах VT1VT2 и VT3VT4 служат для согласования концевых датчиков с микросхемой ПЗУ (защита от помех, защита от обрыва линии). Программирование микросхемы ПЗУ произведено с помощью аппаратного программатора 1 в соответствии с таблицей 3 (в зависимости от требуемой логики работы содержание ПЗУ может быть изменено). A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D1 D0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 Значения выходных сигналов D0 - D3 по всем остальным адресам микросхемы ПЗУ равны нулю (программирование по этим адресам не производилось). 6 представлена принципиальная схема узла концевых датчиков. Схема принципиальная концевых датчиков. Концевые датчики построены на основе магнитоуправляемых микросхем (МУМС) К1116КП1 с открытым коллекторным выходом.

Расстояние между центрами МУМС на плате около 140 мм (максимальная подача). Плата концевых датчиков крепится к неподвижной станине. На движущейся подаче устанавливается штанга с постоянным магнитом (неодим-железо-бор, диск Д10 х 3, намагничен аксиально в установке намагничивания 5). Когда магнит достигает зоны чувствительности МУМС, соответствующий сигнал (-ПКД или -ЗКД) принимает значение, равное логическому нулю, и ШД останавливается.

7 показаны платы узлов СУ ШД в сборе, подключенные к блоку питания, а на рис. 8 - плата концевых датчиков. СУ ШД с блоком питания. Плата концевых датчиков. Ссылки:. Кенио Т.

Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления: Пер. М.: Энергоатомиздат, 1987. 200 с.: ил.

Микросхемы серии К1116. Радио, 1990, № 6, 7. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.

2-е изд., испр. Челябинск: Металлургия, Челябинское отд., 1989. 352 с.: ил. (Массовая радиобиблиотека. Магнитоуправляемая микросхема - интегральная микросхема, уровень выходных сигналов которой зависит от приложенного внешнего магнитного поля. Максимальная выходная частота вращения шагового двигателя - максимальная шаговая частота вращения, при которой ненагруженный шаговый двигатель может двигаться без пропуска шагов.

Максимальная частота приемистости шагового двигателя - максимальная управляющая частота, при которой ненагруженный шаговый двигатель может запускаться и останавливаться без пропуска шагов. Полушаговый режим работы шагового двигателя - комбинация однофазного и двухфазного режима управления обмотками шагового двигателя, когда сначала при наличии тока в исходной обмотке включается соседняя по фазе обмотка, а затем через заданное время отключается ток в исходной обмотке. Угол шага шагового двигателя - угол, на который поворачивается вал шагового двигателя при выполнении одной операции полного переключения тока между двумя соседними по фазе обмотками. Шаговый двигатель - электрический двигатель, полезное механическое перемещение которого совершается скачкообразно из одного промежуточного положения в другое.

Для питания обычного двигателя постоянного тока требуется лишь источник постоянного напряжения, а необходимые коммутации обмоток выполняются коллектором. С шаговым двигателем всё сложнее. Все комутации должен выполнять внешний контроллер. В настоящее время примерно в 95% случаев для управления шаговыми двигателями используются микроконтроллеры. В простейшем случае для управления шаговым двигателем в полношаговом режиме требуются всего два сигнала, сдвинутые по фазе на 90 градусов. Направление вращения зависит от того, какая фаза опережает.

Скорость определяется часотой следования импульсов. В полушаговом режиме всё несколько сложнее и требуется уже минимум 4 сигнала. Все сигналы управления шаговым двигателем можно сформировать программно, однако это вызовет большую загрузку микроконтроллера. Поэтому чаще применяют специальные микросхемы драйверов шагового двигателя, которые уменьшают количество требуемых от процессора динамических сигналов. Типично эти микросхемы требуют тактовую частоту, которая является частотой повторения шагов и статический сигнал, который задает направление.

Иногда еще присутствует сигнал включения полушагового режима. Для микросхем драйверов, которые работают в микрошаговом режиме, требуется большее количество сигналов. Распространенным является случай, когда необходимые последовательности сигналов управления фазами формируются с помощью одной микросхемы, а необходимые токи фаз обеспечивает другая микросхема. Хотя в последнее время появляется все больше драйверов, реализующих все функции в одной микросхеме. Мощность, которая требуется от драйвера, зависит от размеров двигателя и составляет доли ватта для маленьких двигателей и до 10-20 ватт для больших двигателей.

Максимальный уровень рассеиваемой мощности ограничен нагревом двигателя. Максимальная рабочая температура обычно указывается производителем, но можно приблизительно считать, что нормальной является температура корпуса 90 градусов. Поэтому при конструировании устройств с шаговыми двигателями, непрерывно работающими на максимальном токе, необходимо принимать меры, исключающие касание корпуса двигателя обслуживающим персоналом. В отдельных случаях возможно применение охлаждающего радиатора. Иногда это позволяет применить двигатель меньших размеров и добиться лучшего отношения мощность/стоимость. Для данного размера шагового двигателя место, занимаемое обмотками, ограничено. Поэтому очень важно сконструировать драйвер так, чтобы для данных параметров обмоток обеспечить наилучшую эффективность.

Схема драйвера должна выполнять три главных задачи:. иметь возможность включать и выключать ток в обмотках, а также менять его направление. поддерживать заданное значение тока. обеспечивать как можно более быстрое нарастание и спад тока для хороших скоростных характеристик.