Princíp pohonu krokového motora
Krokový motor, tiež známy ako krokový motor, je veľmi charakteristický motor, ktorý dokáže realizovať riadenie posunu, ale má tiež vlastnosti vysokej presnosti, vysokej rýchlosti odozvy a spoľahlivosti a je široko používaný v priemyselnom riadení, automobilovom riadení, lekárskych zariadeniach, prístrojoch, robotike a rôznych iných elektronických produktoch. Aký je jeho princíp pohonu?
1. Princíp činnosti krokového motora:
Princíp činnosti krokového motora je realizovať rotáciu riadením zmeny prúdu cievky vodiča, pokiaľ je prúd cievky riadený konštantnou frekvenciou, motor môže byť vyrobený tak, aby realizoval rotáciu, aby sa realizovalo presné riadenie posunu.
2. Princíp pohonu krokového motora:
Princípom ovládača krokového motora je previesť impulzný signál na prúdový signál potrebný pre krokový motor a potom vložiť prúdový signál do krokového motora, krokový motor môže realizovať rotáciu.
3. Schematický diagram ovládača krokového motora:
Schéma pohonu krokového motora pozostáva hlavne z napájacieho zdroja, regulátora, pulzného meniča, krokového motora a drivera, kde napájanie zabezpečuje hlavne jednosmerné napájanie, regulátor riadi hlavne frekvenciu pulzného signálu, pulzný prevodník hlavne prevádza pulzný signál na prúdový signál, krokový motor dokončuje rotáciu cez prúdový signál a driver nakoniec privádza prúdový signál do krokového motora.
Princíp činnosti ovládača krokového motora
Krokový motor má široké uplatnenie v riadiacom systéme. Dokáže konvertovať impulzné signály na uhlové posuny a môže byť použitý ako elektromagnetické brzdové kolesá, elektromagnetické diferenciály alebo generátory uhlového posunu.
Niekedy odstránené z niektorých starých zariadení na krokový motor (tento motor je vo všeobecnosti nepoškodený) na použitie na iné účely, spravidla je potrebné navrhnúť vlastný ovládač. Tento dokument predstavuje krokový motor odstránený zo starej japonskej tlačiarne a dizajn ovládača. Tento dokument najprv predstavuje princíp fungovania krokového motora a potom predstavuje jeho softvérový a hardvérový dizajn.
1. princíp činnosti krokového motora
Krokový motor je štvor{0}}fázový krokový motor napájaný unipolárnym jednosmerným napájaním. Pokiaľ sú vinutia každej fázy krokového motora napájané podľa príslušnej časovej sekvencie, krokový motor sa môže otáčať krok za krokom. Obrázok 1 je schematický diagram fungovania tohto štvorfázového reaktívneho krokového motora.
Na začiatku prepínač SB zapne napájanie, SA, SC, SD je odpojený, B-magnetické póly fázy a rotor 0, 3 zuby zarovnané, súčasne 1, 4 zuby rotora a C, D -fázové navíjanie magnetických pólov, aby sa vytvorili nesprávne zuby, 2, 5 zubov a D, vinutie fázy A{{8} produkovať nesprávne zuby.
Keď prepínač SC zapne napájanie a SB, SA a SD sú odpojené, rotor sa otáča v dôsledku pôsobenia magnetických siločiar medzi magnetickými siločiarami vinutia fázy C a zubami č . 1 a č . 4 a zubami č . 1 a č . 4 a magnetickými pólmi C-fázového vinutia sú zarovnané. Zatiaľ čo zuby 0, 3 a vinutia fázy A, B spôsobujú nesúosovosť, zuby 2, 5 a vinutia fázy A, D vytvárajú magnetický pól
a magnetické póly fáz A a D vinutia sú nesprávne zarovnané. A tak ďalej, štvorfázový rotačný napájací zdroj A, B, C, D-, rotor sa bude otáčať v smere A, B, C, D.
Štvor{0}}fázové krokové motory možno rozdeliť do jednofázových štvortaktných-dobých, dvojitých, štvortaktných{2}}a osem-taktných prevádzkových režimov podľa rôzneho poradia napájania. Krokové uhly jednotlivých-štyroch úderov a dvojitých{6}}štyroch úderov sú rovnaké, ale rotačný moment jedného-štyroch úderov je malý. Krokový uhol osem{9}}dobého prevádzkového režimu je polovičný v porovnaní s jedným-štvoritým a dvojitým{11}}štvoritovým režimom, preto môže osem{12}}dobý prevádzkový režim zachovať vysoký rotačný moment a zlepšiť presnosť ovládania.
Jednorázový štvor{0}}dobý, dvojitý štvor{1}}dobý a osem{2}}dobý prevádzkový režim napájania napájacieho zdroja-na časovaní a priebehoch sú znázornené na obrázku 2.a, b, c, v tomto poradí:
2. Založené na princípe obvodu riadiaceho systému krokového motora AT89C2051
AT89C2051 riadi impulzy z výstupu P1 portu P1.4 ~ P1.7, invertované 74LS14 do 9014, zosilnené riadením 9014 fotoelektrického spínača, fotoelektrická izolácia, impulzné signály výkonovej trubice TIP122 na zosilnenie napätia a prúdu fáz krokového motora. Vytvorte krokový motor s rôznymi impulznými signálmi pre jazdu vpred, vzad, zrýchlenie, spomalenie a zastavenie a ďalšie akcie. L1 na obrázku pre fázové vinutie krokového motora. AT89C2051 vybraný frekvenčný kryštál 22 MHz, účelom výberu vyššieho kryštálu je minimalizovať vplyv AT89C2051 na cyklus pulzného signálu hostiteľského počítača spôsobom 2.
RL1 ~ RL4 pre vnútorný odpor vinutia, rezistor 50Ω je externý rezistor, zohráva úlohu pri obmedzení prúdu, ale aj prvkom na zlepšenie časovej konštanty slučky. D1 ~ D4 pre diódu spojitosti, takže vinutie motora generované spätnou elektromotorickou silou cez diódu spojitosti (D1 ~ D4) a chráni výkon pred poškodením T2.
Vonkajší odpor 50Ω môže paralelne s kondenzátorom 200μF zlepšiť prúdový impulz vpredu vstrekovaný do vinutia krokového motora, čím sa zlepší vysoko-frekvenčný výkon krokového motora. 200Ω rezistor zapojený do série s kontinuitnou diódou môže znížiť časovú konštantu vybíjania obvodu, takže zadná hrana prúdového impulzu vo vinutí bude strmšia a čas poklesu prúdu sa skráti, čo tiež zohráva úlohu pri zlepšovaní vysokofrekvenčného výkonu.
3. Návrh softvéru
Ovládač podľa rôznych kombinácií prepínačov KX, KY má na výber tri pracovné režimy:
Režim 1 je režim prerušenia:P3.5 (INT1) je vstup krokových impulzov a P3.7 je vstup impulzov dopredu a dozadu. Horný počítač (PC alebo mikrokontrolér) a ovládač sú prepojené iba 2 linkami.
Režim 2 je režim sériovej komunikácie:hostiteľský počítač (PC alebo mikrokontrolér) odošle riadiaci príkaz vodičovi a vodič dokončí proces riadenia podľa riadiaceho príkazu.
Režim 3 je režim ovládania prepínača DIP:krokový motor je priamo riadený rôznymi kombináciami K1 až K5.
Keď je napájanie zapnuté alebo je stlačené tlačidlo reset KR, AT89C2051 najskôr detekuje stav dip prepínačov KX a KY a prejde do rôznych pracovných režimov podľa rôznych kombinácií KX a KY. Bloková schéma programu a zdrojový program pre režim 1 sú uvedené nižšie.
Pri príprave programu je potrebné venovať osobitnú pozornosť manipulácii s krokovým motorom počas komutácie. Aby krokový motor v komutácii mohol byť hladký prechod, nie produkovať nesprávny krok, je potrebné nastaviť v každom kroku príznak bit. Spomedzi nich je každý bit jednotky 20H dopredným príznakom krokového motora; každý bit jednotky 21H je spätný príznak. Pri rotácii dopredu nielen na doprednú hodnotu príznakového bitu, ale súčasne aj na obrátenie hodnoty príznakového bitu; v obrátení toho istého. Týmto spôsobom, keď sa zmení smer krokového motora, môže to byť posledná poloha ako počiatočný bod spätného pohybu, aby sa zabránilo zmene smeru motora, aby sa vytvoril nesprávny krok.