Как изменить направление вращения шагового двигателя
Перейти к содержимому

Как изменить направление вращения шагового двигателя

  • автор:

Как изменить направление вращения шагового двигателя

Віримо в перемогу ЗСУ!
Працюємо з 09:00 до 18:00 Пн-Сб Працюємо з 09:00 до 19:00 Пн-Пт —> Магазин у відпустці до 19.08.2023 —>

  • Ваша корзина пуста!
  • Главная
  • Статьи
  • Подключение шагового двигателя

Привет, друзья! Предлагаю вам практический алгоритм, как правильно подключить обмотки шагового двигателя к драйверу. Начинающие, и не только, ардуинщики при работе с шаговыми двигателями часто сталкиваются с проблемой определения, где выводы первой обмотки, где второй, где начало первой обмотки, где второй. Так же часто возникает вопрос как проводами поменять направление вращения двигателя. Давайте в этом видео разберёмся, как с высокой степенью четкости подходить к решению этих вопросов.

Давайте подпишемся на канал, лайкнем это видео и поехали дальше.

В идеальном случае нам может попасться широко известный тип шагового двигателя, у которого имеется стандартный неизменный клеммник, схему подключения которого легко найти в гугл-картинках. Так же желательно, чтобы была и легко находимая схема подключения имеющегося драйвера. Тогда их чаще всего получается подключить с первого раза без ошибок. Хотя я умудрялся и в таких случаях напутать. Но мы будем исходить из того, что двигатель у нас с неизвестной цветовой маркировкой проводов, что часто становится проблемой и схемы подключения обмоток двигателя к имеющемуся драйверу нет.

Кстати насчет схем подключения драйверов, тут тоже есть свои факторы запутывания и непоняток. Вот к примеру обозначения выходов трёх самых популярных драйверов. Кружочками будем обозначать условное начало обмотки двигателя. Все обозначения здесь сильно отличаются у каждого драйвера. Эти отличия начинаются с самих инструкций на микросхемы драйверов. Прямо в pdf на каждую из этих популярных микросхем создатели заложили столько путанины – как тут разобраться без бокала пива!?

По возможности нужно тестировать подключение на ненагруженном шаговом двигателе. Для управления возьмем контроллер Arduino NANO. Будем использовать его просто как задающий генератор. Вы можете взять любой драйвер шагового двигателя. Только разберитесь по документации или по подписям на плате, где находятся пары выходов под каждую обмотку. Я возьму самый популярный драйвер A4988. Вот схема включения для нашего универсального алгоритма подключения обмоток двигателя. От контроллера подается прямоугольный сигнал известной частоты на вход STEP драйвера, который отвечает за запуск шагов. При этом вход DIR, отвечающий за направление вращения ротора, подключен к общему проводу – он нам не понадобится. Так же у конкретного драйвера необходимо подать питание логики (для некоторых драйверов это не нужно). А так же необходимо подать разрешающие вращение сигналы, такие как RESET, SLEEP, ENABLE. Для драйвера A4988 можно просто поставить перемычку между RESET и SLEEP – это переведёт драйвер в рабочий режим. Так же подключаем провода питания двигателя к источнику 12В. А сами катушки двигателя стараемся по имеющимся схемам и документациям подключить хотя бы к своим парам выходов драйвера. Но, если не получается разобраться сразу, не отчаивайтесь – мы здесь разберём все случаи.

Теперь по быстрому обратим внимание на программу, которая будет загружена в Arduino NANO. Я беру стандартный пример Blink, который мигает светодиодом раз в две секунды и назначаю свой выход номер 2, к которому подключен вход STEP. А так же ставлю задержку в 1 миллисекунду. Это означает, что на вход STEP драйвера пойдет прямоугольный сигнал с периодом в 2 миллисекунды или 500 Гц, что для 200-шагового двигателя соответствует 2,5 об./сек или 150 об./мин. Эта скорость и не большая и не маленькая и как по мне хорошо подходит для экспериментов по подключению обмоток двигателя. Кстати вместо контроллера Arduino, вы можете то же самое проделать и при помощи генератора прямоугольных импульсов. Выставьте на нем частоту приблизительно равную 500 Гц. Амплитуда напряжения на выходе должна быть 5В. Соединяете общий провод и выход генератора подключаете ко входу STEP драйвера.

void setup() < pinMode(2, OUTPUT); >void loop() < digitalWrite(2, HIGH); delay(1); digitalWrite(2, LOW); delay(1); >

Итак после подключения у вас получится одна из четырех ситуаций: в первой вы правильно угадаете начала обеих катушек; во втором случае одна из катушек будет подключена началом в обратную сторону; в третьем случае вы угадаете начала катушек но перепутаете пары выходов драйвера; и в четвертом случае будет перепутано все максимально. Теперь попробуем все эти случаи на практике.

В первом идеальном случае ротор двигателя вращается с ожидаемой скоростью в ожидаемом нами направлении.

Во втором случае наблюдаем обычную скорость вращения и нормальный режим работы двигателя. Только вращение направлено в другую сторону. В большинстве случаев вам подойдет и так.

В третьем случае у нас перепутаны пары выходов драйвера и они не совпадают с выводами своей катушки. Вращение непредсказуемое, а точнее дергание ротора вперёд и обратно.

В четвертом случае все повторяется с третьего опыта. Часто такое подключение запутывает своей работой наполовину и кажется, что все как бы подключено правильно, только направление одной обмотки нужно поменять и все. На самом деле оно так и есть, но менять надо подключение не одной обмотки, а двух проводов с разных обмоток.

И, чтобы быстро поменять направление вращения ротора при помощи проводов, я переворачиваю зеркально все 4 провода от двигателя.

Еще раз более внимательно разберём в графическом виде, что нужно переворачивать. Здесь буквами А и В обозначены пары выходов драйвера. В первом случае нас все устраивает. Во втором случае нам не понравится направление вращения ротора по умолчанию. Для поворота в правильную сторону вам нужно поменять провода на одной из пар выходов драйвера. В третьем случае двигатель дергается на месте, что означает, что нужно поменять местами два провода из разных пар выходов драйвера. В четвертом случае все так же как и в третьем, только направление вращения ротора после замены местами двух проводов нам может не понравиться и тогда мы оказываемся на втором случае и уже знаем как развернуть ротор в другую сторону. В общем, как бы мы не подключили шаговый биполярный двигатель к исправному драйверу, получаем два варианта событий: либо ротор вращается в рабочем режиме, либо дергается на месте. И, чтобы он перестал дергаться и вращался нормально, вам нужно перекинуть два провода. Это и есть алгоритм подключения шагового двигателя.

Спасибо за внимание! Нам очень поможет ваша подписка и лайк!

Шаговый двигатель

Шаговый электродвигатель — это вращающийся электродвигатель с дискретными угловыми перемещениями ротора, осуществляемыми за счет импульсов сигнала управления [1].

Предшественником шагового двигателя является серводвигатель.

Шаговые (импульсные) двигатели непосредственно преобразуют управляющий сигнал в виде последовательности импульсов в пропорциональный числу импульсов и фиксированный угол поворота вала или линейное перемещение механизма без датчика обратной связи. Это обстоятельство упрощает систему привода и заменяет замкнутую систему следящего привода (сервопривода) разомкнутой, обладающей такими преимуществами, как снижение стоимости устройства (меньше элементов) и увеличение точности в связи с фиксацией ротора шагового двигателя при отсутствии импульсов сигнала.

Очевиден и недостаток привода с шаговым двигателем: при сбое импульса дальнейшее слежение происходит с ошибкой в угле, пропорциональной числу пропущенных импульсов [2].

Поэтому в задачах, где требуются высокие характеристики (точность, быстродействие) используются серводвигатели. В остальных же случаях из-за более низкой стоимости, простого управления и неплохой точности обычно используются шаговые двигатели.

Конструкция шагового электродвигателя

Шаговый двигатель, как и любой вращающийся электродвигатель, состоит из ротора и статора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.

Шаговый двигатель

Гибридный шаговый электродвигатель

Шаговые двигатели надежны и недороги, так как ротор не имеет контактных колец и коллектора. Ротор имеет либо явно выраженные полюса, либо тонкие зубья. Реактивный шаговый двигатель — имеет ротор из магнитомягкого материала с явно выраженными полюсами. Шаговый двигатель с постоянными магнитами имеет ротор на постоянных магнитах. Гибридный шаговый двигатель имеет составной ротор включающий полюсные наконечники (зубья) из магнитомягкого материала и постоянные магниты. Определить имеет ротор постоянные магниты или нет можно посредством вращения обесточенного двигателя, если при вращении имеется фиксирующий момент и/или пульсации значит ротор выполнен на постоянных магнитах.

Статор шагового двигателя имеет сердечник с явно выраженными полюсами, который обычно делается из ламинированных штампованных листов электротехнической стали для уменьшения вихревых токов и уменьшения нагрева. Статор шагового двигателя обычно имеет от двух до пяти фаз.

Характеристики

Так как шаговый двигатель не предназначен для непрерывного вращения в его параметрах не указывают мощность. Шаговый двигатель — маломощный двигатель по сравнению с другими электродвигателями.

Одним из определяющих параметров шагового двигателя является шаг ротора, то есть угол поворота ротора, соответствующий одному импульсу. Шаговый двигатель делает один шаг в единицу времени в момент изменения импульсов управления. Величина шага зависит от конструкции двигателя: количества обмоток, полюсов и зубьев. В зависимости от конструкции двигателя величина шага может меняться в диапазоне от 90 до 0,75 градусов. С помощью системы управления можно еще добиться уменьшения шага пополам используя соответствующий метод управления.

Типы шаговых двигателей

    По конструкции ротора выделяют три типа шаговых двигателей:
  • реактивный;
  • с постоянными магнитами;
  • гибридный.

Реактивный шаговый двигатель

Реактивный шаговый двигатель — синхронный реактивный двигатель. Статор реактивного шагового двигателя обычно имеет шесть явновыраженных полюсов и три фазы (по два полюса на фазу), ротор — четыре явно выраженных полюса, при такой конструкции двигателя шаг равен 30 градусам. В отличии от других шаговых двигателей выключенный реактивный шаговый двигатель не имеет фиксирующего (тормозящего) момента при вращении вала.

Как изменить направление вращения шагового двигателя

Огромное спасибо! Я честно искал, но вводил “реверс ШД”, а не осей. Вот кому-то может пригодиться еще:

Евгений, там, да не совсем. Ваша картинка необходима в случае если станок работает правильно, а в ноли шурует не туда. А вообще реверс в маче- в портах и пинах, сигнал DIR, направление. Там может стоять крестик, а может птичка. И это вращает в разные стороны.

Понял, спасибо. Я еще начинаю работу со станком, потому как вот буквально только вчера вечером закончир распайку кабелей, поэтому еще не все из документации понятно, вот и приходится спрашивать:).

… там, да не совсем.

Смотрим внимательно на картинку. ��
Столбец №1 — Reversed — реверс оси.
Столбец №6 — Home negativ. — реверс нуля оси.
То что Вы советуете в пинах — установка активного уровня. То есть, по какому фронту срабатывает схема управления. Оно не совсем то что надо.

“Реверс” переключением обмотки приведет к неработоспособности двигателя

Никогда не задумывался над этим вопросом.Считал ,что направление вращения ШД можно изменить поменяв полярность одной обмотки.Поясните пожалуйста.

Управлене ШД основано на изменении полярности магнитного потока в строгой последовательности. Если Вы поменяете местами выводы ОДНОЙ обмотки, Вы нарушите согласование ее с остальными. То есть она будет работать не правильно. Это же не трехфазник. Загляните по ссылке во втором посте. Не отписка, просто повторять описание работы долго и много. ��
Реверс ШД достигается изменением ПОРЯДКА следования импульсов на обмотках.

Спасибо.Буду проверять у себя,как подключено.Обмотки местами тоже нельзя менять?

Обмотки шаговых двигателей должны быть включены строго по схеме. Точка на схеме обозначает начало обмотки. “Реверс” переключением обмотки приведет к неработоспособности двигателя.

Не забывайте уточнять что это верно только для униполярных драйверов, для биполярных драйверов концы равнозначны,
а направление вращения в Mach3 задается тут Config > Ports & Pins > Motor Outputs — галка в Dir Low Activ

Понятно. �� Опять не конкретика в вопросе.
Разные исполнения двигателей, вот и говорим о разном.
Для биполярных, как раз реверс сменой концов реален. Обмотки у них включены параллельно.
Так что не совсем однозначны.

Ну вот все и выяснилось,а то мозг отказывался понимать.

У меня биполярные ШД от Purelogic 57 серии, драйверы Gecko G203V. На самом драйвере G203V, есть обозначение типа А — А и B — B, при этом в описании на драйвер указано, что подключение ШД осуществляется так — на А один провод, на А второй конец провода, вот:

TERMINAL 3 Motor Phase A — Connect one end of your “Phase A” motor winding here.

TERMINAL 4 Motor Phase /A — Connect the other end of your “Phase A” motor winding here.

TERMINAL 5 Motor Phase B — Connect one end of your “Phase B” motor winding here.

TERMINAL 6 Motor Phase /B — Connect the other end of your “Phase B” motor winding here.

Про последовательность обмоток ничего не говориться. А вот по ШД:

Я подключил так — красный * — А, оранжевый — А, зеленый* — B, синий В. Так можно или не правильно?

Спокойно! Мозг — оно подневольное. Должон понимать все. А что бы не сильнно напрягать, положу, все же, картинку. �� С ней будет понятнее.
Очевидно, что каждая отдельная обмотка должна быть включена так как должна.
У некоторых двигателей соединения обмоток сделаны на заводе. И выведены только концы для подключения в одном варианте.

Форум клана ЧПУшников

Вы здесь » Форум клана ЧПУшников » Станки с ЧПУ » Самопроизвольное изменение направления вращения шагового двигателя.

Самопроизвольное изменение направления вращения шагового двигателя.

Страница: 1

Сообщений 1 страница 6 из 6

Поделиться113-07-2012 08:30:21

  • Автор: Domin
  • Местный
  • Откуда: Коломна
  • Зарегистрирован : 11-08-2011
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 211
  • Уважение: [+56/-0]
  • Позитив: [+103/-4]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 67 [1956-03-04]
  • Провел на форуме:
    15 дней 20 часов
  • Последний визит:
    25-02-2024 19:53:58

Вчера я решил на оси Z заменить мотор на новый, давно приобретенный в Питере на Электроприводе модель FL57STH56-2804A.
И столкнулся со странным явлением ОН ВРАЩАЕТСЯ В КАКУЮ ЗАХОЧЕТ СТОРОНУ.
Его направление движения не завит от команд . Подключал к контроллеру другой оси – тоже самое, крутил настройки в Mach не помогло. В режиме полного шага «дрожит» и не вращается.
Контроллеры собраны на TA8435H. Поставил старый управляется нормально , другие шаговики этого класса ведут себя тоже нормально. Контроллеров другого типа нет не могу проверить может он не «живет» с TA8435H.
Может кто-то сталкивался с таким явлением? Или просто шаговик неисправен.

Поделиться213-07-2012 09:28:50

  • Автор: valb
  • Гуру
  • Откуда: Пенза
  • Зарегистрирован : 07-12-2009
  • Приглашений: 55
  • Сообщений: 1525
  • Уважение: [+169/-3]
  • Позитив: [+293/-5]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 65 [1958-05-04]
  • Провел на форуме:
    2 месяца 28 дней
  • Последний визит:
    12-01-2021 00:46:24

Domin написал(а):

В режиме полного шага «дрожит» и не вращается.

Заводской брак. Смещены «зубчики» на роторе.

Поделиться313-07-2012 11:50:30

  • Автор: cncuser
  • Заблокирован
  • Зарегистрирован : 10-07-2012
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 11
  • Уважение: [+8/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Провел на форуме:
    6 часов 16 минут
  • Последний визит:
    20-07-2012 19:32:21

Domin написал(а):

Вчера я решил на оси Z заменить мотор на новый, давно приобретенный в Питере на Электроприводе модель FL57STH56-2804A.
И столкнулся со странным явлением ОН ВРАЩАЕТСЯ В КАКУЮ ЗАХОЧЕТ СТОРОНУ.
Его направление движения не завит от команд . Подключал к контроллеру другой оси – тоже самое, крутил настройки в Mach не помогло. В режиме полного шага «дрожит» и не вращается.
Контроллеры собраны на TA8435H. Поставил старый управляется нормально , другие шаговики этого класса ведут себя тоже нормально. Контроллеров другого типа нет не могу проверить может он не «живет» с TA8435H.
Может кто-то сталкивался с таким явлением? Или просто шаговик неисправен.

Попробуйте два провода из четырех выходящих из двига поменять между собой местами, главное чтобы эти два провода были с одной обмотки. Возможно у Вас одна обмотка крутит двиг в одну сторону, а другая в другую.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *