Робототехника ► Шаговые двигатели, моторы и драйверы

Мотор шаговый Nema 17 (OK42STH33-0956A) четырехфазный, униполярный, 6ти проводной

Код товара: CTTL13530

Шаговый мотор подключение

Подключение шагового мотора осуществляется не напрямую к постоянным напряжению и току, как можно было бы подумать, а к специальному контроллеру, обычно называемому "драйвером шагового двигателя". В зависимости от технических возможностей и характеристик двигателя, из его корпуса могут быть выведены 4, 5, 6 или 8 проводов для соединения с контроллером.

Биполярный шаговый мотор

Шаговый двигатель с четырьмя проводами имеет две независимые электрические катушки и называется "биполярным". Определение того, какой вывод к какой катушке относиться, процесс не сложный. Достаточно воспользоваться простым бытовым электроизмерительным тестером (мультиметром) для "прозвонки" проводов.

Униполярный шаговый мотор

Моторы с шестью проводами в своей конструкции имеют по две полноценные независимые обмотки, каждая из которых разделена пополам в её средней точке. Простыми словами, такая обмотка представляет из себя две катушки с одним соединённым общим выводом. Чаще всего, шестивыводные моторы подключаются к драйверам по биполярной схеме, используя по паре проводов для каждой обмотки. Определение выводов обмоток не должно вызвать затруднений. С помощью тестера, все выводы делятся на две группы по три провода, замкнутых между собой. Общий вывод для каждой группы вычисляется замером сопротивления двух проводов из каждой группы.

Встречаются двигатели и с пятью проводами. В таких моторах две независимые катушки разделены пополам общими выводами (как в шестипроводных). Оба общих вывода совмещены в один.

Восьмипроводные шаговые моторы обладают четырьмя независимыми обмотками, по два вывода на каждую. В зависимости от типа подключения выводов, предоставляется возможность регулировать мотор по механическим показателям. Последовательная или параллельная схемы подключения позволяют увеличивать/снижать значения максимальной скорости или вращательного момента.

Контроллер шагового двигателя

Контроллер способен управлять электрическими обмотками двигателя, вращая ротор и вал мотора в разных направлениях. Принцип работы контроллера незамысловат — он посылает на катушки двигателя импульсы постоянного тока, генерируемые с нужной частотой и продолжительностью. На статоре двигателя, в определённом положении создаётся магнитное поле, с усилием притягивающее постоянный внутренний магнит ротора мотора. Изменяя значения тока на обмотках, драйвер перемещает ось вала на заданный угол с последующим удержанием её в новом положении. Каждый минимально возможный поворот ротора с последующим его удержанием называется "шагом" двигателя. Вдобавок, контроллер "умеет" поворачивать и фиксировать вал на угол, значительно меньшим от основного. Такая возможность называется "дроблением шага".

Удерживающий момент

Удерживающим моментом называют момент, который необходимо приложить к валу двигателя для его "проворачивания" в режиме удержания при подключенном номинальном токе фазы. Простыми словами, если мотор имеет значение удерживающего момента 10 кг/см, и к валу двигателя прикреплён рычаг 1 см (1 кг с рычагом 10 см или 0.1 кг с рычагом 100 см), то, при увеличении нагрузки на рычаг, вал двигателя провернётся. В случае превышения номинального тока двигатель начнёт греться. При снижении тока от номинала, снизится и сила сопротивления проворачиванию вала, и мотор начнёт пропускать шаги.

Возможности второго вала

В большинстве случаев второй, более короткий вал мотора, используется для установки на него различных электромеханических приспособлений, контролирующих работу самого мотора. На второй вал могут быть установлены разнообразные "энкодеры", самостоятельно создающие собственные электрические импульсы для подсчёта оборотов двигателя. Или так называемые "электрические блокираторы вала шагового мотора", способные почти моментально остановить вращение вала при больших нагрузках, а также помочь мотору удерживать вал от возможных проворотов.