Магазин у відпустці 23.05 - 28.05. Всі замовлення будуть оброблені в понеділок

Вам уже приходилось делать выбор между разными шаговыми двигателями для реализации своих амбициозных проектов? Зачастую у новичков существует миф, что NEMA 17 слабые и ни на что не годные шаговики, а для 3D-принтера обязательно нужен как минимум NEMA 23, а то и дороже. Давайте попробуем разобраться какие критерии всё-таки должны учитываться при правильном выборе шагового двигателя. Если на них не обращать внимание, а просто надеяться на свой инстинкт потребителя, то в результате можно сильно разочароваться. К примеру можно купить как бы обычный двигатель NEMA 17 и стандартный драйвер рекомендуемый под него, но получить постоянно перегревающуюся микросхему драйвера и невозможность нормальной работы проекта.

Посмотрим для начала какой выбор нам предоставляют самые доступные поставщики шаговых двигателей.


Двигатели NEMA 16 представлены такими моделями

МодельУгол шагаКоличество проводовНоминальный
ток фазы, А
Сопротивление фазы, ОмИндуктивность
фазы, мГн
Инерция
ротора,
г·см2
Удерживающий
момент, Н·см
Крутящий
момент,
Н·см
Длина мотора,
мм
39HS200441,840,4218121280,520
39HS260641,840,691014140,826
39HS340641,8
40,612131918134
39HS341241,8
41,23,231916134
39HS340461,8
60,430141912134
39HS400641,8
40,6122024241,240
39HS401241,8
41,23,86,524241,240
39HS400461,8
60,4302224181,240

Диаметр вала у NEMA 16 - 5 мм

В формфакторе NEMA 17 нам доступны такие двигатели

МодельУгол
шага
Длина
мотора,
мм
Номинальный
ток, А
Сопротивление
фазы, Ом
Индуктивность
фазы, мГн
Удерживающий
момент, Н·см
Крутящий
момент,
Н·см
Инерция
ротора,
г·см2
Количество
проводов,
шт.
Вес
мотора,
г
17HS2408
1,8280,6810121,6344150
17HS3401
1,8341,32,42,8281,6344220
17HS3410
1,8
341,71,21,8281,6344220
17HS3430
1,8
340,43035281,6344220
17HS3630
1,8
340,43018211,6346220
17HS3616
1,8
340,167540141,6346220
17HS4401
1,8
401,71,52,8402,2544280
17HS4402
1,8
401,32,55402,2544280
17HS4602
1,8
401,23,22,8282,2546280
17HS4630
1,8
400,43028282,2546280
17HS8401
1,8
481,81,83,2522,6684400
17HS8402
1,8
481,33,25,5522,6684400
17HS8403
1,8
482,31,21,6462,6684400
17HS8630
1,8
480,43038342,6686400

 Точность шага без нагрузки ±5 %

Диаметр вала 5 мм


Следующий формфактор NEMA 23 представлен такими моделями

МодельУгол
шага
Длина
мотора,
мм
Диаметр
вала,
мм
Длина
вала,
мм
Номинальный
ток, А
Сопротивление
фазы, Ом
Индуктивность
фазы, мГн
Удерживающий
момент, Н·м
Крутящий
момент,
Н·см
Инерция
ротора,
г·см2
Количество
проводов,
шт.
Вес
мотора,
кг
57HS4128A41,8416,35212,80,71,40,552,515040,55
57HS5128A41,8516,35212,80,832,21,12,819040,6
57HS5128B41,8
516,35212,80,832,21,12,819040,65
57HS5630A41,8
566,352130,92,41,23,528040,72
57HS5630A4D81,8
5682130,92,41,23,528040,72
57HS5630B41,8
566,352130,92,41,23,528040,72
57HS5630B4D81,8
5682130,92,41,23,528040,72
57HS7630A41,8
766,352131,13,61,89644041,2
57HS7630A4D8
1,8
7682131,13,61,89644041,2
57HS7630B41,8
766,352131,13,61,89644041,2
57HS7630B4D81,8
7682131,13,61,89644041,2
57HS8430A41,8
846,352131,242,2662041,4
57HS8430A4D81,8
8482131,242,2662041,4
57HS8430B41,8
846,352131,242,2662041,4
57HS8430B4D8
1,8
8482131,242,2662041,4
57HS11230A4
1,8
11282131,66,831280041,8
57HS11230B4
1,8
11282131,66,831280041,8
57HS11242A4
1,8
1128214,21,41,831280041,8

У NEMA 23 диаметр вала составляет 6,35 мм или 8 мм

Варианты подключения двухфазных шаговых двигателей

Теперь разберёмся зачем шаговому двигателю нужно больше чем четыре вывода. Для этого рассмотрим различные варианты подключения двухфазных шаговиков

1) Тут мы видим самый простой вариант с 4-проводным шаговым двигателем. Здесь главное правильно соединить выводы А+ двигателя с А+ драйвера, А- двигателя с А- драйвера и так далее.


2) Дальше идёт 8 - проводный двигатель. Для него характерны два варианта подключения.

Это параллельное подключение обмоток шаговика. При таком подключении уменьшается суммарная индуктивность обмоток, что позволяет увеличить максимальную скорость вращения вала. Величина индуктивности обмоток влияет на частотные характеристики двигателя, особенно на высоких частотах управляющих сигналов. К такому подключению стоит стремиться, если вам действительно важна высокая скорость работы шаговика и критична точность и КПД на высоких оборотах.

 

А это последовательное соединение. При таком соединении двигатель будет вести себя как обычный 4-проводный.


3) Теперь, когда мы уже не так боимся множества выводов на шаговиках, посмотрим, как подключать 6-выводный двигатель.

Представленное подключение позволяет уменьшить индуктивность и этим повысить качество работы двигателя на высоких частотах (оборотах). Но при этом понижается КПД двигателя и его сила, повышается ток управления. Я бы советовал такой вариант включения только для временных скоростных операций, не требующих частого торможения и разгона, например во время возврата каретки 3D-принтера. При этом необходим механизм автоматического переключения режимов работы двигателя с полнообмоточного на полуобмоточный.


И второй вариант включения 6-проводного шагового двигателя следующий

Средние выводы каждой обмотки просто не задействуются и шаговик работает в точности как 4-проводный работяга.


Рассчетное определение необходимого момента шагового двигателя

Такой параметр как "момент" у двигателя характеризует его силу вращения. Он показывает, какой максимальной силе противодействия, приложенной на определённом расстоянии от своей оси двигатель способен противостоять.

Момент определяется по формуле M=F·R,


где М- момент силы в Н
·м; F - сила противодействия в Ньютонах; R - расстояние точки приложения силы от центра оси двигателя, в метрах.

Что такое ньютон? Это величина, характеризующая взаимодействие физических тел и полей между собой. Например, чтобы приложить к подвешенной верёвке силу, равную 1 Ньютон, в земных условиях необходимо повесить на неё гирю весом 1/9,81 =  0,102 кг.

А при диаметре вала двигателя 5 мм и крутящем моменте двигателя в 1Н·м, этот двигатель будет способен накрутить на свой вал нитку с подвешенным к ней грузом не превышающим 20,4 кг и минимальным ускорением:

·м = 0,102 кг · 1м = 20,4 кг · 5 мм

 

Использование динамометра для определения момента, требуемого от двигателя.

Теория и рассчёты это всё очень полезно, но зачастую легче и быстрее будет отбросить теорию в сторону и взять и замерять действующие силы при помощи измерительного прибора. Динамометр как раз способен экспериментально показать нам практическую силу, противодействующую нашему двигателю в прямых плоскостях (момент силы вращения он не покажет). Я в продаже не встречал динамометров дешевле  500$, поэтому буду рассматривать использование только самодельного устройства. Это устройство состоит из шкалы и, зафиксированной с одной стороны шкалы, пружины.


Градуировка и использование самодельного динамометра.

Градуировка - это нанесение делений на шкалу измерения динамометра. Для разных диапазонов измерения силы, будут необходимы разные по силе пружины и их длины, а так же длины планочки под шкалу. Допустим мы хотим своим динамометром измерять силу в пределах 1 ... 10 Н. Для его градуировки необходимо как на рисунке а) подвесить к динамометру груз в 100 г и отметить на шкале риску с цифрой 1 Н, а затем подвесить груз в 1 кг и наметить риску в 10 Н. Теперь всю шкалу между этими двумя рисками нужно поделить на 9 равных отрезков и расставить цифры от 2 до 9 Н.  


Написать отзыв

Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.
    Плохо           Хорошо
Датчик света

Датчик света

Интеллектуальный дискретный датчик света. Рабочее напряжение питания 4...6 В постоянного тока. Чувст..

19.52грн.

Выбор шагового двигателя

Выбор шагового двигателя

Вам уже приходилось делать выбор между разными шаговыми двигателями для реализации своих амбициозных..

Arduino - что это такое? Популярно для начинающих

Arduino - что это такое? Популярно для начинающих

Самые популярные платы контроллеров популярно для начинающихArduino это недорогая, доступная в смысл..

Терминальный модуль для Arduino UNO

Терминальный модуль для Arduino UNO

Терминальный шилд под плату контроллера Arduino UNO для удобного монтажа кабелей периферийных датчик..

124.96грн.

Понижающий преобазователь напряжения с 4,5...40В до 5В 2А

Понижающий преобазователь напряжения с 4,5...40В до 5В 2А

Понижающий преобразователь и стабилизатор напряжения в 5 В с вольтметром входного напряженияВольтмет..

88.08грн.

Новое

Модуль твердотельного реле 4-канальный

Модуль твердотельного реле 4-канальный

Модуль предназначен для коммутации нагрузок с переменным напряжением питания 75 ... 264 ВМаксимальны..

Оптопара EL817 SMD

Оптопара EL817 SMD

Оптопара с транзистором на выходеПрименяется для гальванической развязки дискретного сигнала, а так ..

Стабилизатор напряжения 5В 2А микросхема L78S05CV

Стабилизатор напряжения 5В 2А микросхема L78S05CV

Микросхема стабилизатор напряжения L78S05CVПрименяется для стабилизации пульсирующего напряжени..

Программатор AVR-контроллеров USBASP

Программатор AVR-контроллеров USBASP

Программатор для загрузки и отладки программ в микроконтроллеры компании ATMEL.Интерфейс програ..

Сдвиговый регистр 74HC595N

Сдвиговый регистр 74HC595N

Эту микросхему используют для управления светодиодными гирляндами и символьными индикаторами.Она поз..

Светодиод ультраяркий 3мм

Светодиод ультраяркий 3мм

Сверхяркий светодиод диаметром 3 ммКорпус прозрачный у светодиодов разного цвета свечения. То есть р..

Вентилятор для Orange PI толщиной 10мм

Вентилятор для Orange PI толщиной 10мм

Вентилятор для охлаждения процессора мини-компьютера Orange PI или Raspberry PIРаботает безшумноПита..

Терминальный разъемный коннектор угловой 4п

Терминальный разъемный коннектор угловой 4п

Разъемный 4-проводной коннектор для пайки на печатную платуПровода подводятся параллельно плате и со..

Шестерня для зубчатого ремня на 20 зубьев под ось 5 мм

Шестерня для зубчатого ремня на 20 зубьев под ось 5 мм

Используется для передачи и редукции крутящего момента от двигателяКоличество зубьев 20 шт.Диаметр о..

Терминальный разъемный коннектор угловой 3п

Терминальный разъемный коннектор угловой 3п

Разъемный трёхпроводной коннектор для пайки на печатную платуПровода подводятся параллельно плате и ..

Терминальный разъемный коннектор угловой 2п

Терминальный разъемный коннектор угловой 2п

Разъемный двухпроводной коннектор для пайки на печатную платуПровода подводятся параллельно плате и ..

Микроконтроллер ATTINY13A

Микроконтроллер ATTINY13A

Миниатюрный экономичный AVR 8-битный микроконтроллер, который можно программировать как программатор..

Логический анализатор 8 каналов

Логический анализатор 8 каналов

Надписи на корпусе могут отличаться от указанных на картинке, но суть остается неизменной.Цифровой л..

Линейный подшипник 8мм

Линейный подшипник 8мм

Подшипник для линейного скольжения рабочего органа 3D-принтера или CNC по своим осям.Одевается на ци..

Подшипник для зубчатого ремня GT2 без зубьев

Подшипник для зубчатого ремня GT2 без зубьев

Подшипник для натяжения зубчатого ремня GT2 6мм на ось 5 ммПрименяется в 3D-принтерах и CNCШирина 10..

Подшипник для зубчатого ремня GT2 20 зубьев

Подшипник для зубчатого ремня GT2 20 зубьев

Подшипник для натяжения зубчатого ремня GT2 6мм на ось 5 мм20 зубьевШирина 10 мм..