Princip ovladače krokového motoru
Krokový motor, také známý jako krokový motor, je velmi charakteristický motor, který může realizovat řízení posunu, ale má také vlastnosti vysoké přesnosti, vysoké rychlosti odezvy a spolehlivosti a je široce používán v průmyslovém řízení, řízení automobilů, lékařských zařízeních, přístrojích, robotice a řadě dalších elektronických produktů. Jaký je její princip řízení?
1. Princip činnosti krokového motoru:
Pracovním principem krokového motoru je realizovat rotaci řízením změny proudu cívky kabeláže, pokud je proud cívky řízen konstantní frekvencí, motor může být vyroben tak, aby realizoval rotaci, aby bylo možné realizovat přesné řízení posunu.
2. Princip ovladače krokového motoru:
Principem ovladače krokového motoru je převést pulzní signál na proudový signál potřebný pro krokový motor a poté vložit proudový signál do krokového motoru, krokový motor může realizovat rotaci.
3. Schematický diagram ovladače krokového motoru:
Schéma pohonu krokového motoru se skládá hlavně z napájecího zdroje, regulátoru, pulzního měniče, krokového motoru a driveru, kde napájecí zdroj poskytuje hlavně stejnosměrné napájení, regulátor ovládá hlavně frekvenci pulzního signálu, pulzní převodník hlavně převádí pulzní signál na proudový signál, krokový motor dokončuje rotaci přes proudový signál a driver nakonec přivádí proudový signál do krokového motoru.
Princip činnosti ovladače krokového motoru
Krokový motor má širokou škálu aplikací v řídicím systému. Může převádět pulzní signály na úhlové výchylky a může být použit jako elektromagnetická brzdová kola, elektromagnetické diferenciály nebo generátory úhlového výchylky.
Někdy odstraněny z některých starých zařízení na krokový motor (tento motor je obecně nepoškozený) k použití pro jiné účely, obecně je třeba navrhnout vlastní ovladač. Tento dokument představuje krokový motor odstraněný ze staré japonské tiskárny a návrh ovladače. Tento dokument nejprve představuje pracovní princip krokového motoru a poté představuje jeho software a hardware ovladače.
1. princip činnosti krokového motoru
Krokový motor je čtyř{0}}fázový krokový motor napájený unipolárním stejnosměrným zdrojem. Dokud jsou vinutí každé fáze krokového motoru nabuzena podle příslušné časové sekvence, krokový motor se může otáčet krok za krokem. Obrázek 1 je schematický diagram fungování tohoto čtyř-fázového reaktivního krokového motoru.
Na začátku spínač SB zapne napájení, SA, SC, SD je odpojeno, B-magnetické póly fáze a rotor 0, 3 zuby zarovnány, současně 1, 4 zuby rotoru a C, D -fázové vinutí magnetické póly pro výrobu špatných zubů, 2, 5 zubů a D, fáze A magnetické vinutí magnetický pól, A{{8} zuby.
Když spínač SC zapne napájení a SB, SA a SD jsou odpojeny, rotor se otáčí v důsledku působení magnetických siločar mezi magnetickými siločárami vinutí fáze C a zuby No. 1 a No. 4 a zuby No. 1 a No. 4 a magnetickými póly C-fázové vinutí jsou zarovnány. Zatímco zuby 0, 3 a vinutí fáze A, B způsobují nesouosost, zuby 2, 5 a vinutí fáze A, D magnetický pól
a magnetické póly fází A a D vinutí jsou vyoseny. A tak dále, čtyřfázový rotační napájecí zdroj A, B, C, D-, rotor se bude otáčet ve směru A, B, C, D.
Čtyř{0}}fázové krokové motory lze rozdělit do jednofázových čtyř{1}}dobých, dvojitých čtyř-dobých a osmi-dobých provozních režimů podle různého pořadí napájení. Krokové úhly jedné-čtyřdobé a dvojité-čtyřdobé jsou stejné, ale točivý moment otáčení jedné-čtyřdobé je malý. Úhel kroku osmi{9}}dobého provozního režimu je poloviční než u jedno-čtyřdobého a dvojitého{11}}čtyřdobého provozního režimu, proto může osmi{12}}dobý provozní režim zachovat vysoký točivý moment a zlepšit přesnost ovládání.
Jednorázový čtyř{0}}dobý, dvojitý čtyř{1}}dobý a osmi{2}}dobý provoz napájecího zdroje-na časování a průběhy jsou znázorněny na obrázku 2.a, b, c, v tomto pořadí:
2. Založeno na principu obvodu systému ovladače krokového motoru AT89C2051
AT89C2051 řídí impulsy z výstupu P1 portu P1.4 ~ P1.7, invertované 74LS14 do 9014, zesílené ovládáním 9014 fotoelektrického spínače, fotoelektrická izolace, impulsní signály výkonové trubice TIP122 pro napěťové a proudové zesílení fáze krokového motoru. Vytvořte krokový motor s různými pulzními signály pro jízdu vpřed, vzad, zrychlení, zpomalení a zastavení a další akce. L1 na obrázku pro fázové vinutí krokového motoru. AT89C2051 vybraný frekvenční krystal 22MHz, účelem výběru vyššího krystalu je minimalizovat dopad AT89C2051 na cyklus pulzního signálu hostitelského počítače způsobem 2.
RL1 ~ RL4 pro vnitřní odpor vinutí, rezistor 50Ω je externí rezistor, hraje roli v omezení proudu, ale také prvek pro zlepšení časové konstanty smyčky.D1 ~ D4 pro spojitou diodu, takže vinutí motoru generované zpětnou elektromotorickou silou přes spojitou diodu (D1 ~ D4) a chrání výkonovou trubici před poškozením T1.
Externí odpor 50Ω může paralelně s kondenzátorem 200μF zlepšit proudový impuls vstřikovaný do vinutí krokového motoru a zlepšit tak vysokofrekvenční výkon krokového motoru. Rezistor 200Ω zapojený do série s kontinuitní diodou může snížit časovou konstantu vybíjení obvodu, takže zadní hrana proudového impulsu ve vinutí bude strmější a doba poklesu proudu se zkrátí, což také hraje roli při zlepšování vysoko-frekvenčního výkonu.
3. Návrh softwaru
Ovladač podle různých kombinací dip přepínačů KX, KY má na výběr ze tří pracovních režimů:
Režim 1 je režim přerušení:P3.5 (INT1) je vstup krokových impulsů a P3.7 je vstup impulsů vpřed a vzad. Horní počítač (PC nebo mikrokontrolér) a ovladač jsou propojeny pouze 2 linkami.
Režim 2 je režim sériové komunikace:hostitelský počítač (PC nebo mikrokontrolér) odešle řídicí příkaz řidiči a ovladač dokončí řídicí proces podle řídicího příkazu.
Režim 3 je režim ovládání dip přepínačem:krokový motor je přímo řízen různými kombinacemi K1 až K5.
Když je napájení zapnuto nebo je stisknuto resetovací tlačítko KR, AT89C2051 nejprve detekuje stav DIP přepínačů KX a KY a přejde do různých pracovních režimů podle různých kombinací KX a KY. Blokový diagram programu a zdrojový program pro režim 1 jsou uvedeny níže.
Při přípravě programu je třeba věnovat zvláštní pozornost manipulaci s krokovým motorem při komutaci. Aby krokový motor v komutaci mohl být hladký přechod, ne produkovat špatný krok, měl by být nastaven v každém kroku příznakový bit. Mezi nimi je každý bit jednotky 20H dopředný příznakový bit krokového motoru; každý bit jednotky 21H je zpětný příznakový bit. Při dopředné rotaci nejen k dopředné hodnotě příznakového bitu, ale současně také k obrácení hodnoty příznakového bitu; v obrácení téhož. Tímto způsobem, když se změní směr krokového motoru, může to být poslední poloha jako počáteční bod zpětného pohybu, aby se zabránilo změně směru motoru a vytvoření nesprávného kroku.