Драйвер шагового двигателя. Дипломная
Вид работы
Предмет
Электроника
Количество страниц
60
Год издания
2015
Индивидуальный номер
5577
Автор
alex163tlt
Дипломная работа по предмету "Электроника"
Заполните форму, чтобы купить данную работу
Вы можете купить готовую студенческую работу "Драйвер шагового двигателя. Дипломная". Также Вы можете заказать оригинальную работу "Драйвер шагового двигателя. Дипломная". Данная работа будет написана только для Вас. При написании работы "Драйвер шагового двигателя. Дипломная" Мы выполним все указанные Вами пожелания.
Чтобы заказать работу "Драйвер шагового двигателя. Дипломная", заполните форму заказа. В строке "Комментарий" Вы можете указать свой план работы "Драйвер шагового двигателя. Дипломная". Если Вы не имеете своего плана работы "Драйвер шагового двигателя. Дипломная", напишите объем, срок и другие пожелания и требования.
Категория: Каталог готовых студенческих работ / Дипломная работа
Количество просмотров: 878
Введение 4
1. Состояние вопроса 4
1.1. Формулирование актуальности, цели и задач проекта5
1.2. Анализ исходных данных и существующих драйверов6
1.3. Выбор типа шагового двигателя в качестве номинальной нагрузки29
2. Разработка электрической принципиальной схемы38
2.1. Разработка блок-схемы драйвера38
2.2. Обзор существующих схемотехнических решений силовой части схемы38
2.3. Разработка электрической принципиальной схемы силовой части схемы42
2.4. Обзор существующих решений системы управления47
2.5. Разработка электрической принципиальной схемы системы управления 48
3. Программная часть (при необходимости)56
4. Экономический раздел 57
Заключение 59
Список используемой литературы 60
Введение
Автоматизация технологических процессов была и остается весьма актуальной задачей. Автоматизация решает задачу управления технологическими процессами. Управление осуществляется с помощью исполнительных механизмов, осуществляющих воздействие на технологический объект управления по сигналу от системы управления. Одним из таких механизмов является шаговый двигатель. Но как складывается принцип работы шаговых двигателей и из чего они состоят, наверное редко кто задумывался. В данной бакалаврской работе я выделил особое внимание на информационную часть о шаговых двигателях, особенности их работы и способах управления.
//////
1. Состояние вопроса
1.1. Формулирование актуальности, цели и задач проекта
Актуальность:
Долгое время используются шаговые двигатели в технике и электронике. Шаговые двигатели широко используются в принтерах, автоматических инструментах, приводах дисководов, автомобильных приборных панелях и других приложениях, требующих высокой точности позиционирования. Но как складывается принцип работы шаговых двигателей и из чего они состоят, наверное редко кто задумывался. В данной бакалаврской работе я выделил особое внимание на информационную часть о шаговых двигателях, особенности их работы и способах управления.
Шаговые двигатели обладают некоторыми уникальными свойствами, что делает порой их исключительно удобными для применения или даже незаменимыми.
Достоинства шаговых двигателей:
Угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые подаются на двигатель
прецизионное позиционирование и повторяемость. Хорошие шаговые двигатели имеют точность 3-5% от величины шага. Эта ошибка не накапливается от шага к шагу
быстрого старта/остановки/реверсирования
высокая надежность, связанная с отсутствием щеток, срок службы шагового двигателя фактически определяется сроком службы подшипников
однозначная зависимость положения от входных импульсов обеспечивает позиционирование без обратной связи
возможность получения очень низких скоростей вращения для нагрузки, присоединенной непосредственно к валу двигателя без промежуточного редуктора, может быть перекрыт довольно большой диапазон скоростей
скорость пропорциональна частоте входных импульсов.
Недостатки:
шаговым двигателем присуще явление резонанса
возможна потеря контроля положения ввиду работы без обратной связи
затруднена работа на высоких скоростях
невысокая удельная мощность
относительно сложная схема управления
потребление энергии не уменьшается даже без нагрузки
Цель работы:
Изучение шаговых двигателей и построение принципиальной схемы контроллера.
Задачи:
Изучение литературы по соответствующей теме
Получение информации о шаговых двигателях
Выбор принципиальной схемы драйвера ШД
Выбор элементов для стабильной работы схемы
Разработка электрической принципиальной схемы системы управления
1.2. Анализ исходных данных и существующих драйверов
Можно привести множество примеров устройств, приборов, аппаратов, механизмов и т. д., в которых на электропривод возлагается задача быстрого и точного позиционирования того или иного узла или рабочего органа. В этих случаях наиболее часто используются электродвигатели с дискретным, шаговым перемещением ротора. Такие двигатели используются, например, в пишущих машинках и в печатающих устройствах ЭВМ, в электромеханических часах. Двигатель, преобразующий электрические импульсы или сигналы в механические импульсы, называется шаговым двигателем. Он относится к электромеханическим преобразователям дискретного типа. В состав шагового электропривода кроме шагового двигателя входят электронный блок управления (рис.1.1.), преобразователь или коммутатор. Как и в вентильном двигателе, указанные блоки являются неотъемлемой частью шагового электродвигателя.
Из экономических соображений стараются использовать разомкнутые системы управления шаговым электроприводом. Но в этом случае ужесточаются требования к шаговому двигателю с точки зрения надежности отработки шага, поскольку каждому электрическому импульсу управления должен соответствовать механический импульс или шаг.
В настоящее время шаговые двигатели работают, в основном, по принципу синхронного двигателя, поэтому они имеют присущие последним недостатки — возможность выпадения из синхронизма и склонность ротора к колебаниям при отработке шага.
Шаговые двигатели имеют низкую стоимость и высокую надежность, поскольку не содержат ни коллектора, ни контактных колец.
Рисунок 1.1 Структурная схема устройства для управления шаговым двигателем:
1 - задатчик; 2 – схема управления; 3 – электронный блок или микропроцессор; 4 – коммутатор; 5 – силовой блок; 6 – питающая сеть; 7 – двигатель.
Конструкция шагового двигателя состоит как бы из нескольких двигателей (трехпакетный статор), обмотки которых имеют прямое и обратное направление намотки. При переключении обмоток ротор двигателя стремится установиться в положение, соответствующее минимальному значению энергии в магнитной системе, то есть вдоль направления намагничивающей силы созданной обмоткой. Поскольку обмотки равномерно, с некоторой дискретностью, распределены по окружности статора, то ротор «шагает» за последовательно переключаемыми обмотками (рис. 1.2). Угловой шаг двигателя в простейшем случае соответствует полюсному делению обмотки статора. На рис. 1.2, а шаг двигателя равен 60', на рис. 1.2, б — 30'. Ротор изготавливается из магнитно-твердого или магнитно-мягкого материала, а также из их комбинации. В двух последних случаях на роторе имеются зубцы (зубчатый ротор).