2.1 Поддерживаемые типы двигателей модуля управления электродвигателями¶
В настоящий момент контроллер поддерживает только шаговые двигатели.
Шаговые двигатели¶
Основным параметром шагового двигателя является его номинальный ток. Номинальный ток двигателя можно установить во вкладке Настройка кинематики движения (Шаговый двигатель).
ВАЖНО. Установка завышенного тока постепенно приведёт к перегреву двигателя и его физической поломке. Обязательно проконтролируйте, чтобы был установлен номинальный ток, соответствующий используемой подвижке. В предустановленных профилях подвижек все настройки уже сделаны правильно.
- 1 (полный) шаг
- 1/2 шага
- 1/4 шага
- 1/8 шага
- 1/16 шага
- 1/32 шага
- 1/64 шага
- 1/128 шага
- 1/256 шага
Режим микрошага устанавливается во вкладке Настройка кинематики движения (Шаговый двигатель) или командами настройки мотора, см. раздел Описание протокола обмена и описание соответствующих функций в разделе Руководство по программированию.
Замечание. Контроллер всегда использует внутреннее деление шага 1/256. При смене пользователем деления шага на более грубый, в ПО отображаются только кратные более грубому делению позиции, установка и передача становится возможна только в таких, более грубых делениях. Это сделано для поддержки устаревшего и совместимости с уже существующим ПО, работающим на делениях шага малой кратности. С другой стороны, работа на наибольшем делении шага позволяет двигаться наиболее плавно и тихо на малых скоростях.
Еще один непосредственным параметром шагового двигателя является количество полных шагов на оборот. Эта настройка не влияет на движение, но используется в блоке контроля проскальзывания или при работе с обратной связью по энкодеру.
Замечание. Контроллер поддерживает шаговые двигатели с датчиком обратной связи - энкодером. Энкодер может использоваться как основной датчик положения или для обнаружения проскальзывания, люфта или потери шагов. Использование энкодера помогает пройти резонансные скорости без срыва движения.
Критерий выбора двигателя¶
Для управление током в обмотках двигателях используется принцип широтно-импульсной модуляции, приводящий к колебаниям тока на частоте модуляции (так называемый "токовый риппл"). В зависимости от параметров используемого двигателя (индуктивность его обмоток, омическое сопротивление) риппл может быть разным. Такие резкие колебания тока могут приводить к тому, что мотор нагреется сильнее, чем ожидается при номинальном токе, т.е. $ \frac{P_{real}}{RI_s^2} > 1 $, где $ RI_s^2 $ - мощность, которая ожидалась бы при прохождении постоянного тока $ I_s $, $ P_{real} $ - действительная мощность, выделяемая в двигателе. Чтобы оценить перегрев, рекомендуем воспользоваться следующим графиком:
| Мотор | RT/L |
| 20 | 0.19576 |
| 28 | 0.07253 |
| 28s | 0.07168 |
| 4118L1804R | 0.02715 |
| 4118S1404R | 0.02844 |
| 4247 | 0.0273 |
| D42.3 | 0.0223 |
| 5618 | 0.0146 |
| 5618R | 0.0146 |
| 5918 | 0.0116 |
| 5918B | 0.012 |
| VSS42 | 0.029 |
| VSS43 | 0.0256 |
| ZSS | 0.04248 |
| DCERE25 | 0.2106 |
- Расчёт параметра $ \frac{RT}{L} $, где $ R, L $ - сопротивление и индуктивность обмотки (см. документацию на соответствующий двигатель), $ T $ - время периода модуляции. Его следует взять равным 51.2 мкс для шаговых двигателей и 25.6 мкс для двигателей постоянного тока.
- Расчёт параметра $ \frac{V}{RI_s} $, характеризующего превышение питающего напряжения над номинальным. Тут $ V $ - напряжение питания, $ R $ - сопротивление обмотки, $ I_s $ - ток стабилизации.
- Определение перегрева. Полученная точка попадёт в одну из областей на графике. Эти области соответствуют линиям равного уровня с шагом 0.1, каждая из которых показывает величину перегрева. Например, рассмотрим линию, у которой параметр перегрева равен 1.1. Слева от неё расположена область, где перегрев ниже 1.1, справа - выше 1.1. Между линиями 1.1 и 1.2 перегрев соответственно больше 1.1 и меньше 1.2 и т.д.
Пример расчёта для двигателя DCE1524 (двигатель постоянного тока):
$ T $ = 25.6 мкс $ R $ = 5.1 Ом $ L $ = 70 мкГн
$ \frac{RT}{L} $ = 1.86
Далее проводим вертикальную линию, по которой можно сделать вывод какой будет перегрев при разных питающих напряжениях (эта линия проведена на графике выше). Допустим, что желаемый ток стабилизации $ I_s $ = 500 мА. Номинальное напряжение в таком случае: $ R*I_s $ = 2.55 В. Тогда при превышении этого напряжения больше чем в 5, но меньше чем в 10 раз, перегрев будет между 1.5 и 1.6. А при питающем напряжении в 30 В двигатель нагреется в $ \simeq $1.65 раз сильнее чем ожидается.
Для облегчения работы, все основные двигатели и их параметры были рассчитаны (см. Tab1) и нанесены на график.