::cck::60::/cck::
::description::::/description::

Документация (даташиты) на шаговые двигатели и пояснение их характеристик

::cck::62::/cck::
::introtext::

В большинстве документаций (даташитов) на шаговые двигатели используется английский язык, а разобраться в них человеку, впервые столкнувшимся с шаговыми двигателями, сложновато. Но даже если даташит на русском языке, то это не значит, что новичок поймет все технические характеристики, которые приводятся на шаговый двигатель. В данной статье приводится русский перевод английских параметров, используемых в даташитах, некоторое пояснение этих параметров, а также в конце этой статьи будут собираться ссылки на техническую документацию шаговых двигателей.

::/introtext::
::fulltext::

 Электрические и механические характеристики шаговых двигателей

Крутящий момент (он же: момент силы , вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент) измеряется в ньютон-метрах (N-m).
Килограмм-сила-метр, kilogram-force-meter; сокращённые обозначения в русском: кгс·м или кГм; международном: kgf·m или kG·m (kp·m, Kilopond · Meter)

Одной из важных характеристик, приводимых в даташитах для шаговых двигателей является их механическая характеристика, а именно представленная в виде графика зависимость крутящего момента от частоты вращения. По оси Y указывается Крутящий момент (Torque) выраженный в  унциях-дюйм (oz-in) или Ньютон-сантиметрах (N-cm) или Килограмм-сантиметр (kG-cm). По оси X указывается скорость в полных шагах в секунду (Speed in full steps per second) или число оборотов в минуту (rpm). На графике обычно указаны две или более кривых, которые соответствуют разным напряжениям питания (VDC). Из графиков видно, что при увеличении частоты вращения происходит значительное падение крутящего момента на валу двигателя.

Преобразование величин крутящего момента

1 ньютон-метр = 0,102 килограмм-сила-метр = 141,612 унция-сила-дюйм
1 ньютон-сантиметр = 0,102 килограмм-сила-сантиметр = 1,416 унция-сила-дюйм
1 килограмм-сила-сантиметр = 9,804 ньютон-сантиметр = 13,882 унция-сила-дюйм
1 унция-сила-дюйм = 0,072 килограмм-сила-сантиметр = 0,706 ньютон-сантиметр

Holding torque* - Удерживающий момент

Это крутящий момент при нулевой скорости. Как только скорость становится не нулевой, Holding torque снижается по графику тем более, чем выше скорость вращения. Заявленый производителем момент удержания (holding torque) шаговый двигатель способен отдать только в статическом режиме с одновременной запиткой обеих фаз полным током.
Единицы измерения: oz-in (унций-на-дюйм); mNm (милиньютон-метр); N·cm (Ньютон-сантиметр); Kg·cm (Килограмм-сантиметр).

Detent torque - Стопорный момент или тормозящий момент

Это момент, удерживающий ротор шагового двигателя от проворачивания при отсутствующем напряжении питания. Стопорный момент гибридных шаговых двигателей обычно составляет 10% от величины статического синхронизирующего момента*. Detent torque присутствуем в шаговых двигателях с постоянными магнитами и в гибритных ШД и отсутствует у ШД с переменным магнитным сопротивлением. Когда крутящий момент становиться равным тормозящему (+ нагрузка на вал) то двигатель перестает вращаться.
Единицы измерения: oz-in (унций-на-дюйм); mNm (милиньютон-метр); N·cm (Ньютон-сантиметр).

* Статический синхронизирующий момент - это момент, удерживающий ротор шагового двигателя от проворачивания при подаче напряжения питания (т. е. при протекании через обмотку постоянного тока и нулевой скорости ротора).

Rated voltage - Номинальное напряжение

Оптимальное напряжение питания шагового двигателя зависит от индуктивности двигателя. Диапазон питающих напряжений двигателя должен находится в диапазоне от 4 до 25 значений номинального напряжения питания двигателя (номинальное напряжение питания двигателя и индуктивность обмоток двигателя указана в документации на двигатель). При использовании напряжения питания со значением менее 4 от номинального, двигатель не будет вращаться, а будет только нагреваться, что приведет к его поломке.
Для точного расчета напряжения питания двигателя воспользуйтесь формулой:
U = 32 x√ L,
где L - индуктивность обмотки (в мГн), взятая из технической документации на двигатель; U - напряжение питания, В DC
Например, если двигатель имеет индуктивность 1,5 мГн, то его питающее напряжение равно: 32 х √1,5 = 39,2 В DC
Единицы измерения:
vdc, V (Вольт)

Rated Current  - Номинальный ток

Единицы измерения: A (Ампер)

Step angle* - Угол полного шага

Единицы измерения: deg или degrees (градусы)

Steps per revolution* - Количество полных шагов за один оборот вала

Inductance per phase - Индуктивность обмотки (Индуктивность на фазу)

От индуктивности обмотки зависит скорость нарастания тока, и соответственно приемистость двигателя на разных напряжениях питания драйвера. Ток в индуктивности отстает от напряжения, поэтому чем выше индуктивность обмоток двигателя, тем более высокое напряжение необходимо использовать для увеличения частоты вращения двигателя.
Единицы измерения: mH (миллигенри).

Resistance per phase - Сопротивление обмотки

Единицы измерения: ohms (Ом)

Rotor moment of inertia или Rotor Inertia - Момент инерции ротора

Момент инерции ротора определяет частоту приемистости двигателя. Чем меньше момент инерции, тем лучше двигатель разгоняется.
Единицы измерения: oz-in-s2 (); g·cm2 (грамм-квадратный сантиметр, г·см2).

Motor Length - Длина двигателя

Длина корпуса двигателя без вала.
Единицы измерения: mm (миллиметры); Inches (Дюймы)

Motor Weight - Вес двигателя

Единицы измерения: lb (фунты); g (граммы, г); kg (килограммы, кг)

Dielectric withstanding voltage - Диэлектрические испытания

Приводится величина напряжения, которое выдерживают обмотки двигателя в течение нескольких секунд.

Insulation resistance - Сопротивление изоляции

Temperature class - Класс изоляции

B(130oC),

Lead Wire (No.)


*Energise at rated current, 2 phase on - *При подаче номинального тока на две фазы

Если в даташите приводится схема обмотки шагового двигателя, то на ней указаны выводы с указанием цвета проводов:
RED - красный
BLK, BLACK - черный
BL, BLU, BLUE - синий
YEL - желтый
WH, WHT - белый
BRN, BROWN - коричневый

Маркировка шаговых двигателей

В маркировке шагового двигателя первыми, обычно являются две цифры. Они означают размер корпуса со стороны фланца двигателя. Размер указывается либо в 1/10 дюймов, либо в миллиметрах, например: 17HS8401 - размер корпуса со стороны фланца равен 1,7 дюйма; 55M048D - размер корпуса со стороны фланца равен 55 миллиметров.

МАРКИРОВКА ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ FULLING MOTOR

Пример: FL86STH118–6004A
"FL" – фирменное обозначение шаговых двигателей Fulling Motor
"86" – размеры фланца
"STH" – серия шаговых двигателей
"118" – длина в миллиметрах
"600" – ток обмотки ( в "амперах"- 6,0А )
"4" – количество выводов (4,6 или 8)
"А" – выход вала с одной стороны, "В" – выход вала с двух сторон.
"МА" – угол 0,9° выход вала с одной стороны, "МВ" – угол 0,9° выход вала с двух сторон.

МАРКИРОВКА ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С РЕДУКТОРОМ FULLING MOTOR
 
Пример: FL86STH80–5504AG50
"FL" – фирменное обозначение шаговых двигателей Fulling Motor
"86" – размеры фланца
"STH" – серия шаговых двигателей
"80" – длина в миллиметрах
"550" – ток обмотки (в "амперах"- 5,5А )
"4" – количество выводов (4,6 или 8)
"А" – выход вала с одной стороны, "В" – выход вала с двух сторон.
"МА" – угол 0,9° выход вала с одной стороны, "МВ" – угол 0,9° выход вала с двух сторон.
"G" – двигатель с редуктором
"50" – коэффициент редукции

Документация на шаговые двигатели

15M020D, 20M020D, 26M024B, 26M048B, 35I048B, 42I048D, 42M048C, 55M048D, PK243M-03AA, PL42H48-2.4-4, SY42STH47-1684B

 P.S. Буду благодарен всем, кто пожелает дополнить статью полезной информацией, либо сможет поделиться ссылкой на даташит шагового двигателя, либо укажет на ошибки в статье. Все это Вы можете написать в комментариях. Комментарии можно оставлять без регистрации.

::/fulltext::

Обзор микросхем-драйверов для управления шаговыми двигателями

::cck::61::/cck::
::introtext::

В данной статье приведен краткий обзор микросхем, которые используются для управления шаговыми двигателями.  В статье  приводится наименование микросхемы, краткое описание, диапазон напряжений работы микросхемы, типы выпускаемых корпусов, ссылка на полную документацию (datasheets) и ориентировочная розничная цена на микросхему (цены указаны на февраль 2013г).

::/introtext::
::fulltext::

Микросхемы для управления униполярными шаговыми двигателями

Allegro (allegromicro.com): A2544, A2540, SLA7024, SLA7026, SMA7029, SLA7042, SLA7044, UCN5804, UDN2580, UDN2585, UDN2588, UDN2985, UDN2987, ULN2003, ULN2004, ULN2023, ULN2024, ULN2064, ULN2065, ULN2068, ULN2069, ULN2803, ULN2804, ULN2823, ULN2824
Motorola (motorola.com): MC1413, MC1416
NEC (nec.com): uPA2003, uPA2004
Toshiba (toshiba-components.com): TD62064, TD62164, TD62064A, TD62164B, TD62064B, TD62107, TD62107B, TD62074, TD62074A, TD62318A, TD62308A, TD62318B, TD62308B, TA8415
National Semiconductor (national.com): DS2003, DS3658, DS3668, DS75451, DS75452, DS75453
JRC (njr.com): NJM3517, NJM3545, NJM3548
SANYO (sanyo.com): LB1246
STMicroelectronics (st.com): L702, L6223
Signetics (signetics.com): SAA1027

Микросхемы для управления биполярными шаговыми двигателями

Allegro (allegromicro.com): A2916, A2917, A2919, A2998, A3948, A3951, A3952, A3953, A3955, A3957, A3958, A3959, A3964, A3966, A3968, A3971, A3972, A3973, A3974, A3976, A3977, A6219
Toshiba (toshiba-components.com): TA7289F, TA7289P, TA7774, TA84002, TA8411, TA8430, TA8435, TB62200, TB6500, TB6504, TB6512, TB6526, TB6560
National Semiconductor (national.com): LMD18200, LMD18201, LMD18245
JRC (njr.com): NJM3717, NJM3770, NJM3771, NJM3772, NJM3773, NJM3774, NJM3775, NJM3777, NJU39610, NJU39612
Motorola (motorola.com): MC3479, MC33192, SAA1042
SANYO (sanyo.com): LB11847, LB1651D, LB1656M, LB1657M, LB1839M, LB1840M, LB1845, LB1846M, LB1847, LB1848M, LB1945H, LB1947
STMicroelectronics (st.com): L293, L297, L298, L6201, L6202, L6203, L6204, L6205, L6206, L6207, L6208, L6210, L6219, L6258, L6506, TEA3717, TEA3718
Texas Instruments (ti.com): UC3717, UC3770
NEC (nec.com): uPD16818, uPD16833
Panasonic (panasonic.net): AN6664S, AN6668NS, AN8208S, AN8495SB
Rohm Semiconductor (rohm.com): BA6846, BA6343
Samsung (samsung.com): KA2820, KA6202
Fairchild Semiconductor (fairchildsemi.com): KA2820, KA3100
Infineon Technologies AG (infineon.com): TLE4726, TLE4727
Hitachi (hitachi.com): HA13421, HA13475
Mitsubishi (mitsubishielectric.com): M54640P, M54670P, M54679FP
Fujitsu (fujitsu.com): MB86521
ON Semiconductor (onsemi.com): CS279, CS4161, CS8441

A3964

Наименование: A3964
Описание: Микросхема предназначена для управления биполярными шаговыми двигателями методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
Ток выходной: ±800mA
Напряжение питания: 4.75 V - 5.25 V
Напряжение нагрузки: 5 V - 30 V
Модификация (тип корпуса): A3964SB (24-DIP); A3964SLB (20-SOIC)
Документация: PDF (198K).
Ориентировочная розничная цена: A3964SB - 160 руб; A3964SLB - 160 руб.

A3977

Наименование: A3977
Описание: Данная микросхема удобна тем, что имеет встроенный транслятор интерфейса ШАГ/НАПРАВЛЕНИЕ, что позволяет существенно упростить управление. Из недостатков можно отметить достаточно высокое сопротивление ключей.
Ток выходной: ±2500mA
Напряжение питания: 3 V - 5.5 V
Напряжение нагрузки: 8 V - 35 V
Модификация (тип корпуса): A3977SLPTR-T (TSSOP28); A3977SEDTR-T (PLCC44)
Документация: PDF (416K).
Ориентировочная розничная цена: A3977SLPTR-T - 190 руб; A3977SEDTR-T - 220 руб.

AN8495SB

Наименование: AN8495SB
Описание: Драйвер управления шаговым двигателем
Ток выходной: -
Напряжение питания: 4.75V - 5.25V
Напряжение нагрузки: 18.0V - 28.0V
Модификация (тип корпуса): AN8495SB (HSOP28)
Документация: PDF (115K).
Ориентировочная розничная цена: 150 руб

L297

Наименование: L297
Описание: Схема управления шаговыми двигателями. Рекомендуется использовать совместно с микросхемой L298. Связку L297 + L298 можно заменить одной микросхемой L6208 хотя характеристики будут несколько хуже.
Ток выходной: -
Напряжение питания: 4.75 V - 7 V
Модификация (тип корпуса): L297/1 (DIP20); L297D (SO20).
Документация: PDF (164K).
Ориентировочная розничная цена: L297/1 - 140 руб; L297D - 170 руб.

L298

Наименование: L298
Описание: Двойной полный мостовой драйвер, применяемый для управления двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями. Благодаря наличию двух мостов микросхема может управлять двумя двигателями постоянного тока, причем независимо, или одним биполярным или униполярным шаговым двигателем. При управлении двигателем постоянного тока микросхема может изменять направление тока в двигателе, реверсируя его или полностью отключать питание. При управлении шаговыми двигателями возможно также управление направлением движения. Рекомендуется использовать совместно с микросхемой L297. Связку L297 + L298 можно заменить одной микросхемой L6208 хотя она несколько уступает им по характеристикам.
Ток выходной: 3000mA (пиковое значение)
Напряжение питания: 4.5 V - 46 V
Модификация (тип корпуса):  L298N (Multiwatt Vert.); L298HN (Multiwatt Horiz.); L298P (PowerSO20)
Документация: PDF (185K).
Ориентировочная розничная цена: L298N - 140 руб; L298HN - 200 руб; L298P - 190 руб.

L6205

Наименование: L6205
Описание: Драйвер двигателя со встроенным двойным силовым мостом.
Напряжение питания: 8 V - 52 V
Модификация (тип корпуса): L6205N (PowerDIP20); L6205PD (PowerSO20); L6205D (SO20)
Документация: PDF (388K).
Ориентировочная розничная цена: L6205N - 230 руб; L6205PD - 300 руб; L6205D - 320 руб.

L6208

Наименование: L6208.
Описание: Драйвер шагового двигателя со встроенным силовым мостом. Поддерживаются полношаговый и полушаговый режимы управления двигателем, имеется встроенная защита от перегрева и перегрузки по току, а также отключение при понижении напряжения питания. Основным плюсом данной микросхемы является крайне несложная схема обвязки позволяющая собирать компактные приводы. Также данную микросхему можно с успехом применять как замену связки микросхем L297 + L298, хотя она несколько уступает им по характеристикам, но значительно экономит время и материалы при сборке конечного устройства.
Ток выходной: 2800mA
Напряжение питания: 8 V - 52 V
Модификация (тип корпуса): L6208N (PowerDIP24); L6208PD (PowerSO36); L6208D (SO24)
Документация: L6208 PDF (460 КБ).
Ориентировочная цена: L6208D - 420 руб; L6208PD - 310 руб; L6208N - 300 руб.

::/fulltext::

Форма входа

Яндекс.Метрика