2. Silnik krokowy – silnik elektryczny, w którym impulsowe zasilanie prądem elektrycznym
powoduje, że jego wirnik wykonuje obrót o ustalony kąt
Silniki krokowe są stosowane wszędzie tam, gdzie kluczowe znaczenie ma możliwość
precyzyjnego sterowania ruchem (roboty, drukarki, skanery, napędy CD)
Silnik krokowy potrzebuje skomplikowanego układu elektronicznego do
sterowania nim
Sterowanie pełnokrokowe Sterowanie półkrokowe
3. Zaprojektowaliśmy W celu nawinięcia Budowa wirnika -
konstrukcję silnika: cewek zbudowaliśmy przed zalaniem żywicą
- 8 elektromagnesów; nawijarkę z klocków
lego
- 6 łopatek wirnika;
Zbudowaliśmy układ Konieczne było napisanie Gotowa konstrukcja
elektroniczny do programu sterującego silnika
sterowania silnikiem z pracą silnika
komputera przez port
LPT
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12. Droga kątowa to kąt zakreślony przez promień wodzący w czasie ruchu wirnika
180
kąt obrotu
droga kątowa droga kątowa droga kątowa 160
l.p. l. impulsów
1 impuls = 1s 1 impuls = 2s 1 impuls = 3s
140
1 4 60,73° 60,21° 60,90° 120
2 8 118,84° 118,10° 118,63° 100
3 12 179,19° 179,92° 179,36° 80
liczba impulsów
60
4 6 8 10 12
Z przeprowadzonych pomiarów, przedstawionych w tabelce i na wykresie, a także analogicznych z
różnym obciążeniem silnika i różnym napięciem zasilania wnioskujemy, że:
Droga kątowa zależy od ilości impulsów
Nie zależy od ich długości, obciążenia silnika, a także napięcia zasilania.
wysyłamy 4 impulsy rotor zakreśla kąt ~60° wysyłamy 6 impulsów rotor zakreśla kąt ~90°
13. Badamy kąt obrotu jednego kroku oraz dokładność kroków silnika.
Sterowanie: kąt obrotu jednego kroku niepewność ilość kroków na obrót
pełnokrokowe 14,97° ±4,9° 24
półkrokowe 7,56° ±4° 48
sterowanie pełnokrokowe sterowanie półkrokowe
kąt obrotu
20
15
10
5
numer kroku
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
14.
15. Szybkość kątowa jest wartością wektora prędkości kątowej i nie zależy od kierunku obrotu.
Liczba czas trwania szybkość kątowa
l.p. napięcie zasilania [V] czas pracy [s] kąt obrotu
impulsów impulsu [s] [rad/s]
1 4 10,82 1 4 60,73° 0,26
2 4 10,82 2 8 60,29° 0,13
3 6 10,82 1 6 90,16° 0,26
4 6 10,82 2 12 90,19° 0,13
5 4 7,2 1 4 60,73° 0,26
6 4 7,2 2 8 60,29° 0,13
7 6 7,2 1 6 90,16° 0,26
8 6 7,2 2 12 90,19° 0,13
Szybkość kątowa jest odwrotnie proporcjonalna do czasu trwania
każdego impulsu
Szybkość kątowa nie zależy od liczby impulsów, napięcia zasilania
oraz jak wykazały analogiczne pomiary – obciążenia silnika
Maksymalna szybkość kątowa [rad/s]
5,24
16. Moment trzymający jest to iloczyn siły i ramienia do którego jest przyłożona przy zerowej
prędkości zasilanego silnika krokowego.
sterowanie pełnokrokowe [Ncm]
nr kroku
1,3A 0,85A 0,70A
1 0,49 0,27 0,22
2 0,55 0,30 0,25
3 0,54 0,29 0,21
średnia 0,53 0,29 0,23
niedokład
ność
±0,03 ±0,015 ±0.02
Tabela przedstawia parametry wybranych kroków silnika.
Wartość momentu zależy od indukcyjności cewek, która zależy
od prądu płynącego przez cewkę
Wykres stworzony na bazie pomiarów z tabeli pokazuje, że
zależność momentu od natężenia prądu jest funkcją liniową
17. r
m
g ramię oś silnika przeciwwaga
F1
F1 m g
m
Mt F1 r Mt 0,01kg 9,81 2
5,60cm 0,55 N cm
s
Mt m g r
20. Moc wykorzystywana w czasie pracy tego silnika krokowego jest równa ¼ mocy uzwojeń.
Napięcie znamionowe zostało dobrane optymalnie, tak aby zapewnić równowagę między
mocą i nagrzewaniem się uzwojeń silnika (czasem pracy).
Napięcie zasilania uzwojeń silnika [V]
minimalne 6,82
maksymalne 12
numer pary napięcie opór pobór prądu moc
elektromagnesów zasilania [V] [Ω] [A] [W]
1 10,89 9,3 1,17 12,7
2 10,89 8,3 1,3 14,1
3 10,89 8,5 1,27 13,7
4 10,89 8,5 1,27 13,7
średnia 10,89 8,65 1,25 13,5
