Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Устройство шагового двигателя 7
2 Виды и типы шаговых двигателей 10
3 Достоинства ШД 14
4 Способы управления шаговым двигателем 22
5 Аппаратно-программный комплекс Arduino 27
6. Драйвер шагового двигателя 28
7. Экспериментальное изучение управления шаговым двигателем 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 34
ПРИЛОЖЕНИЕ А Программа ARDUINO для совершения ШД серий с заданным количеством шагов 36
В настоящее время для многих приборов и устройств использование шагового двигателя является чем-то абсолютно естественным. Применение шаговых двигателей очень широко - это различные станки с ЧПУ, печатные машины, компьютерная техника, робототехника и промышленное оборудование.
Мировая практика показывает, что шаговые двигатели (ШД) все чаще используются в технических решениях по автоматизации тех или иных процессов. Это связано с тем, что использование шаговых двигателей значительно снижает затраты за счет устранения обратной связи в контуре управления.
Цель работы - разработка и исследование возможности использования ШД в качестве силового привода транспортного робота. В качестве конкретного объекта исследования был выбран характерный представитель наиболее распространенной ШД ДИНАСЫН 4ШГ (российский аналог ДШИ- 200). У рассматриваемого двигателя он один, а именно крутящий момент недостаточно велик, что затрудняет его использование в крупногабаритных мобильных роботах. Известно, что величина вращающего (вращающего) момента определяется величиной сил магнитного взаимодействия между статором и ротором [3]. Величина тока определяет силовое взаимодействие, то есть ток должен быть ограничен так, чтобы не превышать рассеиваемую мощность на омическом сопротивлении обмоток. При дальнейшем изучении шаговых двигателей будут представлены схемы управления, в которых будут представлены возможности управления максимальным током обмотки.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить принцип работы ШД, выявить его технические характеристики (конструктивные параметры ШД, определяющие характеристики ШД).
2. Изучить технологию управления ШД.
3. Выбрать микроконтроллер для управления драйверами ШД.
4. Разработать платы соединения драйвера ШД.
В настоящее время изучение шаговых двигателей имеет свою актуальность в связи с огромной распространенностью в промышленности и производстве. Постоянное изучение и разработка различных схем управления позволяет улучшить работу механизмов, использующих шаговые двигатели, и усовершенствовать многочисленные производственные процессы.
В ходе результате выполнения выпускной работы можно сформулировать следующие выводы:
1. Изучено устройство, принцип работы Шагового двигателя типа ДШИ- 200.
2. Подобрано оборудование для практической реализации различных режимов работы шаговых двигателей и оптимизации энергопотребления.
3. Найдено решение проблемы малого крутящего момента, для этого необходимо применять управляющие импульсы с перекрытием.
4. Решена проблема с минимизацией тока в цепи, а именно отключена подача напряжения на фазы, что прекращает подачу тока.
