Выбор драйвера для шагового двигателя MT-1703HD200AW. Сравнение между DRV8825 и А4988 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 февраля, печатный экземпляр отправим 4 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №50 (288) декабрь 2019 г.

Дата публикации: 14.12.2019

Статья просмотрена: 37 раз

Библиографическое описание:

Аверченко А. П., Молдагулова А. А., Нурмаганов Р. С. Выбор драйвера для шагового двигателя MT-1703HD200AW. Сравнение между DRV8825 и А4988 // Молодой ученый. — 2019. — №50. — С. 4-6. — URL https://moluch.ru/archive/288/65222/ (дата обращения: 18.02.2020).



Драйвер — это посредник между шаговым двигателем (ШД) и источником управляющих воздействий. С его помощью производится управление ЩД с возможностью точного позиционирования вала ШД. Основная задача драйвера в том, чтобы в зависимости от входного сигнала подавать соответствующее напряжение на обмотки шагового двигателя. [1]

Задача состоит в экспериментальном определении наиболее оптимального драйвера для ШД MT-1703HD200AW. Необходимо, определить граничные частоты, при которых происходит плавный, стабильный запуск и вращение ШД, а также частоты срыва, на которых двигатель перестает, вращаться стабильно. Граничные частоты являются рекомендованными для создания устройств на базе данных ШД и драйвера.

Управление ШД осуществляется через входы драйвера «ENABLE», «MS1», «MS2», «MS3», «STEP» и «DIR».

– ENABLE — отвечает за включение драйвера;

– «MS1», «MS2», «MS3» — отвечают за переключения микрошаговых режимов.

– DIR — отвечает за направление вращения ШД;

– STEP — отвечает за прием импульсов вращения.

Тип шагового двигателя является самым важным фактором при выборе драйвера шагового двигателя. В нашем исследовании будем использовать биполярный шаговый двигатель MT-1703HD200AW.

Стоит обратить внимание на силу тока, которую может обеспечить драйвер. Нужно выбирать драйвер, который будет обеспечивать ток, не меньше тока фазы выбранного шагового двигателя. [2]

Напряжение питания влияет на динамику, вибрации, нагрев двигателя и драйвера.

Наличие микрошаговых режимов обеспечивает плавность работы ШД на малых оборотах и высокую разрешающую способность угла позиционирования. Использование режима микрошага уменьшает резонансный эффект ШД. При возникновении, которого ШД начинает вибрировать и терять крутящий момент, вплоть до полной остановки вала.

Для данной работы были выбраны два драйвера DRV8825 и А4988. Драйвер А4988 создан компанией Allegro, а драйвер DRV8825 создан компанией TI (Texas Instruments Inc.). Расположение выводов и интерфейс этих модулей практически совпадают. Что позволяет производить замену драйверов в устройствах без изменения разводки платы, но с возможным редактированием программного кода управления.

Драйвер шагового мотора Pololu на A4988 <1АДрайвер шагового мотора Pololu на DRV8825 <2,2А

Рис. 1. Драйвер шагового двигателя А4988 и DRV8825

Основные отличия между драйверами DRV8825 и A4988:

У драйвера DRV8825 есть выход FAULT, а у драйвера А4988 он отсутствует. FAULT — выход сигнализации срабатывания защиты. На данном выходе сигнал логического «0» обозначает что, полевые транзисторы Н-моста были отключены в результате защиты от перегрузки по току или из-за перегрева.

Вывод SLEEP на DRV8825 не подтянут к питанию по умолчанию, как на A4988, но он соединён на плате с выводом FAULT через 10k резистор.

Различное расположение потенциометра, регулирующего предельный ток. Разное отношение предельного тока к опорному напряжению.

Драйвер на DRV8825 поддерживает 1/32-шаг в микрошаговом режиме. У A4988 максимум 1/16-шага. Вход 1/16-шагового режима на А4988 соответствует 1/32-шаговому на DRV8825. Остальные режимы переключения драйверов совпадаю.

DRV8825 поддерживает более высокое напряжение питания 8,2..45В, а A4988 8…35В. Это означает, что драйвер DRV8825 безопаснее при работе с высоким напряжением и менее восприимчив к индуктивно-ёмкостным скачкам напряжения.

Драйвер DRV8825 обеспечивает ток до 1,5А на фазу без радиатора, а А4988 1А.

Драйвер А4988 дешевле драйвера DRV8825.

В таблице — 1 и 2, при напряжении питания драйвера 4,5В, разгоняем ШД плавно от стабильного запуска и до частоты срыва, для различных микрошагов. Определили предельное значение частоты, при которой ШД стабильно запускается.

Таблица 1

Частоты запуска исрыва ШД сдрайвером А4988

Назначение микрошага

Оптимальная частота плавного перехода при 4.5 В

Предельное значение запуска ШД

запуск

предел

Полный шаг

850 Гц / 255 об/мин

9000 Гц / 2700 об/мин

1000 Гц

Половина шага

1500 Гц / 450 об/мин

2560 Гц / 768 об/мин

2500 Гц

Четверть шага

3050 Гц / 915 об/мин

31500 Гц / 9450 об/мин

4500 Гц

Одна восьмая шага

6200 Гц / 1 860 об/мин

91100 Гц / 27330 об/мин

7900 Гц

Одна шестнадцатая шага

12500 Гц / 3750 об/мин

192300 Гц / 57690 об/мин

15300 Гц

Таблица 2

Частоты запуска исрыва ШД сдрайвером DRV8825

Назначение микрошага

Оптимальная частота плавного перехода при 4.5 В

Предельное значение запуска ШД

запуск

предел

Полный шаг

700 Гц / 210 об/мин

1780 Гц / 534 об/мин

1300 Гц

Половина шага

1200 Гц / 180 об/мин

10400 Гц / 1560 об/мин

2800 Гц

Четверть шага

2600 Гц / 195 об/мин

67000 Гц / 5025 об/мин

5700 Гц

Одна восьмая шага

5100 Гц / 191,25 об/мин

93000 Гц / 3100 об/мин

13400 Гц

Одна шестнадцатая шага

10500 Гц / 196,875 об/мин

389000 Гц / 7293,75 об/мин

26700 Гц

Одна тридцать вторая шага

19000 Гц / 178,125 об/мин

463000 Гц / 4340,625 об/мин

55000 Гц

Из таблицы 1 и 2 видно, что драйвер А4988 начинает работать стабильно при меньших значениях частот, чем драйвер DRV8825, но частота срыва у драйвера DRV8825 значительно больше при шаге 1/8 и 1/16, что делает драйвер DRV8825 более привлекательным при работе ШД MT-1703HD200AW на малых оборотах.

Литература:

  1. Пушкарев, О. «Первый шаг» шагового двигателя / О. Пушкарев //Современная электроника. — 2004. — № 1. — С. 46–47.
  2. Вычужанин, В. Управление шаговым электродвигателем с помощью ПЛИС / В. Вычужанин // Компоненты и технологии. — 2004. –№ 3. — С. 96–98.
Основные термины (генерируются автоматически): драйвер, мина, FAULT, шаговый двигатель, частота срыва, стабильный запуск, полный шаг, плавной переход, оптимальная частота, предельное значение запуска.


Похожие статьи

Определение частотных границ шагового двигателя...

Необходимо, определить граничные частоты, при которых происходит плавный, стабильный запуск и вращение ШД, а также частоты срыва, на которой

Драйвер — представляет собой электрическую цепь или другой электронный компонент, предназначенный для преобразования...

Управление шаговым двигателем с использованием...

Ключевые слова: шаговый двигатель, управление, драйвер шагового двигателя, микроконтроллер, Atmel, AVR, ATmega 16, L297, L298N, LabVIEW. В современной технике, в качестве исполнительного устройства для различных систем управления часто используют ШД.

Одноканальное управление шаговым двигателем

Шаговый двигатель может работать в шаговом или полушаговом режиме.

Скорость поворота двигателя изменяется за счет изменения частоты управляющих импульсов.

Ключевые слова: шаговый двигатель, управление, драйвер шагового двигателя...

Моделирование и анализ производительности...

Обеспечение необходимой частоты и напряжения на выходе из ЧРП осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции. Инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) вырабатывает импульсы различной ширины, которые объединяются для построения...

Подбор параметров преобразователей частоты при испытании...

Посредством преобразователей частоты производят плавный запуск электродвигателей, увеличивая частоту подводимого напряжения одновременно на обоих асинхронных двигателях с помощью преобразователей частоты до ее номинального значения.

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторных работах по дисциплинам «Математическое моделирование электромеханических систем» и...

Экспериментальное исследование статических и динамических...

Осреднённые значения измеренных параметров. Режим работы двигателя. Частота вращения ротора, об/мин.

TJ-100 имеет собственный блок управления двигателем (CPSJ), который осуществляет полный контроль над запуском и работой двигателя.

Математическое моделирование электропривода на базе...

Шаговый двигатель управляется сигналами STEP и DIR, поступающими из блока Signal

В параметрах переключателей Switch1 и Switch2 необходимо установить значение Threshold: 0.5.

Угол поворота на валу шагового двигателя. Примечание: во избежание ошибок при...

Расчёт предпомпажных состояний газотурбинной установки

- недопущение выхода за максимально допустимые значения температуры выхлопных газов и давления на стороне нагнетания компрессора; - защита осевой турбины от завышенного и заниженного расхода топлива и перекрытие подачи топлива в случае срыва пламени

Расчет энергетических параметров пуска асинхронного двигателя...

Рассмотрены основные способы плавного пуска асинхронных двигателей и определены области их применения, определены электрические и энергетические параметры, время переходного процесса во время плавного пуска частотно-регулируемого асинхронного...

Похожие статьи

Определение частотных границ шагового двигателя...

Необходимо, определить граничные частоты, при которых происходит плавный, стабильный запуск и вращение ШД, а также частоты срыва, на которой

Драйвер — представляет собой электрическую цепь или другой электронный компонент, предназначенный для преобразования...

Управление шаговым двигателем с использованием...

Ключевые слова: шаговый двигатель, управление, драйвер шагового двигателя, микроконтроллер, Atmel, AVR, ATmega 16, L297, L298N, LabVIEW. В современной технике, в качестве исполнительного устройства для различных систем управления часто используют ШД.

Одноканальное управление шаговым двигателем

Шаговый двигатель может работать в шаговом или полушаговом режиме.

Скорость поворота двигателя изменяется за счет изменения частоты управляющих импульсов.

Ключевые слова: шаговый двигатель, управление, драйвер шагового двигателя...

Моделирование и анализ производительности...

Обеспечение необходимой частоты и напряжения на выходе из ЧРП осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции. Инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) вырабатывает импульсы различной ширины, которые объединяются для построения...

Подбор параметров преобразователей частоты при испытании...

Посредством преобразователей частоты производят плавный запуск электродвигателей, увеличивая частоту подводимого напряжения одновременно на обоих асинхронных двигателях с помощью преобразователей частоты до ее номинального значения.

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторных работах по дисциплинам «Математическое моделирование электромеханических систем» и...

Экспериментальное исследование статических и динамических...

Осреднённые значения измеренных параметров. Режим работы двигателя. Частота вращения ротора, об/мин.

TJ-100 имеет собственный блок управления двигателем (CPSJ), который осуществляет полный контроль над запуском и работой двигателя.

Математическое моделирование электропривода на базе...

Шаговый двигатель управляется сигналами STEP и DIR, поступающими из блока Signal

В параметрах переключателей Switch1 и Switch2 необходимо установить значение Threshold: 0.5.

Угол поворота на валу шагового двигателя. Примечание: во избежание ошибок при...

Расчёт предпомпажных состояний газотурбинной установки

- недопущение выхода за максимально допустимые значения температуры выхлопных газов и давления на стороне нагнетания компрессора; - защита осевой турбины от завышенного и заниженного расхода топлива и перекрытие подачи топлива в случае срыва пламени

Расчет энергетических параметров пуска асинхронного двигателя...

Рассмотрены основные способы плавного пуска асинхронных двигателей и определены области их применения, определены электрические и энергетические параметры, время переходного процесса во время плавного пуска частотно-регулируемого асинхронного...

Задать вопрос