Wat is het verschil tussen – bipolair unipolaire stappenmotor?

Beste antwoord

Stappenmotoren worden gekenmerkt als bipolair of unipolair . Bipolaire stappenmotoren hebben vier voedingsdraden en vereisen in totaal acht aandrijftransistors (d.w.z. twee volledige H-bruggen). Unipolair hebben een extra middenaftakking op elke fase voor in totaal zes aansluitdraden. Met de centreerkranen aangesloten op een gemeenschappelijke spanningsbron, kunnen unipolaire stappenmotoren worden bestuurd met vier identieke “schakelaars”, typisch NPN- of N-kanaals aandrijftransistors (Figuur 1). In de conventionele full-stepping-modus wordt één motorfase tegelijk bekrachtigd, wat resulteert in een minimaal energieverbruik en een hoge positienauwkeurigheid, ongeacht de onbalans in de wikkeling. Half-stepping control wisselt af tussen het gelijktijdig bekrachtigen van een enkele fase en twee fasen, wat resulteert in een reeks van acht stappen die een hogere resolutie, lagere geluidsniveaus en minder gevoeligheid voor motorresonantie biedt.

Een stappenmotor heeft de volgende kenmerken :

Draairichting in beide richtingen

nauwkeurige incrementele hoekveranderingen

mogelijkheid voor digitale besturing

houdkoppel bij nulsnelheid

herhaling van nauwkeurige bewegings- of snelheidsprofielen

Stappenmotor unipolair / bipolair 57 × 56 mm 7,4 V 1 A per fase

Deze hybride stappenmotor van NEMA 23-formaat kan worden gebruikt als een unipolaire of bipolaire stappenmotor en heeft een staphoek van 1,8 ° (200 stappen / omwenteling). Elke fase trekt 1 A bij 7,4 V, wat een houdkoppel van 9 kg-cm (125 oz-in) mogelijk maakt.

Deze hybride stappenmotor met hoog koppel heeft een staphoek van 1,8 ° (200 stappen / revolutie). Elke fase trekt 1 A bij 7,4 V, waardoor een houdkoppel van 9 kg-cm (125 oz-in) mogelijk is. De motor heeft zes kleurgecodeerde draden die zijn afgesloten met blootliggende draden, waardoor deze kan worden bestuurd door zowel unipolaire als bipolaire stappenmotoraandrijvingen. Bij gebruik met een unipolaire stappenmotoraandrijving worden alle zes kabels gebruikt. Bij gebruik met een bipolaire stappenmotoraandrijving, kunnen de gele en witte draden in het midden losgekoppeld blijven (het rood-blauwe paar geeft toegang tot één spoel en het zwart-groene paar geeft toegang tot de andere spoel). We raden aan om hem als bipolaire stappenmotor te gebruiken.

Bipolaire stappenmotoren

Bij bipolaire stappenmotoren is er slechts één wikkeling per fase. Het stuurcircuit moet ingewikkelder zijn om de magnetische pool om te draaien, dit wordt gedaan om de bipolaire stappenmotor om te keren – circuitspecialisten blogstroom in de wikkeling. Dit wordt gedaan met een H-brug-opstelling, maar er zijn verschillende driverchips die kunnen worden gekocht om dit een eenvoudiger taak te maken.

Omdat windingen beter worden benut, zijn ze krachtiger dan een unipolaire motor van hetzelfde gewicht. Dit komt door de fysieke ruimte die wordt ingenomen door de windingen. Een unipolaire motor heeft tweemaal zoveel draad in dezelfde ruimte, maar wordt op elk moment slechts voor de helft gebruikt, en is daarom 50\% efficiënt (of ongeveer 70\% van het beschikbare koppel). Hoewel bipolair gecompliceerder is om te besturen, betekent de overvloed aan driverchips dat dit veel minder moeilijk te bereiken is. Een 8-draads stepper is gewikkeld als een unipolaire stepper, maar de draden zijn niet intern verbonden met de motor. Dit type motor kan in verschillende configuraties worden bedraad.

Unipolaire stappenmotoren

Unipolaire stappenmotoren hebben een centrale aftakking die is aangesloten op de positieve voeding op elk van de twee wikkelingen. De twee uiteinden van elke wikkeling zijn afwisselend geaard om de richting van het magnetische veld om te keren. De rotor zou proportioneel meer polen nodig hebben voor hogere hoekresoluties. 30 graden per stappenmotor is een veelgebruikt ontwerp met permanente magneetmotoren. Regelsequenties in de wikkelingen laten de motor draaien. De magneet wordt stap voor stap gedraaid en de twee helften van elke wikkeling worden nooit tegelijkertijd bekrachtigd.

Zowel unipolaire als bipolaire steppers worden veel gebruikt in projecten. Ze hebben echter hun eigen voor- en nadelen vanuit het oogpunt van de toepassing. Het voordeel van een unipolaire motor is dat we geen complexe H-brugschakelingen hoeven te gebruiken om de stappenmotor te besturen. Alleen een eenvoudige driver zoals ULN2003A zal de taak naar tevredenheid uitvoeren. Maar er is één nadeel van unipolaire motoren. Het door hen gegenereerde koppel is aanzienlijk minder. Dit komt omdat de stroom alleen door de helft van de wikkeling loopt. Daarom worden ze gebruikt in toepassingen met een laag koppel.

Antwoord

Bipolaire Stepper Basics

A bipolaire stappenmotor heeft één wikkeling per statorfase. Een tweefasige bipolaire stappenmotor heeft 4 kabels. In een bipolaire stepper hebben we geen gemeenschappelijke kabel zoals in een unipolaire stappenmotor. Daarom is er geen natuurlijke omkering van de stroomrichting door de wikkeling.

Een bipolaire stappenmotor heeft een eenvoudige bedrading, maar de werking is klein complex.Om een ​​bipolaire stepper te besturen, hebben we een stuurprogramma IC met een intern H-brugcircuit nodig. Dit komt omdat, om de polariteit van de statorpolen om te keren, de stroom moet worden omgekeerd. Dit kan alleen via een H-brug. Er zijn twee andere redenen om een ​​H Bridge IC te gebruiken.

1. Het stroomverbruik van een stappenmotor is vrij hoog. De pin van de microcontroller kan maximaal maximaal 15 mA leveren. De stepper heeft stroom nodig die ongeveer tien keer deze waarde is. Een externe driver-IC kan dergelijke hoge stromen aan.
2. Een andere reden waarom H Bridge wordt gebruikt, is omdat de statorspoelen niets anders zijn dan inductor . Wanneer de spoelstroom van richting verandert, wordt een piek gegenereerd. Een normale microcontrollerpen kan dergelijke hoge pieken niet verdragen zonder zichzelf te beschadigen. Om de pennen van de microcontroller te beschermen, is een H-brug noodzakelijk.

De meest voorkomende H Bridge-IC die wordt gebruikt in de meeste bipolaire stappenmotor-interfaceprojecten is L293D.

Koppeling met microcontroller

Er zijn 4 microcontrollerpennen nodig om de motor te besturen. We moeten de L293D voorzien van 5 V-voeding en van de spanning waarop de motor moet werken. Aangezien we beide stuurprogrammas van de IC zullen gebruiken, zullen we de activeringspin voor beide bevestigen.

Interfacing-diagram

Er zijn drie verschillende manieren waarop we de bipolaire stappenmotor kunnen aandrijven:

1. Alleen een van de fasewikkelingen wordt tegelijk bekrachtigd. Dat wil zeggen, AB of CD is bekrachtigd. Natuurlijk worden de spoelen zo bekrachtigd dat we de juiste polariteit krijgen. Maar slechts één fase wordt bekrachtigd. Dit type stepping geeft minder houdkoppel omdat slechts één fase wordt bekrachtigd.
2. Bij deze methode worden beide fasen tegelijkertijd geactiveerd. De rotor zal zichzelf uitlijnen tussen twee polen. Deze opstelling geeft een hoger houdkoppel dan de vorige methode.
3. De derde methode wordt gebruikt voor halve stappen. Deze methode wordt over het algemeen gebruikt om de staphoek te verbeteren. Hier, in stap 1 is slechts 1 fase AAN, dan in stap 2 zijn 2 fasen AAN, dan weer is slechts één fase AAN en gaat de reeks verder.

Bipolaire stappenmotoren

Veel bedrijven zijn begonnen met het samenstellen van hun eigen bipolaire stappenmotoren. Er moet voor worden gezorgd dat u de stappenmotor correct op de aandrijving aansluit. Ook moet de aandrijving voldoende stroom kunnen leveren voor je stepper. De microcontroller mag alleen het stap- en richtingssignaal aan de omvormer leveren. Deze methode neemt slechts twee microcontroller-pinnen in beslag en is erg handig in projecten die een groot aantal microcontroller-pinnen nodig hebben voor andere functies.

Unipolaire Stepper v / s Bipolaire stepper

Zowel unipolaire als bipolaire steppers worden veel gebruikt in projecten. Ze hebben echter hun eigen voor- en nadelen vanuit het oogpunt van de toepassing. Het voordeel van een unipolaire motor is dat we geen complexe H-brugschakelingen hoeven te gebruiken om de stappenmotor te besturen. Alleen een eenvoudige driver zoals ULN2003A zal de taak naar tevredenheid uitvoeren. Maar er is één nadeel van unipolaire motoren. Het door hen gegenereerde koppel is aanzienlijk minder. Dit komt omdat de stroom alleen door de helft van de wikkeling loopt. Daarom worden ze gebruikt in toepassingen met een laag koppel. Aan de andere kant zijn bipolaire stappenmotoren een beetje ingewikkeld om te bedraden, aangezien we een stroomomkerende H-brug-driver-IC moeten gebruiken zoals een L293D. Maar het voordeel is dat de stroom door de volle spoel gaat. Het resulterende koppel dat door de motor wordt gegenereerd, is groter in vergelijking met een unipolaire motor.

Bedankt voor het lezen 🙂