Ответы:
Как я могу управлять шаговым двигателем со скоростью более 1000 об / мин?
Двигатель с шагом 200 на оборот, работающий на скорости 1000 об / мин, должен иметь шаговый привод, способный выполнять полные шаги на частоте 3,4 кГц, что находится в пределах диапазона большинства цепей привода двигателя.
Однако имейте в виду, что если вы запустите двигатель на частоте 3,4 кГц, он будет просто вибрировать из-за инерции - вы не заводите автомобиль со скоростью 60 миль в час, вы начинаете с 0 и разгоняетесь до 60 миль в час, в противном случае вы просто крутите свои шины.
Таким образом, вы должны спроектировать свою схему так, чтобы частота росла с 0 до 3,4 кГц достаточно медленно, чтобы двигатель не отставал. Это означает, что вам также придется учитывать всю трансмиссию - шаговый двигатель, шестерни, ремни и все остальное, что движется шаговый двигатель. Это может быть большая платформа, если вы используете ЧПУ, и инерция может потребовать очень медленного нарастания во избежание пропуска шагов.
Наконец, если двигатель недостаточно мощный, чтобы перемещать нагрузку со скоростью 1000 об / мин, вам понадобится более мощный шаговый двигатель. Крутящий момент падает при увеличении скорости из-за внутренних потерь двигателя.
Какие факты о шаговых двигателях и принципах я должен иметь в виду, чтобы разработать схему для достижения этой цели?
Геккон имеет хорошее базовое введение в шаговые двигатели . Конструкция блока питания, согласование привода с двигателем, чтобы вы не теряли слишком много энергии при проблемах несоответствия и т. Д., Рассматриваются в самых простых терминах. Как только вы поймете основы, задайте более подробные вопросы для конкретных ответов.
Есть ли готовые / открытые альтернативы и схемы, доступные для решения этой задачи?
Если вы используете проект с низким энергопотреблением, проект RepRap имеет несколько разумных драйверов шаговых двигателей. С другой стороны, простой поиск в Google дает много информации с открытым исходным кодом шагового драйвера.
Так как вы не предоставляете более подробную информацию о том, что вы ведете, и какой двигатель вы используете, я не могу предложить ничего конкретного.
Нужно ли подходить к дизайну для редукторных и нередуктивных шаговых двигателей?
Не с точки зрения дизайна водителя - единственное отличие состоит в том, что зубчатая передача увеличивает массу приводной линии, что требует более медленного времени разгона.
Однако, чем больше зубчатая передача, тем больше люфта вы можете испытать, так что механическая конструкция намного больше, если вам требуется скорость и точность.
Но конструкция шагового привода в обоих случаях одинакова.
Если вам нужна большая скорость и / или мощность, вам следует рассмотреть использование серводвигателей с ЧПУ, а не шаговых двигателей.
Если вы пытаетесь управлять шаговым двигателем на высокой скорости, вам действительно следует использовать схему возбуждения постоянного тока, так как напряжение, необходимое для работы на высоких скоростях, будет намного больше, чем требуемое на низких скоростях, и так как для управления достаточно напряжения если бы высокоскоростная работа остановленного двигателя быстро разрушила бы его, если бы ток не был ограничен. Если используется источник питания с ограничением по току, двигатель должен продолжать обеспечивать ожидаемый крутящий момент, пока он не будет работать достаточно быстро, чтобы достигалось соответствующее напряжение питания.
В продаже имеются отличные платы драйверов постоянного тока. Но есть предел того, что напряжение может достигнуть в способах преодоления индуктивности. В какой-то момент выбор двигателя становится чрезвычайно важным. Я не знаю вашего применения, но самый низкий асинхронный двигатель, который удовлетворяет вашим требованиям к крутящему моменту, лучше всего подходит для скорости, но это может означать большой корпус двигателя с высокой инерцией, так как он будет использовать рычаг от диаметра или притяжение через длинную опору, чтобы получить крутящий момент сильного электромагнита. Если двигатель малого размера, такой как nema 17, будет работать с крутящим моментом, вы сможете найти их с меньшим количеством шагов, например 100 или 64. Меньшее количество шагов поможет со скоростью.
Проверьте www.mycncuk.com/1524-What-size-stepper-motor-do-i-need для расчетов