Что такое степ мотор
Степ мотор вариатора за что отвечает
Шаговый мотор вариатора
Вам может быть интересны также другие типы вариаторов:
Бесступенчатые коробки передач в своё время совершили настоящую революцию в мире автомобилестроения. Сейчас они получили широкое разнообразие и целый ряд необычных конструктивных решений. Они долгое время не могли быть использованы из-за отсутствия синхронизации между ведущим валом и внутренними частями. Это приводило к срезанию зубьев зацеплений, перекосам и полному заклиниванию. Решить эту проблему помог шаговый мотор для вариатора.
Это изобретение впервые появилось в рамках робототехники. Японские инженеры Ниссан, искали достойную замену дорогостоящим сервоприводам.
Основы функционала
Это устройство также часто называют Step Motor. Оно изготовлено для того, чтобы синхронизировать передаточное отношение пары конусных шкивов посредством увеличения или уменьшения расстояния между ними. Классический шаговый потом – это асинхронный электродвигатель без щеток. Его особенность заключается в том, что полный оборот вала может быть точно разделен на определенное количество точно заданных ступеней.
Агрегат работает в паре с клапаном, который управляет коэффициентом передачи. Он обеспечивает три базовых состояния: заполнение, поддержка и выпуск. Давление гидравлической жидкости и определяет взаимное расположение конусов шкива вариатора. Электронный блок управления в ответ на действия водителя даёт сигнал и шаговый двигатель перемещается, меня также и положение управляющего клапана. Ведомые шкивы движутся благодаря усилию, создаваемому ремнём или цепью. А вот ведущие шкивы двигает как раз Step Motor.
Коэффициент передачи может быть снижен за счёт того, что всего за половину оборота шагового двигателя клапан переходит в режим стравливания давления. Тогда стенки шкивов расходятся, а вся система переходит на передачу с самым большим крутящим моментом (понижение передаточного отношения). В процессе движения эти циклы происходят бесконечное количество раз до отказа агрегата.
Основные неисправности
Самая частая причина поломки – это повреждение обмоток. Ремонт не имеет смысла из-за большой стоимости этой части. Чаще всего мотор крепится на несколько болтов. Обычно специалисты рекомендуют заменить его совместно с полной сменой масла в коробке, а также всех фильтрующих элементов. Без должного опыта произвести ремонтные работы шагового двигателя невозможно, поэтому делайте это только на базе автотранспортных предприятий и СТО.
Понравилась статья? Обязательно поделись с друзьями.
Шаговый мотор CVT Jatco
Бесступенчатые вариаторы японской фирмы Jatco (дочерняя компания Nissan) признаны во всем мире как достаточно надежные, эффективные, неприхотливые и производительные агрегаты. Они устанавливаются как на популярные модели Nissan, так и хитовые модели Jeep, Citroën, Renault, Suzuki, Peugeot, Mitsubishi и других автопроизводителей. Несмотря на отсутствие четко выделенных ступеней передач, характерных для обычной коробки-автомат, вариаторная трансмиссия все-же обладает неограниченным количеством условных скоростей в широком диапазоне передаточных чисел. Что же выполняет изменение передаточного числа в вариаторе?
Функциональность шагового мотора
Шаговый двигатель или иначе Step Motor как раз и является этим уникальным устройством, способным регулировать передаточное отношение между конусами шкивов, путем их сдвигания и раздвигания. По своей сути он является бесщеточным электродвигателем постоянного тока, который делит полный оборот на несколько дискретных ступеней.
Шаговый мотор работает в механической связке с управляющим клапаном коэффициента передачи, который в свою очередь имеет только три рабочих состояния: заполнить, поддерживать и выпустить. Речь идет о давлении рабочей жидкости, изменение которого и предопределяет фактическое расположение конусов вариатора, а значит и виртуальный коэффициент передачи. По команде с электронной системы управления вариатором шаговый двигатель перемещается на одно из своих положений, перемещая в свою очередь управляющий клапан. Это действие изменяет давление рабочей жидкости, под воздействием которого сжимаются стенки ведущего шкива и ремень перемещается на больший диаметр, создавая повышенную передачу. Ведомый шкив разожмется под воздействием ремня. Управляющий клапан перейдет в режим поддерживания заданного давления. Чтобы уменьшить коэффициент передачи, шаговый сервомотор вновь совершит свой полуоборот и переведет управляющий клапан в положение «спустить давление», стенки шкивов расширяются, что приведет к переключению на пониженную передачу. Таких циклов может происходить неограниченное количество, причем на разных скоростях и абсолютно любых оборотах двигателя автомобиля, что и свидетельствует о непрерывно изменяющейся трансмиссии.
Неисправности шагового мотора
Признаками отказа шагового электродвигателя служит движение с постоянной скоростью, т.е. вариатор как-бы зависает на одной зафиксированной передаче. Автомобилю при этом очень тяжело сдвинуться с места, а разогнаться более 60 км/ч не удается.
Step motor чаще всего выходит из строя из-за повреждения обмоток. Ремонтировать его в таком случае нет смысла, а замена не вызывает особых трудностей и не требует демонтажа всего вариаторного агрегата. Крепится степ-мотор всего лишь двумя болтами, но перед заменой необходимо слить масло, снять поддон и фильтр.
Несмотря на кажущуюся простоту замены шагового мотора, рекомендуется производить данную процедуру в специализированных автомастерских, и перед этим провести диагностику, так как порой причина схожих симптомов кроется в неисправности других узлов и механизмов вариатора.
Форум автомобильных диагностов Autodata.ru
Диагностика и ремонт автомобилей » АКПП, МКПП, CVT ( вариатор) » Ошибка степ мотор
Ошибка степ мотор
re0f06a fp57, степ мотор, CVT
Откуда: Хабаровск
Всего сообщений: 11
Ссылка
Машина Nissan Serena PNC24 SR20 CVT 4wd. Проблема такова, что недавно резко газонув машина как будто осталась в режиме спорт, доехав до полной остановки, перезапустил машину в итоге загорелся спорт 16 раз, затем машина вошла в аварийный режим 0т 10 до 40 км в час до 5000 об/мин. Диагностика консалтом ниссана показала только степ мотор, заменив частично жижу и степ мотор ошибка не ушла. Проверив опять на разных сканерах показывает степ, сняв снова поддон для того чтобы убедится что степ мотор я правильно установил, а установил я его правильно, зато увидел то что когда степ в сжатом состоянии когда поворачиваем ключ на старт он протестируется и ошибка не включается, после того когда я вытяну его, включаю ключ на старт, он судорожно дёргается и ошибка загорается. При этом во всех положениях моторчик нагревается. Что старый и новый степ мотор по обмоткам идеальны, так как описано в мануале.
Заменил как общий комп ДВС так и комп АВТОМАТА ошибка не ушла. Менял верхний и нижний датчик. Не помогло. Ошибка всё равно СТЕП-Мотор.
Оставив на неделю машину в гараже, она как ни в чём поехала нормально, раньше после поломки даже два дня стояв сразу ошибку выдавала. теперь постояв часа 4 она остывает и едет нормально пока не поездишь пока не погоняешь её на скорости 100км/ч минут 10, она едет 40км/ч 4000 об/мин.
Облив водой датчики греша на них не помогает пока она сама не остынет. разобрал дросельную заслонку почистил, результатов не дала.
При нажатии на тормоз и газ до упора что в положении D и R обороты 2100
Откуда: Москва
Всего сообщений: 418
Ссылка
Типичные болезни вариаторов
Болезни вариаторов и рекомендации по эксплуатации
Вариатор (CVT — бесступенчатая автоматическая коробка переключения передач) ведет свое происхождение от ступенчатых АКПП и имеет такие же узлы как и его предшественник:
— гидротрансформатор, планетарная передача с фрикционными дисками и поршнями, масляный насос с гидравлической системой и гидроблок с соленоидами и др. элементами управления и контроля. И эти узлы болеют по тем же законам, что и у ступенчатых автоматов. (проблемы гидротрансформаторов, фрикционов и электрики.)
У вариаторов в отличии от ступенчатых АКПП есть свои особенности и их болезни: Ремень, Конуса с подшипниками, — Масляный Насос лепесткового типа, — Степ-мотор, изменяющий передаточное число. И капремонт вариаторов очень специфичен и не дает полного восстановления рабочих характеристик.
Типичные проблемы ремня и конусов
Когда ремень срывается в скольжение по поверхности конуса, начинается износ его «протектора», рабочей части ремня, имеющей насечки. Чем больше износ насечек, тем «хуже тянет» машина. (подробнее)
Проблема степ-мотора
Степ-мотор служит в вариаторах Джатко для изменения передаточного числа. И его электрическая часть редко служит более 5-6 лет. При выходе из строя степ-мотора, вариатор как-будто «едет на одной скорости» (подробнее)
При выработке ресурса подшипников, начинаются вибрации, появляется гул или свист. Дальнейшая эксплуатация с этой проблемой может закончиться … (подробнее)
Насос и износ клапана
От грязного масла изнашивается клапан насоса Джатко. Он начинает клинить, зависать и включаться с ударами, что не очень заметно для водителя, но приводит к большим проблемам … (подробнее)
Рекомендации как продлить жизнь вариатора
— Поддерживать чистоту и достаточный уровень масла, … (подробнее — ниже)
Перегрев вариатора, замена теплообменника
С возрастом КПД вариатора снижается, что приводит к лишнему нагрева масла. Теплообменники так же с возрастом забиваются грязью и снижают КПД. А работа вариатора при температуре масла свыше +120º приводит к цепной … (подробнее)
Как оттянуть старение вариаторов:
1. Поддерживать чистоту и достаточный уровень масла вариатора, для чего проверять масло в каждый приход машины в сервис.
(Грязное масло ускоряет износ конусов и ремня, забивает каналы гидроблока и соленоидов, что приводит к поетере давления)
2. Прогревать вариатор перед поездкой. Особенно зимой в морозы. И не нагружать холодный вариатор (менее +60ºС) педалью газа больше середины ее хода.
(Холодное густое масло ведет к проскальзыванию ремня по конусам и фрикционов по стальным дискам, что ведет к преждевременному износу)
3. С возрастом вариатора беречь его от перегревов (установка дополнительного радиатора)
(Предельная нагрузка на вариатор особенно летом приводит к перегреву, что ускоряет старение расходников в разы)
4. Не использовать машину как буксир и не буксировать ее на тросу.
5. Не разгонять машину сверх положенного по Правилам (скорости свыше 140 кмч в разы сокращает ресурс ремня, подшипников и расходников)
6. проводить своевременные плановые капремонты с заменой изношенных расходников, как только появятся первые симптомы.
Толкающий Ремень, PushBelt
Все «толкающие» ремни (pushbelt) для вариаторов умеет изготавливать только одна фирма — «Бош». Устроены они из нескольких металлических лент на которые нанизаны стальные толкающие сегменты. Эти сегменты цепляются своей зубчатой поверхностью за металл конусов тянут за собой зацепленную за них многослойную ленту.
Лента несет здесь соединительную функцию, которая прижимает сегменты к конусам и удерживает их плотно друг с другом.
Сегменты выполняют функцию не буксира (который тянет), а «толкача». Как колеса паровоза отталкиваются от стальных рельсов. Именно место соприкосновения металл-металл и является самым слабым местом ремня. Насечка несет функцию «протектора», который вытесняет лишнюю воду (масло в нашем случае) и цепляется зубчиками за металл конусов.
Второе слабое место ремня это — ленты, а вернее их деформация\растяжение или (если запустить) разрыв. Но это происходит, когда сегменты уже износились больше критического уровня.
Болезни ремней развиваются по такому сценарию:
Самые опасные режимы работы ремня-конусов, это в начале движения. Когда передаточное число составляет максимум или минимум (при начале разгона или на максимальных оборотах) один из конусов имеет минимальную площадь соприкосновения с ремнем и тогда высок риск срыва ремня в скольжение.
Штатная работа — это когда соприкасание с конусом происходит всей поверхностью сегмента под углом 90° и нет проскальзывания ни при входе сегментов на конус, ни при выходе с него.
Ленты ремня испытывают огромные растягивающие и изгибающие нагрузки (как мы ломаем эл.провода сгибая-разгибая их несколько раз) и со временем металл лент растягивается и устает. А при растянутых лентах зазор между сегментами увеличивается, хоть и на несколько микрон, но это приводит к тому, что наклон сегмента к конусу становится меньше 90° и соприкасание происходит не всей поверхностью сегмента, а передним ребром. И тогда срыв в скольжение начинается все раньше и раньше.
Компьютер фисирует проскальзывание. Насос при этом получает команду компьютера увеличить прижимание ремня к конусам, что в разы увеличивает растяжение ленты и начинается цепная реакция износа протектора сегментов. Но что значительно хуже — износ поверхности конусов.
Кроме того, крайне важен профиль самого толкающего сегмента. В норме он имеет насечку. По мере износа насечка становится менее заметной и когда истирается до основания, то срыв в скольжение происходит уже при каждом сильном нажатии педали газа. Справа видны различные степени износа ремня.
Факторы риска, когда ремень срывается в скольжение: А. в момент трогания с места, когда радиус изгиба ремня минимальный, а передаточное число вариатора на минимуме (LowGear). Б. На максимальной скорости вращения (Overdrive), когда радиус ремня на ведомом конусе минимальный, а частота вращения и момент вращения максимальные, что создает дополнительные центробежные силы для ремня. В. При работе на неразогретом масле, когда толстый слой холодного (до 60°С) масла на конусах способствует скольжению, но еще не «склеивает» металл сегментов с металлом конусов. Г. изношенный ремень с растянутыми лентами и съеденными протекторами сегментов. Д. работа в грязном масле, когда под ремень попадает пыль от фрикционов или что хуже — металлическая пыль.
2. Предельная нагрузка на конуса передается на подшипники, которые кроме функции скольжения еще и удерживают конуса как опоры. Длительная работа вариатора при предельном давлении масла от насоса приводит к преждевременному износу подшипников конусов.
Износ подшипников приводит к вибрациям, выражающимся гулом вариатора и по цепной реакции приводит к ускоренному выходу из строя остальных подшипников. Езда с вибрациями кроме ремня убивает еще и поверхности конусов.
Конуса Ведущий и Ведомый
3. При износе или что хуже — местных «задирах» металла, ремень начинает вести себя непредсказуемо для компьютера, срываясь в скольжение уже при нагрузках значительно ниже предельных.
Компьютер сначала подает давление на конуса до предельного, а когда это не помогает, то ограничивает тягу двигателя, чтобы дать возможность доехать до сервиса АКПП.
Насос масляный, Jatco
Насос для вариаторов Джатко — роторный и создает огромное (до 40 атм) давление. Конструкция насоса включает в себя лопатки из высокопрочной стали, которые ходят в пазах ротора. Но самым слабым узлом насосов джатковских вариаторов является клапан, который загрязняется, изнашивается и клинит.
Вариаторы Айсин и остальных производителей не имеют серьезных проблем с насосом.
Степ-мотор, шаговый мотор, Jatco
Для того, чтобы синхронно раздвигать и сдвигать конуса, изменяя передаточное число Джатко в конструкции использует электрически управляемый шаговый мотор, электропривод. Этот мотор имеет ограниченный ресурс и подлежит замене после 120-150 ткм, в зависимости от перегревов масла и износа ремня.
Проблема заключается в зависании конусов в одном положении и компьютер не может менять передаточное число вариатора.
ATPshop.ru — запчасти для ремонта АКПП всех легковых автомобилей
Мы работаем на рынке запчастей АКПП с 2006 года
Что такое степ мотор
Фильтр для масла, фильтр для передач, датчик давления масла, ctv трансмиссионный масляный кулер
Степ-моторчики CVT
Оригинальный шаговый двигатель CVT для Nissan Altima, Sentra. Bluebird U14 /Primera P11/WP11/P12 OEM RE0F06A 31947-8E002 319478E002
Шаговый двигатель JF010E RE0F09A RE0F09B CVT для Nissan Altima Maxima Murano
OEM Jatco JF011E/RE0F10E, F1CJA Трансмиссия CVT шаговый двигатель для Nissan, Mitsubishi, Dodge
Сопутствующие Товары
CVT трансмиссионный масляный кулер комплект для фиксации обновления с уплотнительным кольцом 21606-1XF0A для Nissan Sentra Rogue Juke 2011-2014
Фильтр передач с автоматической передачей JF011E RE0F10A RE0F10B CTV, 5191890AA 2824A007 31728-1XF02 для Jeep Compass 07-13
Ремень CVT для Nissan, для Mitsubishi, для Renault, для Jeep, Сменный ремень с цепочкой передачи CVT, JF011E RE0F10A, 901066, 901047
Маслоохладитель, алюминиевый, трансмиссионный масляный охладитель АКПП. Масляный радиатор.
Фильтр для масла WOLFIGO JF011E JF010E RE0F09A RE0F10A, для Mitsubishi ASX Galant Outlander, 31726-1XF00 2824A006
Датчик давления масла для Nissan Jeep Mitsu Dodge 07-up CTV, 2 шт., F09A, F09B, JF010E, JF011E, RE0F10A, RE0F09B, F1CJA
Датчик скорости передачи автомобиля для Nissan Altima/Sentra 31935-8E006
Оригинальная техническая жидкость, разработанная для применения в современных автоматических коробках переключения передач вариаторного типа (CVT), где производителем автомобиля предписано использовать жидкость CVT Fluid NS-3
Оригинальная техническая жидкость, разработанная для применения в современных автоматических коробках переключения передач вариаторного типа (CVT), где производителем автомобиля предписано использовать жидкость CVT Fluid J-4
Как сделать Заказ
Сделайте заказ на сайте
Наш менеджер свяжется с Вами
Отправка заказа
Получения заказа
Высококачественные степ моторчики
Ищите степ мотор вариатора для вашего автомобиля? Вы попали в нужное место! Наш интернет магазин предлагает большой выбор высококачественных степ моторчиков (шаговых моторов) для различных моделей Nissan, Mitsubishi, Citroen, Peugeot,Jeep, Dodge и других марок. У нас есть все, что вам нужно — от большого выбора товаров, до быстрой доставки и профессионального консультирования. Специалисты нашего интернет-магазина стремятся предоставить вам все необходимое для ремонта вашего автомобиля.
Что такое степ мотор CVT и его основные функции?
Степ моторы — это двигатели постоянного тока, которые совершают ступенчатые вращательные движения. Для работы степ мотора требуется несколько катушек, которые включаются по фазам, вызывая при этом движение основного вала. При подаче питания двигатель вращается от фазе к фазе или шаг за шагом. Именно поэтому шаговые двигатели — это второе название степ моторов (step — шаг).
В вариаторе шаговый двигатель соединяется с рычагом и клапаном регулирования передаточного числа. Другой конец рычага регулировки передаточного числа соединяется с толкателем шкива. Основное назначение клапана регулировки передаточного числа, как следует из его названия: изменение передаточного числа трансмиссии. Это достигается за счет изменения давления в шкивах. Соответсвенно при неисправностях степ-мотора автоматическая трансмиссия производит не стабильное переключение передач. Либо что еще чаще происходит встаёт в аварийный режим и работает только на одной передаче. Диагностируемые ошибки: P1777; P1778
Шаговый двигатель подлежит замене, если он уже не может обеспечить бесперебойную работу вариатора.
Закажите степ мотор вариатора с быстрой доставкой
Дружелюбная и профессиональная команда Step Motor CVT всегда готова помочь вам. Не стесняйтесь спрашивать что-либо о любом из наших продуктов, включая правила его установки и обслуживания. Наша цель заключается в том, чтобы вы получили именно ту запчасть, которая вам необходима!
Что такое step мотор
Что такое step мотор
Фильтр для масла, фильтр для передач, датчик давления масла, ctv трансмиссионный масляный кулер
Степ-моторчики CVT
Оригинальный шаговый двигатель CVT для Nissan Altima, Sentra. Bluebird U14 /Primera P11/WP11/P12 OEM RE0F06A 31947-8E002 319478E002
Шаговый двигатель JF010E RE0F09A RE0F09B CVT для Nissan Altima Maxima Murano
OEM Jatco JF011E/RE0F10E, F1CJA Трансмиссия CVT шаговый двигатель для Nissan, Mitsubishi, Dodge
Сопутствующие Товары
CVT трансмиссионный масляный кулер комплект для фиксации обновления с уплотнительным кольцом 21606-1XF0A для Nissan Sentra Rogue Juke 2011-2014
Фильтр передач с автоматической передачей JF011E RE0F10A RE0F10B CTV, 5191890AA 2824A007 31728-1XF02 для Jeep Compass 07-13
Ремень CVT для Nissan, для Mitsubishi, для Renault, для Jeep, Сменный ремень с цепочкой передачи CVT, JF011E RE0F10A, 901066, 901047
Маслоохладитель, алюминиевый, трансмиссионный масляный охладитель АКПП. Масляный радиатор.
Фильтр для масла WOLFIGO JF011E JF010E RE0F09A RE0F10A, для Mitsubishi ASX Galant Outlander, 31726-1XF00 2824A006
Датчик давления масла для Nissan Jeep Mitsu Dodge 07-up CTV, 2 шт., F09A, F09B, JF010E, JF011E, RE0F10A, RE0F09B, F1CJA
Датчик скорости передачи автомобиля для Nissan Altima/Sentra 31935-8E006
Оригинальная техническая жидкость, разработанная для применения в современных автоматических коробках переключения передач вариаторного типа (CVT), где производителем автомобиля предписано использовать жидкость CVT Fluid NS-3
Оригинальная техническая жидкость, разработанная для применения в современных автоматических коробках переключения передач вариаторного типа (CVT), где производителем автомобиля предписано использовать жидкость CVT Fluid J-4
Как сделать Заказ
Сделайте заказ на сайте
Наш менеджер свяжется с Вами
Отправка заказа
Получения заказа
Высококачественные степ моторчики
Ищите степ мотор вариатора для вашего автомобиля? Вы попали в нужное место! Наш интернет магазин предлагает большой выбор высококачественных степ моторчиков (шаговых моторов) для различных моделей Nissan, Mitsubishi, Citroen, Peugeot,Jeep, Dodge и других марок. У нас есть все, что вам нужно — от большого выбора товаров, до быстрой доставки и профессионального консультирования. Специалисты нашего интернет-магазина стремятся предоставить вам все необходимое для ремонта вашего автомобиля.
Что такое степ мотор CVT и его основные функции?
Степ моторы — это двигатели постоянного тока, которые совершают ступенчатые вращательные движения. Для работы степ мотора требуется несколько катушек, которые включаются по фазам, вызывая при этом движение основного вала. При подаче питания двигатель вращается от фазе к фазе или шаг за шагом. Именно поэтому шаговые двигатели — это второе название степ моторов (step — шаг).
В вариаторе шаговый двигатель соединяется с рычагом и клапаном регулирования передаточного числа. Другой конец рычага регулировки передаточного числа соединяется с толкателем шкива. Основное назначение клапана регулировки передаточного числа, как следует из его названия: изменение передаточного числа трансмиссии. Это достигается за счет изменения давления в шкивах. Соответсвенно при неисправностях степ-мотора автоматическая трансмиссия производит не стабильное переключение передач. Либо что еще чаще происходит встаёт в аварийный режим и работает только на одной передаче. Диагностируемые ошибки: P1777; P1778
Шаговый двигатель подлежит замене, если он уже не может обеспечить бесперебойную работу вариатора.
Закажите степ мотор вариатора с быстрой доставкой
Дружелюбная и профессиональная команда Step Motor CVT всегда готова помочь вам. Не стесняйтесь спрашивать что-либо о любом из наших продуктов, включая правила его установки и обслуживания. Наша цель заключается в том, чтобы вы получили именно ту запчасть, которая вам необходима!
Что такое драйвер шагового двигателя, принцип работы
Замкнутые и разомкнутые системы
Системы позиционирования обычно используют один из двух способов: системы с замкнутым и разомкнутым контуром. Так в чем же разница между этими двумя подходами к позиционированию?
В системах с замкнутым контуром обычно используются серводвигатели для управления скоростью и положением движущейся оси. Серводвигатели работают так же, как и любой обычный двигатель, когда на них подается питание, они вращаются. Это вращение принимает непрерывное плавное движение. Задача серводвигателя — не только приводить двигатель в действие, но и точно контролировать скорость. Наряду со скоростью в замкнутой системе также требуется обратная связь по положению. Обычно это обеспечивается энкодером или линейной шкалой. Позиционная обратная связь с контроллером машины позволяет ему быстро двигаться к заданному месту, а затем плавно замедляться, чтобы остановиться на цели.
В системах с разомкнутым контуром нет устройства обратной связи для контроля скорости или положения. Вместо этого расстояние, которое необходимо преодолеть от текущего местоположения, делится системой управления машиной на несколько точных шагов определенного размера. Система управления также определяет оптимальную кривую скорости системы на основе предварительно определенных параметров. Затем команды поступают на шаговый двигатель в виде импульсов. Работа драйвера шагового двигателя заключается в преобразовании командных импульсов в фактические шаги привода двигателя далее шаговые двигатели продвигаются по этим шагам, достигая желаемого результата.
Работа шагового двигателя
Шаговый электродвигатель — это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает угловые перемещения (шаги ) ротора.
Шаговые двигатели, имеют достаточно высокую надежность и большой срок службы. При увеличении скорости двигателя, уменьшается вращающийся момент.
Шаговые двигатели дают больше вибрации наряду с другими типами двигателей, поскольку дискретный шаг имеет тенденцию хватать ротор от одного положения к другому. Из-за этого шаговый двигатель более шумный. Вибрация может быть сильная, что может привести двигатель к потери момента потому, что вал находится в магнитном поле и ведет себя как пружина. Шаговые двигатели работают без обратной связи, то есть не используют Энкодеры или резольверы для определения положения.
Существует четыре главных типа шаговых двигателей:
Шаговые электродвигатели состоят из статора с обмотками возбуждения и ротора из магнитомягкого или из магнитотвёрдого материала. Шаговые двигатели с магнитным ротором позволяют получать больший крутящий момент и обеспечивают фиксацию ротора при обесточенных обмотках. В зависимоти от конструкции ротора выделяют следующие разновидности шаговых двигателей: с постоянными магнитами (ротор из магнитотвёрдого материала), реактивный (ротор из магнитомягкого материала), гибридный. Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами.
В машиностроении более распространены высокомоментные двухфазные гибридные шаговые электродвигатели с угловым перемещением 1,8°/шаг (200 шагов/оборот) или 0,9°/шаг (400 шаг/об). Точность выставления шага определяется качеством механической обработки ротора и статора электродвигателя. Шаговые электродвигатели применяются в приводах машин и механизмов, работающих в старт-стопном режиме или в приводах непрерывного движения, где управляющее воздействие задаётся последовательностью электрических импульсов. В отличие от сервоприводов, шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения. Шаговые двигатели с постоянными магнитами могут использоваться в качестве датчиков угла поворота благодаря возникновению ЭДС на обмотках при вращении ротора.
Преимущества Шагового двигателя:
Главным преимуществом шаговых приводов является точность. При подаче потенциалов на обмотки, шаговый двигатель повернется строго на определенный угол. Шаговый привод, можно приравнять к недорогой альтернативе сервоприводу, он наилучшим образом подходит для автоматизации отдельных узлов и систем, где не требуется высокая динамика.
Недостатки шагового двигателя:
Принцип работы шагового двигателя
На примере шагового двигателя с переменным сопротивлением выше, двигатель состоит из центрального ротора и окружен четырьмя электромагнитными катушками, помеченных A, B, C и D. Все катушки с одной и той же буквой соединены вместе, так что при подаче питания, скажем, катушек, помеченных буквой A, магнитный ротор выравнивается с этим набором катушек.
Подавая мощность на каждый набор катушек, в свою очередь, можно заставить ротор вращаться или «переходить » из одного положения в другое на угол, определяемый конструкцией угла его шага, и при последовательном возбуждении катушек ротор будет производить вращение (движение ).
Драйвер шагового двигателя управляет как углом шага, так и скоростью двигателя, запитывая полевые катушки в установленной последовательности, например,» ADCB, ADCB, ADCB, A…» и т.д., ротор будет вращаться в одном направлении (вперед ) и посредством при изменении последовательности импульсов на» ABCD, ABCD, ABCD, A…» и т. д. ротор будет вращаться в противоположном направлении (назад ).
Таким образом, в нашем простом примере, приведенном выше, шаговый двигатель имеет четыре катушки, что делает его 4-фазным двигателем с числом полюсов на статоре восемь (2 x 4), которые расположены с интервалом 45°. Число зубьев на роторе составляет шесть, которые расположены на расстоянии 60°друг от друга.
Очевидно, что чем больше зубьев ротора и / или катушек статора, тем лучше контроль и меньший угол шага. Кроме того, при подключении электрических катушек двигателя в различных конфигурациях возможны полные, половинные и микрошаговые углы. Однако для достижения микроперехода шаговый двигатель должен приводиться в действие (квази ) синусоидальным током, который дорог в реализации.
Также возможно контролировать скорость вращения шагового двигателя, изменяя временную задержку между цифровыми импульсами, подаваемыми на катушки (частоту ), чем больше задержка, тем медленнее скорость для одного полного оборота. Подавая на двигатель фиксированное количество импульсов, вал двигателя вращается на заданный угол.
Преимущество использования импульса с задержкой по времени заключается в том, что не требуется никакой дополнительной обратной связи, поскольку путем подсчета количества импульсов, подаваемых на двигатель, конечное положение ротора будет точно известно. Эта реакция на заданное количество цифровых входных импульсов позволяет шаговому двигателю работать в «системе с разомкнутым контуром», что делает его более простым и дешевым в управлении.
Имеется много интегральных схем контроллера шагового двигателя, которые могут контролировать скорость шага, скорость вращения и направление двигателя. Одним из таких контроллеров является SAA1027, который имеет все необходимые встроенные счетчики и преобразователи кода и может автоматически подключать 4 полностью контролируемых мостовых выхода к двигателю в правильной последовательности.
Направление вращения также может быть выбрано вместе с одношаговым режимом или непрерывным (бесступенчатым ) вращением в выбранном направлении, но это накладывает некоторую нагрузку на контроллер. При использовании 8-битного цифрового контроллера возможны также 256 микрошагов за шаг.
Принцип работы шагового двигателя 3D принтера
Угол шага двигателя может достигать 90 градусов, что означает, что двигатель будет вращаться на 360 градусов за четыре шага. Однако более типичный угол шага для двигателей 3D принтера составляет 1,8 градуса, что означает, что для полного поворота требуется 200 шагов (360 / 1,8).
Угол шага определяется размещением катушек двигателя и конструкцией магнитных полюсов в роторе.
Если известно, что для поворота двигателя на 360 градусов требуется 200 шагов и двигатель подключен к ходовому винту с шагом 1 мм (1 мм хода на каждое вращение), то каждый шаг двигателя продвигает ось вперед на 0,005 мм. Таким образом, количество шагов, необходимых для достижения точного местоположения, можно легко рассчитать.
Расчет количества необходимых шагов управляется контроллером (драйвером шагового двигателя.
Драйвер шагового двигателя
драйвер шагового двигателя это электронное силовое устройство, которое на основании цифровых сигналов управления управляет сильноточными/высоковольтными обмотками шагового двигателя и позволяет шаговому двигателю делать шаги (вращаться ). Стандартом управления являются сигналы STEP/DIR/ENABLE. STEP это сигнал шага, DIR это сигнал направления вращения, ENABLE это сигнал включения драйвера.
Управлять шаговым двигателем сложнее, чем обычным коллекторным двигателем, нужно в определенной последовательности переключать напряжения в обмотках с одновременным контролем тока. Поэтому для управления шаговыми двигателями были разработаны специальные устройства называемые драйверами. Они позволяет управлять вращением ротора в соответствии с сигналами управления и определенным образом делить физический шаг на более мелкие дискреты.
К драйверу подключается источник питания, шаговый двигатель и сигналы управления с платы контроллера. Стандартом по сигналам управления является управление сигналами STEP/DIR или CW/CCW и сигнал ENABLE.
Сигнал STEP — Тактирующий сигнал, сигнал шага. Один импульс приводит к повороту ротора ШД на один шаг (не физический шаг ШД, а шаг выставленный на драйвере — 1:1, 1:8, 1:16 и т.д.). Обычно драйвер отрабатывает шаг по переднему или заднему фронту импульса.
Сигнал DIR — Потенциальный сигнал, сигнал направления. Логическая единица — ШД вращается по часовой стрелке, ноль — ШД вращается против часовой стрелки, или наоборот. Инвертировать сигнал DIR обычно можно либо из программы управления или поменять местами подключение фаз ШД в разъеме подключения в драйвере.
Сигнал CW — Тактирующий сигнал, сигнал шага. Один импульс приводит к повороту ротора ШД на один шаг (не физический шаг ШД, а шаг выставленный на драйвере — 1:1, 1:8, 1:16 и т. д.) по часовой стрелке. Обычно драйвер отрабатывает шаг по переднему или заднему фронту импульса.
Сигнал CW — Тактирующий сигнал, сигнал шага. Один импульс приводит к повороту ротора ШД на один шаг (не физический шаг ШД, а шаг выставленный на драйвере — 1:1, 1:8, 1:16 и т. д.) против часовой стрелки. Обычно драйвер отрабатывает шаг по переднему или заднему фронту импульса.
Сигнал ENABLE — Потенциальный сигнал, сигнал включения/выключения драйвера. Обычно логика работы такая: логическая единица (подано 5В на вход) — драйвер ШД выключен и обмотки ШД обесточены, ноль (ничего не подано или 0В на вход) — драйвер ШД включен и обмотки ШД запитаны.
Драйверы шагового двигателя могут иметь дополнительные функции:
Драйверы шаговых двигателей различаются по сложности. Современные драйверы можно комбинировать с множеством различных типов шаговых двигателей. Настройки для конкретного двигателя обычно настраивается пользователем во время установки. Но в целом драйверы шаговых двигателей — относительно простые устройства.
На иллюстрации выше изображен драйвер A4988. Задача компонентов, состоит в том, чтобы реагировать импульсные команды шага, поступающие от контроллера машины и преобразовывать их в правильную схему включения-выключения, необходимую для привода шагового двигателя. Эта схема активирует фазы в правильном порядке, чтобы двигать двигатель шаг за шагом в том или ином направлении.
Здесь необходимо отметить важный момент: в драйвере шагового двигателя очень мало интеллекта. Эта функция предоставляется контроллеру 3D принтера. Фактически, драйвер выполняет только две основные функции: упорядочивание фаз и управление фазным током.
Драйвера могут поставляться как отдельный компонент, так и вместе с платы контроллеров для 3D принтеров, например таких как Creality 4.2.7.
Какие драйвера для шаговых двигателей 3D принтера можно купить?
1. TMC2208, TMC2130, TMC2100. Выходной ток на обмотку с дополнительным охлаждением – до 2 А, пиковый выходной ток 2,5А. Напряжения питания силовой части: 4.75 — 36 В. Дробление шага: 1/2, 1/4, ⅛ и 1/16 с возможностью интерполяции до 1/256. Он используется для снижения уровня шума при работе с 8-битными микроконтроллерами. Может применяться в устройствах с маломощными режимами работы, а так же в оборудовании, где востребована высокая энергетическая эффективность моторов. TMC2208 построен на микросхеме от Trinamic и способен выдавать до 2.5 А на обмотку, чего достаточно для использования в 3D принтерах и ЧПУ. При этом решается проблема шумности работы шаговых двигателей за счёт эффективных алгоритмов формирования управляющих импульсов (StealthChop2 ™) и управления током.
Сглаживающее устройство TL-Smoother
Плата, которая соединяет шаговый драйвер и шаговый двигатель, уменьшая шум и вибрации на вашем 3D-принтере, снижая риск образования дефекта «полоса зебры».
Дефект полосы зебры или муар
Как работает TL-Smoother
Происхождение технологии плавного сглаживания TL до 2015 года, когда пользователь Schrodinger Z написал в блоге о резких движениях шагового двигателя и исследовал, что происходит. Как оказалось, шаговые драйверы DRV8825, которые он использовал, не генерировали гладкие синусоидальные сигналы для двигателей. При дополнительном осмотре было обнаружено, что драйверы не могут должным образом выводить сигналы при малых токах, так как они находятся в так называемой «мертвой зоне».
TL были созданы для устранения конкретного недостатка конструкции в драйверах DRV8825.
Установка TL-Smoother
