El uso de motores paso a paso en productos caseros. Motor paso a paso de bricolaje, principio de funcionamiento, diagrama de conexión. El precio de la decepción o de una veleta cara

Para el funcionamiento de cualquier dispositivo eléctrico, se requiere un mecanismo de accionamiento especial. Un motor paso a paso es uno de esos dispositivos. hoy hay gran elección varios motores electricos, dividido por tipo y por el esquema del controlador controlado por el controlador.

¿Qué es un motor paso a paso?

Un motor paso a paso es un motor síncrono dispositivo electromecánico, que envía una señal de control a movimiento mecanico rotor. La rotación se produce en pasos que se fijan en una determinada posición.

Cómo funciona un motor paso a paso

Cuando se aplica tensión a los terminales, las escobillas del motor eléctrico arrancan y comienzan a girar continuamente. motor inactivo tiene una propiedad especial, es la transformación de pulsos rectangulares entrantes en una posición predeterminada del eje de transmisión aplicado.

El eje se mueve debajo ángulo fijo con cada impulso. Si se ubican varios electroimanes engranados alrededor de la pieza central de hierro en forma de engranaje, los dispositivos con una caja de engranajes de este tipo son bastante efectivos. El microcontrolador energiza los electroimanes. Un electroimán engranado, bajo la influencia de la energía, atrae los dientes de la rueda dentada a su superficie, por lo que el eje del motor gira. Cuando los dientes están alineados con el electroimán, se mueven ligeramente hacia la pieza magnética adyacente.

A las artes comenzó a girar y se estabilizó con la rueda anterior se apaga el primer electroimán y se enciende el siguiente. A continuación, se repite todo el proceso tantas veces como sea necesario. Esta rotación se llama paso constante. Al contar el número de pasos a una revolución completa del motor, se determina la velocidad de su rotación.

Modelos de motores paso a paso

Los motores paso a paso según el diseño del rotor se dividen en tres tipos: reactivos, de imanes permanentes e híbridos.

1. En la actualidad, los motores de reluctancia síncronos rara vez se utilizan. Se utilizan cuando se necesita un pequeño momento y el ángulo de inclinación es demasiado grande. El rotor está hecho de un material magnético suave con polos distintos, tiene un gran ángulo de paso y, en ausencia de corriente, no hay momento de fijación. Este es el motor más simple y económico. El estator tiene seis polos y tres fases, mientras que el rotor tiene cuatro polos. En este caso, el paso del dispositivo es de 30 grados. Se crea un campo magnético giratorio. conexión en serie fases del estator. El rotor gira en un ángulo menor que el ángulo del estator en un solo paso, esto se debe a la menor cantidad de polos.
2. Motor de imanes permanentes Consta de un rotor de imanes permanentes y un estator bifásico. A diferencia de los dispositivos reactivos, en los motores de imanes permanentes, una vez que se elimina la señal de control, el rotor queda fijo. Entonces, sucede debido a grandes pares. Dado que el proceso de fabricación del rotor va acompañado de grandes dificultades tecnológicas (gran número de polos + imanes permanentes), se obtiene un gran paso angular de hasta 90 grados. Este es su único inconveniente. Cuando se trabaja con un circuito de control unipolar, los devanados en el centro se pueden derivar. Los devanados sin derivación central se alimentan a través de un circuito de control bipolar. En base a esto, el dispositivo de motor paso a paso se divide en dos tipos según el tipo de devanados, unipolar y bipolar.

unipolar. Puede cambiar la ubicación de los polos magnéticos sin cambiar la dirección de la corriente. Basta con encender cada fase del devanado por separado. El dispositivo consta de un devanado por fase con un grifo ubicado en el centro.

Bipolar . Dichos motores tienen un devanado por fase, no hay una salida común, pero hay dos por fase. Debido a esto, los dispositivos bipolares tienen mayor poder que los unipolares. Para cambiar las polaridades magnéticas de los polos, se cambia la dirección de la corriente en el devanado.

motor hibrido

Para reducir el ángulo de cabeceo, un motor paso a paso hibrido. En su diseño incorpora las mejores prestaciones de un motor de imanes permanentes y un motor de reluctancia. El rotor se presenta en forma de imán cilíndrico imantado a lo largo del eje longitudinal. El estator consta de dos o cuatro fases, que se colocan entre pares de polos pronunciados.

Cómo arrancar un motor paso a paso, su control.

Trabajo de conexión y el control del motor paso a paso dependerá de cómo desee ejecutar el dispositivo y cuántos cables haya en el variador. Los motores paso a paso pueden tener de 4 a 8 hilos, por lo que se utiliza un esquema específico para conectarlos.

• Con cuatro hilos. Cada devanado de fase tiene dos cables. Para conectar el controlador paso a paso, debe encontrar cables emparejados con una conexión continua entre ellos. Tal motor se usa solo con un dispositivo bipolar.
• Con cinco hilos. Los terminales centrales del motor se combinan internamente en un cable sólido y se conectan a un solo cable. Es imposible separar los devanados entre sí, ya que aparecerán muchos espacios. Puede salir de la situación si establece dónde está el centro del cable e intenta conectarlo con otros conductores. Este es el modo más eficiente y seguro. Luego, el dispositivo se conecta y se verifica su operatividad.
• Con seis hilos. Cada devanado tiene varios cables y una derivación central. Se utiliza un dispositivo de medición para separar el cable. El motor se puede conectar a un dispositivo unipolar o bipolar. Cuando se conecta a un dispositivo unipolar, se utilizan todos los cables. Para un dispositivo bipolar, un extremo del cable y una derivación central de cada bobinado.

Se requiere un controlador para controlar el motor paso a paso. El controlador es un circuito que suministra voltaje a una de las bobinas del estator. El controlador está hecho sobre la base de un circuito integrado del tipo ULN 2003, que incluye un juego de teclas compuestas. Cada tecla tiene diodos de protección en la salida, que permiten conectar cargas inductivas sin necesidad de protección adicional.

¿Cómo funciona un motor paso a paso?

El dispositivo puede funcionar en tres modos:

• modo micropaso. Los dispositivos de micropasos son los últimos desarrollos de algunos fabricantes y se utilizan principalmente en microelectrónica o transportadores industriales. Un chip especial crea tal voltaje que el eje se convierte en la posición de una centésima de paso, por ejemplo, se producen 20 mil movimientos por 1 revolución. El controlador puede generar más de 50.000 ciclos de voltaje de control por revolución.
• modo medio. Debido al hecho de que el nivel de vibración se reduce en el modo de medio paso, estos dispositivos se utilizan a menudo en la industria. Después de que se activa una fase, se congela en esta posición hasta que se enciende la siguiente. Se obtiene una posición intermedia y dos polos actúan simultáneamente sobre el diente. Cuando se apaga la primera fase, el rotor avanza medio paso.
• Modo completo. La tensión de control se transmite a su vez a todas las fases y se obtiene un paso completo (200 movimientos por 1 revolución).

Especificación del motor paso a paso

En el campo de la ingeniería eléctrica y mecánica, un motor paso a paso se considera un dispositivo complejo que incluye muchas posibilidades mecánicas y eléctricas. En la práctica, se aplican las siguientes especificaciones:

1. Corriente nominal y tensión. La corriente máxima permitida se especifica en los parámetros mecánicos del motor eléctrico. La corriente nominal es el principal parámetro eléctrico en el que el motor puede funcionar durante el tiempo que sea necesario. La tensión nominal rara vez se indica, se calcula de acuerdo con la ley de Ohm. Muestra la tensión máxima constante en el devanado del motor cuando está en modo estático.
2. Resistencia de fase. El parámetro muestra qué voltaje máximo se puede aplicar al devanado de fase.
3. Inductancia de fase. Este parámetro muestra qué tan rápido aumentará la corriente en el devanado. Para que la corriente aumente más rápido al cambiar de fase a altas frecuencias, el voltaje debe aumentar más.
4. El número de pasos completos en 1 revolución. El parámetro muestra qué tan preciso es el motor eléctrico, su suavidad y capacidad permitida.
5. Esfuerzo de torsión. Los datos mecánicos muestran la velocidad, que depende del par. El parámetro especifica el tiempo máximo de rotación del motor eléctrico.
6. fase de tenencia. Esta fase muestra el par cuando el dispositivo está parado. Dos fases del dispositivo deben ser alimentadas con corriente nominal.
7. Momento de estupor. Durante la ausencia de tensión de alimentación, es necesario para que el eje del motor pueda girar.
8. Tiempo de energía del rotor. Indica qué tan rápido acelera el motor. Cuanto menor sea el valor, más rápida será la aceleración.
9. cortocircuito. El parámetro se refiere a la sección de seguridad eléctrica y muestra el voltaje más bajo que atraviesa el aislamiento entre la caja y los devanados del dispositivo.

Como generador para un molino de viento, es adecuado un motor paso a paso (SM) para una impresora. Incluso a una velocidad de rotación baja, genera una potencia de unos 3 vatios. El voltaje puede superar los 12 V, lo que permite cargar una batería pequeña.

Principios de uso

La turbulencia del viento en las capas superficiales, característica del clima ruso, provoca cambios constantes en su dirección e intensidad. Los grandes aerogeneradores con una potencia superior a 1 kW serán inerciales. Como resultado, no tendrán tiempo de relajarse por completo cuando cambie la dirección del viento. Esto también se evita por el momento de inercia en el plano de rotación. Cuando un viento lateral actúa sobre un molino de viento en funcionamiento, experimenta enormes cargas que pueden provocar su falla rápida.

Es recomendable utilizar un aerogenerador de baja potencia, hecho a mano, que tenga una ligera inercia. Con su ayuda, puede cargar baterías de teléfonos móviles de bajo consumo o usar LED para iluminar la cabaña.

En el futuro, es mejor centrarse en los consumidores que no requieren conversión de la energía generada, por ejemplo, para calentar agua. Unas pocas decenas de vatios de energía pueden ser suficientes para mantener la temperatura del agua caliente o para calentar adicionalmente el sistema de calefacción para que no se congele en invierno.

parte electrica

Un generador en un molino de viento puede instalar un motor paso a paso (SM) para una impresora.

Incluso a una velocidad de rotación baja, genera una potencia de unos 3 vatios. El voltaje puede superar los 12 V, lo que permite cargar una batería pequeña. El resto de los generadores funcionan efectivamente a más de 1000 rpm, pero no funcionarán porque el molino de viento gira a 200-300 rpm. Aquí se necesita una caja de cambios, pero crea resistencia adicional y también tiene un alto costo.

En modo generador, el motor paso a paso produce una corriente alterna, que se convierte fácilmente en corriente continua mediante un par de puentes de diodos y condensadores. El esquema es fácil de ensamblar con sus propias manos.

Al instalar un estabilizador detrás de los puentes, obtenemos un voltaje de salida constante. Para el control visual, también puede conectar un LED. Para reducir las pérdidas de voltaje, se utilizan diodos Schottky para rectificarlo.

En el futuro, será posible crear un molino de viento con un motor paso a paso más potente. Tal generador de viento tendrá un gran momento de arranque. El problema se puede eliminar desconectando la carga durante el arranque y a bajas velocidades.

Cómo hacer un generador de viento

Las cuchillas se pueden hacer con sus propias manos a partir de un tubo de PVC. La curvatura deseada se selecciona si la toma con un cierto diámetro. El blanco de la cuchilla se dibuja en la tubería y luego se corta con un disco de corte. La envergadura de la hélice es de aproximadamente 50 cm, y el ancho de las palas es de 10 cm.Después de eso, se debe mecanizar un manguito con una brida para que se ajuste al tamaño del eje SD.

Se monta en el eje del motor y se sujeta con tornillos adicionales, y las cuchillas de plástico se unen a las bridas. La foto muestra dos palas, pero se pueden hacer cuatro atornillando otras dos iguales en un ángulo de 90º. Para mayor rigidez, se debe instalar una placa común debajo de las cabezas de los tornillos. Presionará las cuchillas más cerca de la brida.

Los productos de plástico no duran mucho. Tales palas no resistirán el viento continuo a una velocidad de más de 20 m / s.

El generador se inserta en un trozo de tubería, al que se atornilla.

Una veleta está unida a la tubería desde el extremo, que es una construcción calada y liviana hecha de duraluminio. El aerogenerador se apoya sobre un eje vertical soldado, que se inserta en el tubo del mástil con posibilidad de giro. Se puede instalar un cojinete de empuje o arandelas de polímero debajo de la brida para reducir la fricción.

En la mayoría de los diseños, el molino de viento contiene un rectificador que está unido a una parte móvil. No es práctico hacer esto debido al aumento de la inercia. Es muy posible colocar el tablero eléctrico en la parte inferior y bajar los cables del generador. Por lo general, de un motor paso a paso salen hasta 6 cables, que corresponden a dos bobinas. Necesitan anillos colectores para transferir electricidad desde la parte móvil. Es bastante difícil instalar cepillos en ellos. El mecanismo de recolección de corriente puede ser más complicado que el propio generador de viento. También sería mejor colocar el molino de viento de modo que el eje del generador esté vertical. Entonces los cables no se trenzarán alrededor del mástil. Tales generadores de viento son más complicados, pero la inercia disminuye. Un engranaje cónico estará justo aquí. Al mismo tiempo, puede aumentar la velocidad del eje del generador eligiendo los engranajes necesarios con sus propias manos.

Habiendo fijado el molino de viento a una altura de 5-8 m, puede comenzar a probar y recopilar datos sobre sus capacidades para instalar un diseño más avanzado en el futuro.

Actualmente, las turbinas eólicas de eje vertical se están volviendo populares.

Algunos diseños incluso pueden soportar bien los huracanes. Los diseños combinados que funcionan con cualquier viento han demostrado su eficacia.

Conclusión

Un aerogenerador de baja potencia funciona de forma fiable debido a su baja inercia. Se fabrica fácilmente en casa y se utiliza principalmente para recargar baterías pequeñas. Puede ser útil en una casa de campo, en el campo, en una caminata cuando hay problemas con la electricidad.

Tigrezno

A continuación encontrará una guía que lo ayudará a "reciclar" un viejo escáner para convertirlo en un impresionante generador de electricidad.

Necesitaremos:

• Antiguo escáner;
• Diodos rectificadores (se utilizaron 8 diodos 1N4007 en el proyecto);
• Condensador 1000uF;
• Tubo de pvc;
• Piezas de plástico (ver más abajo);
• Placas de aluminio (puedes usar cualquier otra).

Además del tubo fluorescente y los componentes electrónicos, el escáner tiene un motor paso a paso, que es lo que necesitamos. La foto muestra un motor paso a paso de cuatro fases.

Nota 3. Se utilizó el software gratuito de desarrollo de esquemas http://qucs.sourceforge.net/.

Recoge cuchillas. En detalles .

Desafortunadamente, no hay un diagrama del dispositivo, pero no es tan difícil ensamblar uno similar a partir de una fotografía.

¡Final! Ahora queda esperar un día ventoso y probar el dispositivo, como puede ver en la foto: el dispositivo genera un voltaje estable de 4.95 V. ¡Ahora puede cargar su reproductor de MP3 o teléfono de forma gratuita!

• Aquí. Gran hombre dijo. La cuestión no está en la "fabulosa eficiencia": la energía sigue siendo gratuita. El planeta no se empobrecerá con tales Kulibins. La pregunta es el costo de la mano de obra y el costo de todo lo que se usa. La cuestión es muy controvertida: una línea vertical de dimensiones terribles, o una línea horizontal, pero giratoria. Este es un tema de controversia (o mejor si alguien apaga su experiencia práctica y la comparte).
• Hola a todos. el mio es un poco mas dificil. iluminar el patio con linternas LED (5 piezas de 7 LED cada una). la batería cuesta 7,2 voltios 700 mA. ensamblado de acuerdo con el esquema de duplicación de voltaje. :).
• el viento es medio, no se como medirlo... paró un poco, y no vale la pena el viento.
• y aquí está la cabeza. (quitado el multiplicador, pegado es mucho más rural con él, y la diferencia es mínima, y ​​no hace ruido). Mi vertical es generalmente silencioso y ha estado brillando durante 1,5 años sin batería (también SD).
• mba1 tiene razón, y las verticales superiores a 200 rpm son muy dudosas.
• Me parece que las palas son grandes para un motor así. Ajusta el tamaño a la potencia, ya ves, será un molino de viento completamente correcto. ¿Cambió la configuración?
• Hice las aspas más estrechas y acortadas, el diámetro era de aproximadamente 1,1 m, la velocidad aumentó y gira cuando no sientes el viento. Phanari ya 6:). aquí está el video - http://depositfiles.com/files/18bs0ha7b
• Ya no recuerdo los parámetros, con un viento promedio de unos 8 voltios, ma-xs, ahora no tengo muchas ganas de subir allí, y mi cabeza está llena de otros, estoy esperando imanes de neodimio (24 piezas) ), vendrán uno de estos días :), haré un generador :).
• Si necesita un motor paso a paso, entonces no del escáner, sino de la impresora, hay dos de ellos en el cuello de la matriz, incluso durante el mantenimiento, con el cabezal moviéndose rápidamente, los LED comienzan a brillar. Creo que comenzar no con una embarcación seria, sino con los motores de la estufa Zhiguli, o el motor del limpiador de vidrios que está tirado en el garaje.
• Existen motores colectores (por ejemplo, DP..., DPM...) con limitador centrífugo de velocidad. ¿Quizás hay ideas de cómo adaptar esto para el problema inverso en el generador? Simplemente no me parece bien...
• ¿Y de ShD3-SHD5 alguien puede confundirse?
• ¿O con motores de modelos aeronáuticos, de pequeño tamaño, de gran potencia?
• http://vkontakte.ru/club11998700 - HAY FOTOS Y VIDEOS SD, neodimio, enlaces ...
• ¿Cuáles son los ajustes del motor? voltios por bobina? ¿amperaje? ¿cuántas bobinas (pines?) y qué grado de rotación?
• es deseable seleccionar shd: menos resistencia de devanado, mayor voltaje de funcionamiento, luego un impulso decente dará un paso :)
• Si hay menos resistencia a un voltaje más alto, entonces la potencia es mayor. Así que puedes elegir según el TAMAÑO :)
• http://www.youtube.com/watch?v=7WgS4kxobI0&feature=channel_video_title
• este es mi video
• Quién sabe, cualquier SD puede servir como generador, si compras más potente que en una impresora.
• Es difícil usar un potente motor paso a paso como generador. La razón es el gran momento de arranque.

Tenía un motor paso a paso por ahí y decidí intentar usarlo como generador. El motor se extrajo de una vieja impresora de matriz de puntos, las inscripciones en él son las siguientes: EPM-142 EPM-4260 7410. El motor es unipolar, lo que significa que este motor tiene 2 devanados con un toque desde el medio, la resistencia del devanado era de 2x6 ohmios.

Para la prueba, necesita otro motor para hacer girar el paso a paso. El diseño y montaje de los motores se muestran en las siguientes figuras:

Perdí el rodillo del motor, así que puse la pasta...

Arrancamos suavemente el motor para que la banda de goma no se salga volando. hay que decir que altas revoluciones todavía vuela, por lo que el voltaje no se elevó por encima de los 6 voltios.

Conectamos el voltímetro y comenzamos a probar, primero medimos el voltaje.

Configuramos el voltaje en la fuente de alimentación a unos 6 voltios, mientras que el motor consume 0,2 amperios, a modo de comparación. De marcha en vacío motor comió 0.09A

Creo que no es necesario explicar nada y todo está claro en la foto de abajo. El voltaje era de 16 voltios, la velocidad de los motores giratorios no es grande, creo que si lo giras con más fuerza, puedes exprimir los 20 voltios ...

Conectamos a través del puente de diodos (y no olvide el condensador, de lo contrario puede quemar los LED) una cinta con LED súper brillantes, cuya potencia es de 0,5 vatios.

Ajustamos el voltaje a un poco menos de 5 voltios, de modo que el motor paso a paso después del puente dé unos 12 voltios.

¡Brilla! Al mismo tiempo, el voltaje bajó de 12 voltios a 8 y el motor comenzó a girar un poco más lentamente. La corriente de cortocircuito sin la tira de LED fue de 0,08 A. Permítanme recordarles que el motor giratorio NO funcionó. poder completo, y no te olvides del segundo devanado del motor paso a paso, simplemente no puedes ponerlos en paralelo, pero no quería armar el circuito.

Creo que puedes hacer un buen generador con un motor paso a paso, conectarlo a una bicicleta o hacer un generador eólico basado en él.