Теория и практика работы ШД в полушаге.

[vladim777]

Ковыряюсь сейчас с ШД от 5" дисковода - пытаюсь заставить его работать в полушаге. А в перспективе и в микрошаге. Но вот, какая штука получается. Где-то в Инете, сейчас уже не вспомню, наткнулся я на такую фразу:
"Для предотвращения переходных процессов и потери шагов, переключения режимов работы двигателя (из микрошага в полушаг и обратно и т.п.) необходимо производить в те моменты, когда ротор находится в положении, соответствующем одной включенной фазе."
Из личного опыта знаю, что одной включенной фазе соответствует неустойчивое положение между двумя шагами ротора - это хорошо чувствуется при обесточенном двигателе, если вращать вал рукой. То есть возможна потеря полушагов и микрошагов.
Так, может быть, переключения режимов работы двигателя необходимо производить в те моменты, когда ротор находится в положении, соответствующем двум включенным фазам (при равных токах в фазах)? Имеются ввиду, конечно же, две соседние фазы. Тогда, при остановке двигателя, ротор не будет останавливаться в момент, как бы это выразиться, "на гребне волны", или "на верхушке холма", и потом, обесточенный, под действием постоянных магнитов двигателя, скатываться в одно из двух возможных положений.
Что скажете?

[Pavel_Boboshkin]

... наткнулся я на такую фразу:
"Для предотвращения переходных процессов и потери шагов, переключения режимов работы двигателя (из микрошага в полушаг и обратно и т.п.) необходимо производить в те моменты, когда ротор находится в положении, соответствующем одной включенной фазе."

  Переключать режим работы двигателя из полушага в микрошаг и обратно совершенно не за чем. Пусть всё время работает в полушаге, а если сможете сделать схему для микрошага – то всё время в микрошаге.

Имеются ввиду, конечно же, две соседние фазы.

  Ага, значит Вы хотите использовать униполярный двигатель. Для такого сделать микрошаг будет сложнее.

Тогда, при остановке двигателя, ротор не будет останавливаться в момент, как бы это выразиться, "на гребне волны", или "на верхушке холма", и потом, обесточенный, под действием постоянных магнитов двигателя, скатываться в одно из двух возможных положений.

  Никаких обесточиваний! Ато точно напропускаете шагов.

[Anton]

Что скажете?

http://www.cs.uiowa.edu/%7Ejones/step/index.html
http://www.telesys.ru/projects/proj077/index.shtml

[vladim777]

Полушаг - для быстрого наведения, микрошаг - для точной подстройки и слежения за объектом. По-моему, только так.
Без обесточиваний, как на мой взгляд, невозможно.

[Anton]

Из личного опыта знаю, что одной включенной фазе соответствует неустойчивое положение между двумя шагами ротора - это хорошо чувствуется при обесточенном двигателе, если вращать вал рукой. То есть возможна потеря полушагов и микрошагов.

Личный опыт неверен.
Намекаю еще раз: RTFM.
Даже две ссылки дал, по которым все написано.

[Pavel_Boboshkin]

Вы, для определенности про общую схему расскажите. Управлять собираетесь от компьютера? Программа Бартелса или что-то другое?

[vladim777]

Материал по этой ссылке: http://www.telesys.ru/projects/proj077/index.shtml я встречал на многих сайтах. Около полугода назад даже распечатал и изучил.
Я еще раз утверждаю, так как проверил неоднократно: при одной вкл. фазе униполярного мотора, его ротор занимает положение между "естественными" точками равновесия ротора у незапитанного двигателя.
Схема управления у меня собрана пока на простейших микросхемах. Задача - выдать на 4 вывода последовательность импульсов в определенной последовательности. Чисто экспериментальный вариант.

[Pavel_Boboshkin]

Пусть микрошаг равен 1/8 полного шага, двигатель имеет 200 шагов на оборот, тогда частота вращения 5 об/с будет соответствовать 5*200*8=8000 микрошагов в секунду. Зачем переходить на полушаг?
Идея отключать ток в обмотках ИМХО глубоко порочна. Вместо этого луучше переключать режимы при положении ротора кратном 8 микрошагам (при 8 микрошагов в полном шаге) или даже 4 микрошагам, так как 4 микрошага будут равны полушагу.

А в полушаге у Вас мотор уже крутится?

[Anton]

Я еще раз утверждаю, так как проверил неоднократно: при одной вкл. фазе униполярного мотора, его ротор занимает положение между "естественными" точками равновесия ротора у незапитанного двигателя.

Уффф...
В обесточенном состоянии ротор занимает такое удобное ему положение, которое определяется множеством факторов, таких кк остаточноая намагниченность, трение итд итп. ШД в полностью обесточенном режиме никогда не работают. И как встанет его ротор абсолютно пофиг.
Когда запитана одна фаза, ротор занимает такое положение, когда расстояние между полюсными наконечниками минимально, индукция поля максимальна. При этом момент удержания максимален. Это называется состояние полного шага без перекрытия фаз. Вот в этот момент и нужно изменять количество шагов/микрошагов, потому что для любого количества микрошагов именно в этой точке в одной фазе ток всегда 1 а в другой всегда ноль.
sin(x)^2+cos(y)^2=1 - уравнение окружности, крутящий момент=const
А если запитаны две фазы, то ротор висит между двух наконечников и вот это состояние неустойчиво.

Еще раз рекомендую внимательно почитать вышеуказанные источники, а заодно аллегровские даташиты, тк дальше пойдут мертвые зоны, комбинированный разряд индуктивности обмоток, и замес третьей гармоники в форму тока для коррекции линейности. Вообщем то ШД - это не так просто, как кажется.

[Anton]

Зачем переходить на полушаг?

Когда ресурсов контроллера не хватает для высокой частоты шагания - это выход. Ибо килогерц пятьдесят - это обычно предел.
А ресурсов всегда не хватаает. Поэтому шустрые контроллеры нужно делать на CPLD - типа Altera MAX7000 итп. Но это уже другая история.

[Pavel_Boboshkin]

Когда ресурсов контроллера не хватает для высокой частоты шагания - это выход. Ибо килогерц пятьдесят - это обычно предел.
А ресурсов всегда не хватаает. Поэтому шустрые контроллеры нужно делать на CPLD - типа Altera MAX7000 итп. Но это уже другая история.

Зачем 50 килогерц? Например, в своей схеме я при частоте обновления тока в обмотках 4000 герц могу крутить шаговик с любой скоростью ограниченной только самим шаговиком и напряжением, разгоняющим ток в обмотках. Просто при необходимости схема поворачивает мотор на произвольное кол-во микрошагов от -64 до 64 (микрошаг равен 1/64 шага).
 Если контроллер управляется извне по интерфейсу dir/step, то и в этом случае можно выкрутиться: крутить мотор не с приходом каждого фронта step, а в любое удобное время но сразу на кол-во микрошагов, которое накопилось. Скорее уж управляющее устройство будет узким местом.

[vladim777]

Подключил другой мотор, тоже униполярный, но по мощности больший. Так вот у него происходит именно так как вы говорите: при двух вкл. фазах, его ротор занимает положение между "естественными" точками равновесия ротора у незапитанного двигателя. А равновесие достигается при одной вкл. фазе. Все с точностью до наоборот!
И, тем не менее, у моторчика от 5" дисковода точки равновесия перепутаны по сравнению с теорией! Это не мой недогляд, в этом я уверен на 100%, потому что проверил на практике.

P.S. А, что такое ИМХО? Как расшифровывается?

[Anton]

P.S. А, что такое ИМХО? Как расшифровывается?

http://www.yandex.ru/yandsearch?text=%F7%F2%EE+%F2%E0%EA%EE%E5+%E8%EC%F5%EE&stype=www

[Anton]

Просто при необходимости схема поворачивает мотор на произвольное кол-во микрошагов от -64 до 64 (микрошаг равен 1/64 шага).

Сразу скачком? Или старательно пробегая все промежуточные значения?

[Денис Никитин]

Так вот у него происходит именно так как вы говорите: при двух вкл. фазах, его ротор занимает положение между "естественными" точками равновесия ротора у незапитанного двигателя.

Как Вы определяете, какое положение занимает ротор? Объясните пожалуйста.

Если мотор будет с четырьмя шагами на оборот, я тоже определю...на глаз.

[Денис Никитин]

P.S. А, что такое ИМХО? Как расшифровывается?

ИМХО, это IMHO. In my humble opinion - по моему скромному мнению.

А почему не спрашиваете, что такое RTFM ?

[Mihail Sedyh]

P.S. А, что такое ИМХО? Как расшифровывается?

ИМХО, это IMHO. In my humble opinion - по моему скромному мнению

Бывают и другие варианты.

А почему не спрашиваете, что такое RTFM ?

[vladim777]

К валу ротора присоединена 10-ти сантиметровая пластмассовая полоска. По ней легко можно определить положение ротора. Мотор имеет 200шг. Я сделал так, чтобы при однократном нажатии на кнопку на мотор подавался один полушаг; при втором нажатии - второй и т.д. Положение ротора определить легко. И именно на глаз.
Я знаю, что такое RTFM, да и STFW тоже.
Я не понял, что за зубоскальство? 
Что, появились всезнающие Гуру?

[Mihail Sedyh]

Я не понял, что за зубоскальство? 
Что, появились всезнающие Гуру?

Ну что Вы, какие еще Гуру? Просто те фразы, которые я процитировал вызвали у меня именно те эмоции, которые я изобразил смайликами. Хотя оффтопик, конечно.

[krussh]

для управления попробуйте L297, там шаг\полушаг, переключение в момент 1010. к тому же ШИМ встроенный. и стоит недорого, рублей 100.