Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самодельный станок для намотки трансформаторов

Самодельный станок для намотки трансформаторов

Станок с ЧПУ я задумал сделать, когда у меня появились сломанные сканеры А3. На их основе я и собираюсь сделать себе помощника в творчестве.
Недавно собрал «Автономный контроллер для ШД» и уже проверил несколько движков, выбор пал на двигатели ЕМ-164, тянут хорошо, без пропусков, но почему-то греются.
Вообще все началось с изготовления намоточного станка на ШД. Почти закончил механику (остался намотчик), сделал плату управления на PIC16F1934 (так пожелал тот, кто обещел написать программу), но когда он бросил заниматься с прогой, на этом дело встало.
Теперь возьмусь за механику ЧПУ (чтоб без дела не сидеть), а дальше посмотрим. Плата контроллера и 3 платы драйверов есть.

Автор: Валерий Викторович (valery-59346)

Рис.01 Автономный контроллер на ATTINY2313

Рис.02 Автономный контроллер ШД (вверху на PIC16F84, внизу на ATTINY2313)

Рис.03 Блок управления намоточным станком (вид сбоку)

Рис.04 Блок управления намоточным станком (вид со снятой платой драйверов)

Рис.05 Блок управления намоточным станком (вид со стороны печати, способом ЛУТ)

Рис.06 Блок управления намоточным станком (в разобранном виде)

Рис.07 Блок управления намоточным станком (вид платы драйверов)

Рис.08 Блок управления намоточным станком (в тестовом режиме)

Рис.09 Намоточный станок (укладчик и натяжитель)

Рис.10 Намоточный станок (вид справа)

Рис.11 Намоточный станок (вид слева)

Рис.12 Намоточный станок (компановка, справа корпус блока управления)

Рис.13 Намоточный станок (редуктор укладчика)

Рис.14 Намоточный станок (моторы укладчика и натяжителя)

Рис.15 Станок с ЧПУ (заготовки) вариант 1

Рис.16 Станок с ЧПУ (валы и моторы) вариант 1

Рис.17 Станок с ЧПУ (втулки скольжения) вариант 1

Рис.18 Станок с ЧПУ (основание формат А4) вариант 1

Рис.19 Станок с ЧПУ (основание формат А3) вариант 2

Рис.20 Станок с ЧПУ (мотор протяжки по оси Y) вариант 2

Рис.21 Станок с ЧПУ (основание формат А3) вариант 3

Намоточный станок для трансформаторов, катушек: выявляем суть

Для опытных электриков и радиолюбителей, при работе своими руками, обязательно потребуется станок для намотки трансформаторов. Бытовая техника имеет в составе своей конструкции массу всевозможных катушек, трансформаторов (в том числе тороидальных), которые со временем приходят в негодность и их необходимо ремонтировать.

Станок для намотки трансформаторов

Кроме того, многие мастера не отказались бы иметь в своем арсенале инструментов самодельный ручной или электрический намоточный станок для катушек, так как он позволяет существенно сократить время и улучшить качество намотки.

Устройство самодельного намоточного станка

В промышленных условиях используются специальные приспособления для массового производства различных типов электрических катушек и трансформаторов. Производство однотипных изделий позволяет вкладывать финансовые средства в скоростное, автоматическое оборудование для увеличения количества выпускаемой продукции.

В работе своими руками при ремонте, восстановлении, создании новых катушек или трансформаторов, необходимости в полной автоматизации процесса перемотки нет, но метод ручной укладки каждого витка проволоки устраивает далеко не всех мастеров. Поэтому появилась практика создания своих собственных моделей.

Самым простым вариантом является ручной намоточный станок, сделанный своими руками, который оснащен регулируемым укладчиком и счетчиком витков. При его создании следует уделить внимание лишь нескольким условным требованиям:

  • простота конструкции;
  • использование подручных материалов;
  • возможность намотки катушек разного размера и конфигурации.

Устройство простейшего самодельного намоточного станка для трансформаторов

Примером такого станка сделанного своими руками может послужить такая конструкция, работающая по принципу колодезного ворота:

  • основание с двумя вертикальными стойками, сделанными из дерева или фанеры;
  • горизонтальная ось, закрепленная на стойках сделанная из толстой проволоки один конец которой выгнут в форме ручки для вращения;
  • две трубки одетые на ось, на одной из которых размещена деревянная колодка, которая фиксируется шпилькой из металла и имеет клин для надежной фиксации на вращающейся оси;
  • счетчик витков (велосипедный одометр), который подсоединяется к свободному концу оси через плотную резиновую трубку или витую пружину подходящего сечения.
Читать еще:  Что стучит в двигателе audi

Принцип работы такого устройства основан на насаживании каркаса трансформатора на ось устройства, и вращении своими руками ворота с ручным контролем плотности укладки провода и визуальным — по отсчету витков.
к меню

Намотка тороидальных трансформаторов

Широкое применение тороидальных трансформаторов в бытовой технике и приборах дающих низковольтное освещение, создает необходимость в станке, а точнее, приспособлении, которое поможет намотать проволоку на каркас круглой замкнутой формы.

В промышленных условиях используются специальные кольцевые станки для качественной намотки тороидальных трансформаторов. В домашних же условиях, приходится мотать вручную долго и без гарантии качественной ровной укладки проволоки.

Приспособление в виде челнока, который работает по принципу швейной иглы, несколько облегчает работу по намотке тороидальных трансформаторов, но в недостаточной степени.

Станок для намотки тороидальных трансформаторов

Для создания более производительного устройства по намотке тородоидальных трансформаторов потребуется обод велосипедного колеса. Он закрепляется на стене при помощи штыря и имеет резиновое кольцо для закрепления проволоки.

Так как обод является цельным, то для того чтобы одевать на него каркасы тородоидальных трансформаторов, его необходимо будет разрезать и затем скрепить разборными пластинами.

Намотка тороидальных катушек при помощи этого приспособления происходит следующим образом:

  • на разъединенный обод одевается подготовленная к намотке катушка;
  • пластинами скрепляют (соединяют) обод, чтобы он являлся цельным кругом;
  • наматывают на него необходимое количество проволоки;
  • присоединяют конец провода к свободно перемещающейся по ободу катушке;
  • начинают передвигать катушку по ободу полными кругами, за счет чего проволока сама укладывается на каркас трансформатора.

При выполнении такой, практически ручной намотки, необходимо следить за натяжением проволоки и плотностью витков.

Обод велосипедного колеса подходит лишь для катушек большого размера. Этот же принцип намотки, для небольших тороидальных трансформаторов, можно применять, используя любое плоское кольцо подходящих размеров.
к меню

Как правильно подключить шаговый двигатель.

Очень часто возникает необходимость подключить шаговый двигатель к устройству управления(контроллеру) без возможности проверки обмоток прибором, омметром, мультиметром.

Не расстраивайтесь, используя обратимость шагового двигателя, т.е. его «генераторную» функцию, мы легко можем найти выводы обмоток и правильно подключить к устройству.

Для того чтобы найти выводы обмоток 4-х выводного двигателя, необходимо найти такую пару выводов, при замыкании которых вал шагового двигателя будет вращаться рукой с усилием. Происходит это потому, что двигатель при вращении вала рукой работает как генератор и замыкание выводов обмотки является подключением нагрузки на эту обмотку. Вторая пара выводов будет работать точно так же, при замыкании проводов вал двигателя вращается с трудом.

Это и есть две обмотки шагового двигателя.

Раз мы нашли пары выводов обмоток, можем их подключить. Допустим, на разъеме мы определили, что выводами одной обмотки являются красный и черный провода, выводами другой – белый и желтый.

Если они включены в разъем так как показано на рисунке, то двигатель можно смело подключать к большинству устройств, т.к. стандартом принято размещение на разъемах выводов обмоток как А1-А2-В1- В2, или В1-В2-А1-А2 где А1 и А2 выводы одной обмотки, а В1 и В2 – выводы другой обмотки(на фото)

Если же выводы обмоток перепутаны, например, чередуются как А1-В1-А2-В2,то можно либо перепаять провода, но лучше просто вынув среднюю пару контактов из разъема, воткнуть их в нужные гнезда. Устройство разъема позволяет делать это многократно.

Читать еще:  Что это за двигатель 21917

Нажав сверху отверткой или иглой на зуб-фиксатор вынимаем провод вместе с контактом из корпуса разъема, затем лезвием ножа слегка поднимаем зуб-фиксатор(как показано на фото) и вставляем его в нужное гнездо .

После этого снова проверяем обмотки, закорачивая выводы разъема отрезком провода, и если обмотки размещены правильно – подключаем шаговый двигатель к устройству, не забывая убрать «закоротку».

Не стоит волноваться за неправильную полярность, в большинстве случаев направление вращения двигателя можно изменить из программы, а если необходимо поменять направление вращения двигателя без вмешательства в программу или там где это невозможно, меняем выводы одной обмотки местами, например, меняем черный с красным или желтый с белым.

Разъемы типа DUPONT можно просто перевернуть «задом наперед» , тогда направление вращения двигателя тоже поменяется.

На фото разъем типа DUPONT

Настройка двигателей без приборов.

Первое — настройку надо всегда начинать с минимальных токов двигателя.

Ориентировочно определить ток можно по шуму двигателя, чем ток больше, тем сильнее шумит двигатель. Также можно определить по усилию, нообходимому для поворота вала вручную, чем больше ток, тем сильнее двигатель. Также можно определить ток по нагреву драйвера или самого двигателя. Чем сильнее греется то и (или) другое, тем больше ток.

Оптимальным считается такой ток, когда устройство не имеет пропусков шагов, двигатель не останавливается где хочет, легко преодолеваются небольшие тормозящие усилия на валу, двигатель не шумит, двигатель и драйвер нагреваются не более чем до 40-50 градусов (мизинец терпит такую темппературу). Все вышеуказанное должно соблюдаться даже в процессе длительной работы.

Слишком большой ток может являться причиной лишнего дергания привода, стуков, шума и писка двигателей и резонансного шума всей механики.

Подбор и расчет шаговых двигателей для ЧПУ

При подборе шагового двигателя для ЧПУ необходимо отталкиваться от планируемой сферы применения станка и технических характеристик. Ниже представлены критерии выбора, классификация наиболее популярных двигателей и примеры расчета.

Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ: критерии

  1. Индуктивность. Следует вычислить квадратный корень из индуктивности обмотки и умножить его на 32. Полученное значение нужно сравнить с напряжением источника питания для драйвера. Различия между этими числами не должны сильно отличаться. Если напряжение питания на 30% и более превышает полученное значение, то мотор будет греться и шуметь. Если меньше, то крутящий момент будет слишком быстро убывать со скоростью. Большая индуктивность потенциально обеспечит возможность для большего крутящего момента. Однако для этого потребуется драйвер с большим напряжением питания.
  2. График зависимости крутящего момента от скорости. Позволяет определить, удовлетворяет ли выбранный двигатель условиям в техническом задании.
  3. Геометрические параметры. Имеет значение длина двигателя, фланец и диаметр вала.

Тип двигателя

Важный критерий – тип шагового двигателя для ЧПУ станка. Широко распространены биполярные, униполярные и трехфазные модели. Каждая из них имеет свои особенности:

  • биполярные чаще всего используют для ЧПУ благодаря простому подбору нового драйвера при выходе старого из строя, высокому удельному сопротивлению на малых оборотах;
  • трехфазные отличаются большей скоростью, чем биполярные аналогичного размера. Подходят для случаев, когда требуется высокая скорость вращения;
  • униполярные представляют собой несколько видов биполярных двигателей в зависимости от подключения обмоток.

Примеры расчетов шаговых двигателей для ЧПУ

Определяем силы, действующие в системе

Необходимо определить силу трения в направляющих, которая зависит от используемых материалов. Для примера коэффициент трения составляет 0.2, вес детали – 300 кгс, вес стола – 100 кгс, необходимое ускорение – 2 м/с 2 , сила резания – 3 000 Н.

  1. Чтобы рассчитать силу трения нужно умножить коэффициент трения на вес движущейся системы. Для примера: 0.2 x 9.81 (100 кгс+300 кгс). Получается 785 Н.
  2. Чтобы рассчитать силу инерции надо умножить массу стола с деталью на требуемое ускорение. Для примера: 400 x 2 = 800 Н.
  3. Чтобы рассчитать полную силу сопротивления надо сложить силы трения, инерции и резания. Для примера: 785 + 800 + 3 000. Получается 4 585 Н.
Читать еще:  Avr схема управления двигателями

Рассчитываем мощность

Формулы, приведенные ниже, представлены без учета инерции вала самого шагового двигателя и других вращающихся механизмов. Поэтому для большей точности рекомендуется увеличить или убавить требования по ускорению на 10%.

Для расчета мощности шагового двигателя следует воспользоваться формулой F=ma, где:

  • F – сила в ньютонах, необходимая для того, чтобы привести тело в движение;
  • m – масса тела в кг;
  • а – необходимое ускорение m/c 2 .

Для определения механической мощности необходимо умножить силу сопротивления движения на скорость.

Рассчитываем редукцию оборотов

Определяется на основании номинальных оборотов сервопривода и максимальной скорости перемещения стола. Например, скорость перемещения составляет 1 000 мм/мин, шаг винта шариковой винтовой передачи – 10 мм. Тогда скорость вращения винта ШВП должна быть (1 000 / 10) 100 оборотов в минуту.

Для расчета коэффициента редукции учесть номинальные обороты сервопривода. Например, они равны 5 000 об/мин. Тогда редукция будет равна (5 000 / 100) 50.

Классификация шаговых двигателей для ЧПУ

Советские модели

В станках часто применяют шаговые двигатели индукторного типа, изготовленные в СССР. Речь о моделях ДШИ-200-2 и ДШИ-200-3. Они обладают следующими характеристиками:

ПараметрДШИ-200-2ДШИ-200-3
Потребляемая мощность11.8 Вт16.7 Вт
Погрешность обработки шага3%3%
Максимальный статический момент0.46 нт0.84 нт
Максимальная чистота приемистости1 000 Гц1 000 Гц
Напряжение питания30 В30 В
Ток питания в фазе1.5 А1.5 А
Единичный шаг1.8 град1.8 град
Масса0.54 кг0.91 кг

При выборе следует обратить внимание на наличие индекса ОС. Это особая серия с военной приемкой. Имеет более высокое качество исполнения, чем обычные модели.

Китайские модели

Примеры китайских шаговых двигателей для ЧПУ и их характеристики представлены ниже.

ПараметрМодель
JKM Nema 17 42mm
Hybrid Stepper Motor
JK42HS48-2504JK42HS40-1704
Длина, мм484034
Ток питания в фазе, А2.51.71.33
Единичный шаг (угловое перемещение), град1.81.81.8
Масса, кг0.340.320.22

Биполярные шаговые двигатели для ЧПУ от CNC Technology

ПараметрМодель
86HS156-500457HS76-300442HS48-1704A
Ток питания в фазе, А531.7
Единичный шаг (угловое перемещение), град1.81.81.8
Индуктивность, мГн63.52.8
Диаметр вала1485

Зная критерии выбора и ориентируясь в предложениях по шаговым двигателям на рынке можно подобрать подходящую модель для станка ЧПУ. Главное – покупать у проверенных поставщиков.

3 причины купить шаговый двигатель для ЧПУ в компании CNC Technology

  1. Двигатели от надежных производителей, эти же двигатели мы используем в наших станках.
  2. Всегда в наличии на складе.
  3. Комплексность: в нашем каталоге можно подобрать не только ШД, но и драйверы, датчики, соединительные муфты и другие комплектующие.

Получить консультацию по выбору шагового двигателя можно по телефону 8 (800) 350 33 60.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector