Напряжение на двигателях принтера

Напряжение питания шаговых двигателей 3D принтера. Особенности разрешения на минимальном шаге

30.09.2016 Сайт https://anteh.ru

Рассматривается пластиковый 3D FDM дельта принтер. Шаговый двигатель экструдера JK42HS40-1204D, согласно документации индуктивность = 4.5mH. X Y Z двигатели осей JK42HS60-1704A, это 2х фазный гибридный шаговый двигатель, согласно документации индуктивность = 6.2mH. Проверена индуктивность обмоток RLC метром, последовательная схема измерения, частота 1kHz:
JK42HS60-1704A:
X: Ls=6.283mH, Q=6.0; Ls=6.316mH, Q=6.0
Y: Ls=6.318mH, Q=6.13; Ls=6.229mH, Q=6.0
Z: Ls=6.413mH, Q=6.0; Ls=6.43mH, Q=6.14
JK42HS40-1204D:
E: Ls=4.1mH, Q=5.45; Ls=4.1mH, Q=5.21
Индуктивность немного меняется при повороте вала двигателя и точность где-то в десятых долях. Измерения совпали с документацией.
Лучше работают двигатели с меньшей индуктивностью, малая индуктивность требует меньшего напряжения питания. Максимальное напряжение питания двигателя вычисляется по эмперической формуле

Есть осадок от непонимания причин чередования 80 и 70 микрон при движении по вертикали, через pronterface на минимальном шаге. Т.е. вертикальное движение осуществляется при чередовании указания положения по вертикали 70 и 80 мкм. Шаговые двигатели, на слух, отрабатывают следующие значения по высоте:
G1Z10.1
G1Z10.18
G1Z10.25
g1z10.30
g1z10.38
g1z10.45
g1z10.53
g1z10.60
g1z10.68
g1z10.75
Подобное поведение было проверено и подтверждено с помощью микрометра.
Диаметр штока на XYZ осях 12мм с 20ю зубьями. 80 шагов на миллиметр хода каретки. Минимальный шаг по оси: 1/80=0.0125мм. В пропуске шагов на высокой скорости, резонансных явлениях и чередовании шага по высоте 70/80 микрон, пока обвиняется недостаточное напряжение питания шаговых двигателей. Напряжение поднято до +18В. DRV8825 поддерживает от +8.2 до +45VDC(что оказалось неправдой), ток 1.5A без обдува и 2.2A с дополнительным обдувом. Не будет переделки RAMPS 1.4 под повышенное напряжение, будет перенесён контакт питания +12V платы DRV8825 с нижней на верхнюю сторону и туда заведено +18V, также добавляем к каждому драйверу электролит 100u 50V или большей ёмкости:

Первоначально подавалось +32V, использовался линейный нестабилизированный источник +18VDC подключённый последовательно к +12VDC, трансформатор ТН55, 2 вторичные 6.3V 7A соединены последовательно, мост из шоттки + 2 банки по 10000u 50V.
Перестали работать DRV8825 драйвера, в шахматном порядке сопротивление цифровых ног упало со 100k до где-то 300, где-то 10 ом, подгорели. На одном из драйверов пропал Vref, другой вроде работал, но дробление у него поменялось, как выяснилось в результате подгоревших ног задающих дробление. Чип керамика на платах DRV8825 не пострадала. Возможно, заявленные +45В напряжения питания DRV8825 неправда, от 32В всё померло. Но возможно сам был виноват, потому что в ручную двигал каретки осей и шаговый двигатель, работающий в реэиме генератора мощности мог повредить драйвера. Но правда 1 каретку не трогал, а повреждёнными оказались все драйвера.
Те же самые доработки были сделаны с тремя A4988 и на VMOT заведено напряжение +18VDC c линейного стабилизатора. Дробление то же 1/16.

Несколько полезныхфактов о шаговом двигателе:

Момент вращения ротора шагового двигателя максимален на малых оборотах. Шаговые двигатели можно назвать вечными. Температура корпуса шагового двигателя в 90градусов считается нормой. Его можно использовать как датчик угла поворота. Как генератор мощности он будет работать эффективней коллектооных двигателей.

Источник

МозгоЧины

#самоделки #инструкции #ремонт_техники #изобретения

МозгоЧины

#самоделки #инструкции #ремонт_техники #изобретения

Шаговый двигатель от старого принтера как генератор

Шаговый двигатель от старого принтера как генератор

Разобрав старый принтер мне достался вот такой красавец:

Что это? Шаговый двигатель, двигателей такого типа полно в принтерах и CD/DVD’ромах и в старых флоппиках.

Для чего он может пригодится спросите Вы? Из них выходят отличные генераторы переменного тока (спасибо Тесле), и без проблем переменный ток можно преобразовать в постоянный. А что самое интересное — переменний ток при выпрямлении можно умножать при помощи умножителя напряжения, о них расскажет ChipiDip:

Собрал по классической схеме удвоитель напряжения и подключил его к одной фазе двигателя:

Конденсаторов на 10 000 мкФ и лихвой хватит для роботы с моим шаговиком.

Диоды Шоттки имеют немного высший КПД нежели обычные кремниевые, потому я остановился на них. Мои диоды рассчитанные на ток 5 Ампер, так что спалить их не боюсь.

Крутнул несколько раз от руки и…

Попробуем сделать искру:

Накопившейся энергии в конденсаторах хватило даже на две.

Напряжение ушло выше 20-ти вольт, но не следует думать что выше 20 вольт это уже много, как видим энергия накопившаяся в конденсаторах несильно раскрутила компьютерный кулер. Как учили в школе, мощность (измеряется в Ваттах) это напряжение умножено на ток, ток же, небольшой, что можно будет увидеть на видео ниже:

Может от руки полученная мощность и небольшая но кулер крутится немного быстрей ежели через обычный мостовой выпрямитель, да и можно же собрать ещё один удвоитель и подключить его к второй свободной фазе и подсоединяя последовательно или параллельно можно удваивать ток или же напряжение.

Мой канал на ютюбе, подписывайтесь, дальше будет интересней.

Источник

Безколлекторные двигатели в копирах и принтерах.

Безколлекторные двигатели в копирах и принтерах.

Безколлекторный двигатель (прямоприводной электродвигатель постоянного тока, вентильный двигатель, электронный двигатель) вы встретите в приводах жестких дисков (HDD), в лазерном принтере он применяется для перемещения лазерного луча и для механизма протяжки, все вентиляторы (и блока питания и процессора) имеют подобный принцип работы. Кроме того, этот двигатель вы встретите и в бытовой технике – в любом магнитофоне, видеомагнитофоне и видеоплеере, видеокамере и т.д. Одним словом, там, где требуется постоянная, высокая и стабильная скорость вращения – там применяются безколлекторные электродвигатели.

Этот тип двигателя характеризуется следующими преимуществами:

— малая неравномерность мгновенной скорости вращения

— низкий уровень акустических шумов

— небольшие габариты, масса, потребляемая мощность

В безколлекторном двигателе на роторе расположены постоянные магниты, создающие магнитный поток. Эти магниты выполнены чаще всего в виде многополюсного кольцевого магнита. Обмотки статора являются неподвижными, т.е. получается обращенная конструкция (рис.1).

В вентильных безколлекторных двигателях магнит ротора имеет, как правило, 6-9 полюсов. Магнит изготавливают из магнитотвердых материалов на основе порошка феррита различных металлов. Катушки каждой фазы имеют многослойную намотку одним или двумя проводами с числом витков 60. 100. Катушки статора после намотки пропитывают лаком, получая монолитную безкаркасную обмотку и приклеивают ее к печатной плате, расположенной на основании двигателя. Однако, для усиления магнитного потока статора часто применяют катушки на магниторпроводе, т.е. получают таким образом каркас для катушек. Большое число катушек статора, как и полюсов ротора, способствует равномерности скорости вращения, однако увеличение их числа приводит к усложнению всей конструкции и удорожанию узла.

Так как двигатель должен вращаться с постоянной скоростью, необходимо обеспечить контроль за его скоростью вращения. Для этих целей применяется датчик частоты вращения. Этот датчик представляет собой устройство, преобразующее механическое вращение вала двигателя в последовательность импульсов, частота которых пропорциональна скорости вращения. По принципу действия эти датчики можно разделить: на индукционные, гальваномагнитные, оптические. Большее распространение получили первых два типа датчиков.

Примером датчика гальваномагнитного типа является датчик Холла. Модулирующим элементом в этом случае является кольцевой многополюсный магнит ротора. При вращении ротора создается переменный магнитный поток, под действием которого на выходе датчика Холла возникает синусоидальный сигнал, пропорциональный скорости вращения. Для достижения приемлемой амплитуды сигнала зазор между магнитной системой и рабочей поверхностью датчика устанавливается очень малым (десятые доли миллиметра).

Драйверы безколлекторных двигателей.

— усиление и обработка сигналов с датчиков положения ротора

— усиление и обработка сигнала от датчика частоты вращения

— формирование сигналов коммутации обмоток статора

— стабилизация частоты вращения

На вход микросхемы подаются сигналы от датчиков положения ротора и от датчика частоты вращения. В большинстве микросхем имеется входной сигнал START/STOP для включения и выключения двигателя. Так как микросхема поддерживает скорость вращения стабильной, то сигнал от датчика скорости вращения сравнивается с сигналом опорной частоты. Сигал опорной частоты представляет собой синусоидальное напряжение, формируемое либо кварцевым (емкостным) резонатором, либо ведущей микросхемой (например микропроцессором). Сигнал частоты вращения обычно обозначается FG. Имеются исключительно ведомые драйверы двигателей, которые не стабилизируют частоту вращения, а работают с частотой, задаваемой ведущей схемой, поэтому такие драйверы просто усиливают сигнал датчика скорости вращения и выдают его на ведущую микросхему и, кроме того, они не имеют входов опорной частоты.

Рис. 5.

Описание контактов микросхемы AN8261.

Обозначение

Источник

МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

технический журнал для специалистов сервисных служб

Двигатель сканирующего зеркала принтера HP LaserJet 6L. Принципиальная схема и методы диагностики.

Блок лазера является одним из важнейших элементов лазерного принтера. Внутри же самого блока лазера можно найти два модуля: драйвер лазера и двигатель вращающегося зеркала. Функцией вращающегося (сканирующего) зеркала является перемещение лазерного луча по поверхности фотобарабана. Скорость перемещения лазера должна быть постоянной и достаточно высокой, поэтому для вращения сканирующего зеркала используется бесколлекторный двигатель постоянного тока. Управление этим двигателем осуществляется микросхемой драйвера двигателя. Принципиальная схема этого модуля известнейшего принтера LaserJet 6L от фирмы Hewlett Packard приводится в данной статье.

В принтере HP LaserJet 6L для перемещения луча лазера по поверхности фотобарабана, т.е. для обеспечения процедуры сканирования фотобарабана, используется четырехгранная призма – зеркало (рис.1). Приводится в действие эта призма бесколлекторным двигателем постоянного тока, называемым еще шпиндельным двигателем. Двигатель внутри блока лазера размещается на отдельной печатной плате, которая, кстати, изготовлена на металлической основе. Это позволяет обеспечить соответствующую прочность платы.

Рис.1 Общее устройство блока лазера

Управление двигателем, как и положено, осуществляется специальной микросхемой – драйвером двигателя. В рассматриваемом принтере в качества драйвера двигателя используется микросхема AN8247. Она размещена на той же самой печатной плате, что и шпиндельный двигатель. Информация по этой микросхеме является закрытой, но принципиальная схема драйвера двигателя, представленная на рис.2 и примечания к этой схеме, дают очень хорошее представление о назначении контактов микросхемы и о выполняемых ею функциях.

Примечания к схеме:

1. На приведенной схеме в прямоугольнике, ограниченном пунктиром и обозначенном, как MOTOR, обозначены обмотки статора двигателя. Двигатель является трехфазным, включенным по звездообразной схеме.

2. HU, HV, HW – датчики положения ротора выполненные на основе элементов Холла. Эти датчики находятся внутри двигателя. Кроме того, один из этих датчиков (условно обозначен HV) выполняет функцию датчика скорости вращения, и сигналы от него дополнительно подаются на входы микросхемы драйвера двигателя (конт. 22, 21, 24).

4. Цифрами на схеме обозначены номиналы резисторов: первые две цифры – номинал, третья цифра множитель (10 n ).

5. Резисторы 1R5 – это резисторы, номиналом 1.5 Ом. Эти два резистора, включенные параллельно, представляют собой датчик тока, потребляемого двигателем. Вход датчика тока – контакт 6 микросхемы драйвера двигателя.

6. Контакт 23 микросхемы драйвера – не используется и не подключен.

7. Резисторы и конденсаторы представляют собой бескорпусные элементы (чип-резисторы и чип-конденсаторы).

Основные принципы работы и управления двигателем

4) Микроконтроллером принтера осуществляется контроль работы двигателя. Проверка работоспособности двигателя осуществляется по наличию сигнала FGOUT (выходной сигнал тахогенератора). Сигнал FGOUT представляет собой импульсы (логических уровней), частота которых прямо-пропорциональна скорости вращения двигателя. Сигнал FGOUT подается на вход микроконтроллера принтера. Микроконтроллер по наличию и по частоте импульсов FGOUT определяет исправность двигателя сканирующего зеркала. В случае отсутствия этих импульсов на входе микроконтроллера, возникает фатальная ошибка [SCAN MOTOR ERROR] (код ошибки выдается включением трех светодиодов панели управления в определенной комбинации – см. рис.3). Сигнал FGOUT формируется микросхемой драйвера двигателя (конт.20) на основе показаний датчика скорости вращения, функцию которого выполняет один из датчиков Холла – таким образом разработчики схемы сэкономили на одном датчике. Сигнал скорости вращения двигателя с датчика Холла подается на конт.21, 24, 22 микросхемы драйвера двигателя.

Рис.3 Индикация фатальной ошибки, вызванной неисправностью Scan Motor

5) Для правильной коммутации обмоток статора двигателя, внутри самого двигателя имеются три датчика положения ротора ( HU, HV, HW ). Сигналы этих датчиков считываются драйвером двигателя через контакты: 8,9,10,11,12,13. По этим сигналом драйвер определяет, в каком положении находится ротор двигателя, и, в соответствии с этим, подключает те или иные фазы статора.

Работа двигателя сканирующего зеркала в принтере HP LaserJet 6L контролируется в следующие моменты времени:

1. При включении принтера.

2. Перед началом распечатки задания.

3. В процессе печати задания.

Зная принципы управления и работы двигателя, а также зная методы контроля его работоспособности, переходим к рассмотрению методик тестирования этого узла.

Методы тестирования двигателя

Для контроля двигателя и его драйвера могут понадобиться следующие приборы:

— лабораторный источник питания.

Проверка в принтере

Этот метод самый простой и требует минимального технического оснащения. Для проведения тестирования принтера необходимо снять все крышки корпуса принтера и снять крышку с блока лазера. После этого включить принтер. Рядом с блоком лазера имеется дверной размыкатель, блокирующий работу принтера при открытой передней крышке. Поэтому для тестирования этот размыкатель необходимо буде нажать, имитируя тем самым закрывание передней крышки. При проведении работ с открытой крышкой блока лазера необходимо соблюдать правила лазерной безопасности и исключить попадание лазера в глаза. Наиболее радикальным способом защиты от случайного лазерного луча в данной модели является отсоединение разъемов платы драйвера лазера – в этом случае лазер вообще включаться не будет.

Итак включив принтер мы должны будем увидеть вращение двигателя, если этого не происходит, то переходим к диагностике.

2. Далее проверить с помощью осциллографа наличие на конт.5 того же разъема синусоидального напряжения (сигнал FREF ). Отсутствие этого сигнала может говорить о неисправности управляющего микроконтроллера, плохом контакте в соединительных разъемах, обрыве соединительных проводов.

3. Проверить уровень сигнала на конт.4 разъема CN (сигнал START/STOP ). В момент включения принтера этот сигнал должен на небольшой период времени установиться в низкий уровень, а затем снова вернуться в высокий уровень. Если сигнал в низкий уровень не переходит, то можно попытаться его активизировать самостоятельно. Для этого необходимо закоротить конт.4 на «землю». Двигатель должен начать вращение. Если двигатель так и не запустится, то это может говорить о неисправности микросхемы драйвера или самого двигателя.

4. Если двигатель начал вращаться, то необходимо осциллографом проконтролировать наличие прямоугольных импульсов на конт.2 разъема CN (сигнал FGOUT ). Отсутствие импульсов также говорит о неисправности микросхемы драйвера двигателя, или о неисправности платы микроконтроллера (подсаживает сигнал). Проверить формирование сигнала FGOUT можно и еще проще. При включенном принтере, вручную покрутите двигатель, контролируя при этом с помощью осциллографа состояние сигнала FGOUT – он должен изменять свое состояние.

Проверка вне принтера

2. Конт.4 соединить с «землей» лабораторного источника питания.

После выполнения всех этих действий двигатель должен начать вращаться. Регулируя частоту генератора, можно изменять скорость вращения двигателя.

Мы не станем обсуждать, какая из методик лучше – все определяется конкретными условиями проведения работ и наличием необходимого оборудования. Пусть каждый специалист сам решает, что ему подходит в наибольшей степени. Второй способ кажется сложнее, но в практике все-таки возникают ситуации, когда приходится идти и более сложным путем.

Разговор о методиках диагностики был бы, наверное, не полным, если бы мы не поговорили о наиболее типичных неисправностях двигателя.

Мы не станем выдумывать все возможнее неисправности этой электронной схемы, а назовем лишь то, с чем действительно приходилось сталкиваться.

Проявление неисправности

Причина. Методы устранения.

Перегорели резисторы токового датчика (1 R 5). Можно резисторы замкнуть накоротко – все будет работать, но лучше заменить.

Сгорели обмотки статора и их разорвало – именно это и не дает возможность прокрутить двигатель.

При работе принтера слышится сильный свист, появляющийся в момент начала работы сканирующего двигателя.

Слетела крепежная пластина на четырехгранной призме.

Загрязнена втулка ротора. Почистить и смазать втулку графитовой смазкой.

При печати вертикальные линии волнистые.

Слетела крепежная пластина на четырехгранной призме.

Загрязнена втулка ротора, поэтому двигатель не достигает заданной скорости. Почистить и смазать втулку графитовой смазкой.

Сгорел один из резисторов токового датчика, поэтому мощности двигателя не хватает для разгона. Можно закоротить резисторы токового датчика, но лучше заменить неисправный резистор.

Источник

Читайте также:  На калине двигатель захлебывается
Ответы на популярные вопросы
Adblock
detector