Dobór silnika krokowego do sterownika CNC

Mam dość proste pytanie na które nie mogę nigdzie znaleźć odpowiedzi.
Chodzi mi o dobór silnika do sterownika (lub na odwrót) względem prądu max.

Jeżeli chce zasilić silnik czteroprzewodowy o I=1A to sterownik powinienem dobrać o I>2A? Czy prąd sterownika to obciążenie jednej fazy i pod sterownik 2A mogę podpiąć silnik również 2A? Jak interpretować tabliczkę na silniku? jeżeli napisano I=1A to znaczy że mogę obciążyć każdą fazę prądem 1A czy każdą 0,5A?

Zazwyczaj mamy do czynienia z silnikami 2-fazowymi - czyli tzw. 4przewodowymi (lub 8 przewodowe konfigurowalne na 4 przewodowe).

Silnik 2 fazowy mógłby być zasilany prądem zmiennym (jak w sieci) --->> prąd w fazie A i B wygląda wtedy jak SIN i COS... (czyli dwa SINusy przesunięte względem siebie w fazie... jak w fazie A jest MAX to w fazie B jest ZERO... czyli jak SINus i COSinus).

Prąd silnika dotyczy obu faz równocześnie... ale SIN + COS zawsze jest "Jeden"
Gdy prąd fazy A rośnie, to prąd fazy B maleje... dlatego (teoretycznie) dostarcza się (przy ruchu jednostajnym) stały prąd...

markcomp77 pisze: Prąd silnika dotyczy obu faz równocześnie... ale SIN + COS zawsze jest "Jeden"

niestety nie - "jedynka trygonometryczna" to sin^2 + cos^2
Co do sterownika i silnika - większość specyfikacji podaje prąd "na fazę" więc do silnika 1A wystarczy sterownik 1A. Problem może pojawić się przy silnikach i sterownikach kupowanych od ludzi którzy nie wiedzą co sprzedają i np. w specyfikacji strerownika podają prąd pobierany z zasilacza...

grg12 pisze:"jedynka trygonometryczna" to sin^2 + cos^2

faktycznie - było w szkole ;(

grg12 pisze: w specyfikacji strerownika podają prąd pobierany z zasilacza...

nie spotkałem się z takim opisem... prąd pobierany ze sterownika jest dużo mniejszy od prądu podawanego na fazy silnika (pewnie dlatego, że sterownik przekazuje energie do silnika impulsowo - czoperuje).
Porównując różne sterowniki o podobnych parametrach znamionowych, widać często różnice w wysokości pobieranego z zasilacza prądu (przy tym samym napięciu zasilania i prądzie wyjściowym... itd). Naturalne jest, że chcemy aby do silnika można było przekazywać jak najwięcej energii... przy zachowaniu bezpiecznego reżimu pracy silnika (straty ciepła-temperatura poniżej 90C, natężenie pola magnetycznego poniżej nasycenia - czyli nie przesadzanie z nastawą prądu... itd).
Ważne jeśli nie ważniejsza jest skłonność rezonansowa zestawu silnik+sterownik... Rezonanse wszelakie tracą energię na "hałasowanie"... Rezonanse powstają na częstotliwościach drgań własnych - czyli cechach mechanicznych obiektu (silnika). Aby powstał rezonans potrzebna jest energia... niestety, silnik krokowy pracuje skokowo,a nie płynnie
Energia w porcjach jest przekazywana do silnika -- jeśli porcja energii starcza do pobudzenia rezonansowego - powstaje "hałas" (rezonans)... można jednak tę porcje zmniejszyć - wprowadzając głębszy podział kroku.
Następna metoda oczyszczenia z szkodliwych rezonansów może polegać na stworzeniu bardziej liniowej charakterystyki przejściowej - czyli... jednostajna praca silnika ma być mniej "szarpana"...
Tradycyjna metoda sterowania prądowego silnika wprowadza niewielką nieliniowość związaną z nie uwzględnieniem samoindukcji silnika... Silnik zawsze pracuje jak prądnica, nawet wtedy gdy jest zasilany - jeśli popatrzymy na obraz prądu silnika przy głębokim podziale kroku to zobaczymy czasami normalną SINusoidę... a czasami dwugarbną SINusoidę <-- ten drugi barb jest spowodowany BEMF - czyli efektem prądnicowym...
Najnowsze sterowniki starają się odejść od sterowania prądem, zastępując go sterowaniem napięciem... proces jest dużo trudniejszy matematycznie i wymaga ciągłych obliczeń (uwzględniających BEMF itp)... Jednak efekt końcowy warty jest wysiłku -- silnik pracuje dużo ciszej... efektywniej.... miodzio...

markcomp77 pisze:

grg12 pisze:"jedynka trygonometryczna" to sin^2 + cos^2

faktycznie - było w szkole ;(

Uch! Ale skucha

markcomp77 pisze:

grg12 pisze: w specyfikacji strerownika podają prąd pobierany z zasilacza...

nie spotkałem się z takim opisem... prąd pobierany ze sterownika jest dużo mniejszy od prądu podawanego na fazy silnika (pewnie dlatego, że sterownik przekazuje energie do silnika impulsowo - czoperuje).

Czyżby? Zapewniam Ciebie, że przez silnik płyną takie prądy jakie mają płynąć, mimo wszystko. Dlaczego tak się dzieje? Elementarz elektronika

markcomp77 pisze: Ważne jeśli nie ważniejsza jest skłonność rezonansowa zestawu silnik+sterownik... Rezonanse wszelakie tracą energię na "hałasowanie"... Rezonanse powstają na częstotliwościach drgań własnych - czyli cechach mechanicznych obiektu (silnika). Aby powstał rezonans potrzebna jest energia... niestety, silnik krokowy pracuje skokowo,a nie płynnie
Energia w porcjach jest przekazywana do silnika -- jeśli porcja energii starcza do pobudzenia rezonansowego - powstaje "hałas" (rezonans)... można jednak tę porcje zmniejszyć - wprowadzając głębszy podział kroku.

Aby powstał rezonans potrzebny jest obwód rezonansowy Przy każdej "porcji energii" będzie rezonans.

markcomp77 pisze: Następna metoda oczyszczenia z szkodliwych rezonansów może polegać na stworzeniu bardziej liniowej charakterystyki przejściowej - czyli... jednostajna praca silnika ma być mniej "szarpana"...

Jedynym prostym sposobem na zmniejszenie rezonansów do minimum jest sterowanie liniowe. Można tez zupełnie zgasić wszelkie rezonanse, ale większym wysiłkiem

markcomp77 pisze:Tradycyjna metoda sterowania prądowego silnika wprowadza niewielką nieliniowość związaną z nie uwzględnieniem samoindukcji silnika...

Tu nie ma żadnej nieliniowości w sterowaniu

markcomp77 pisze:Silnik zawsze pracuje jak prądnica, nawet wtedy gdy jest zasilany - jeśli popatrzymy na obraz prądu silnika przy głębokim podziale kroku to zobaczymy czasami normalną SINusoidę... a czasami dwugarbną SINusoidę <-- ten drugi barb jest spowodowany BEMF - czyli efektem prądnicowym...
Najnowsze sterowniki starają się odejść od sterowania prądem, zastępując go sterowaniem napięciem... proces jest dużo trudniejszy matematycznie i wymaga ciągłych obliczeń (uwzględniających BEMF itp)... Jednak efekt końcowy warty jest wysiłku -- silnik pracuje dużo ciszej... efektywniej.... miodzio...

To jest bzdurny wniosek. Wszystkie sterowania sprowadzają się do regulacji prądu a realizuje się to przez kluczowanie napięć - w wykonaniu wysokosprawnym, oczywiście.

Panowie - wy tu sobie teoretuzujecie o rezonansach i chopperach a kolega nadal nie ma "wiążącej interpretacji". Na moje - amatorskie - wyczucie: Porządny sprzedawca podaje paramtery silnika i sterownika w formie "prąd na fazę". W tej sytuacji nie ma większych wątpliowśći - jeśli użyjemy sterownika o prądzie max. mniejszym niż znamiony silnika nie wykorzystamy pełnych możliwości silnika, jeśli kupimy steronik "mocniejszy" - trzeba się upewnić że da się na nim ustawić (zworkami/przełącznikami) prad mniejszy (ale jak najbliższy) prądowi znamionowemu silnika.
Jeśli moje - amatorskie - wyczucie jest błędne, proszę o sprostowanie

mc2kwacz pisze:Aby powstał rezonans potrzebny jest obwód rezonansowy Przy każdej "porcji energii" będzie rezonans.

Jeśli porcja energii przekroczy pewien próg, akcja rezonansowa może zajść... zazwyczaj na jednej z częstotliwości drgań własnych. Dobrym przykładem jest wahadło starego zegara i sprężyna, która trzba nakręcać... bo poniżej pewnej siły (momentu) nakręcenia sprężyny młoteczek za słabo stuknie i rezonans się zgasi -->> wahadełko i zegar stanie

mc2kwacz pisze:Można tez zupełnie zgasić wszelkie rezonanse, ale większym wysiłkiem

można zmieniać częstotliwości drgań własnych... np. koło zamachowe (zwane tłumikiem)

mc2kwacz pisze:To jest bzdurny wniosek. Wszystkie sterowania sprowadzają się do regulacji prądu a realizuje się to przez kluczowanie napięć - w wykonaniu wysokosprawnym, oczywiście.

sterowanie napięciowe to są fakty - ostatnie sterowniki (w większości są sterownikami napięciowymi)... wymuszenie napięciowe podawane na fazy jest wyliczane, oczywiście wymuszenie ma charakter modulacji PWM... Konieczna jest jedna znajomość współczynnika prądnicowego silnika i jego indukcyjności...



patenty sterowania napięciowego zostały wyjaśnione np. w notach aplikacyjnych układu L6470
http://akizukidenshi.com/download/ds/st/L6470.pdf
Polecam rozdział 7 Phase current control (bardzo ciekawe opracowanie... scalak trudny)

Znane mi z praktyki sterowniki napięciowe różnią się bezgłośnością (znaczną redukcją hałasów)... i zawierają zazwyczaj procesor sygnałowy... (tms najczęściej)

grg12 pisze:wy tu sobie teoretuzujecie

przepraszam szczerze za zjechanie z głównego tematu

grg12 pisze:jeśli użyjemy sterownika o prądzie max. mniejszym niż znamionowy silnika nie wykorzystamy pełnych możliwości silnika, jeśli kupimy sterownik "mocniejszy" - trzeba się upewnić że da się na nim ustawić (zworkami/przełącznikami) prąd mniejszy (ale jak najbliższy) prądowi znamionowemu silnika.

Nie bardzo rozumiem. Jeśli prąd sterownika będzie mniejszy od silnika to nie spale go obciążając silnikiem?? Jeżeli mam silnik 1A a sterownik 2A to znaczy że mam spory zapas mocy na sterowniku i silnik będzie pracować z pełną mocą? Po co przestawiać prąd na sterowniku na mniejszy? Wartość prądu nie wyniknie z I=U/R?

gamgee1 pisze: Nie bardzo rozumiem. Jeśli prąd sterownika będzie mniejszy od silnika to nie spale go obciążając silnikiem?? Jeżeli mam silnik 1A a sterownik 2A to znaczy że mam spory zapas mocy na sterowniku i silnik będzie pracować z pełną mocą? Po co przestawiać prąd na sterowniku na mniejszy? Wartość prądu nie wyniknie z I=U/R?

Większość współczesnych sterowników (w zasadzie wszystkie poza zabawkami - uwaga niektóre płytki do arduino to zabawki) reguluje prąd płynący przez silnik. Ten "słynny" chopper właśnie do tego służy, sterownik załącza napięcie na uzwojenia silnika, prąd zaczyna rosnąć (nie skacze od razu do wartości u/r ze względu na indukcyjność uzwojenia). Kiedy prąd dobija do wartości ustawionej na sterowniku ten wyłącza napięcie. Ten cykl powtarza sie kilkanaście/kilkadziesiąt tysięcy razy na sekundę. Wartości są dobrane tak żeby średni prąd był taki jak trzeba. Dzięki temu do zasilania sterownika można (a nawet trzeba) użyć zasilacza o wyższym napięciu a silnik da się rozkręcić do wyższych obrotów. Typowy silnik krokowy 1A ma rezystancji 2-3 omów a jest zasilany napięciem 30, bez sterownika od razu poszedł by z dymem. Nieporzadany efekt uboczny - czasem piszczy jak diabli. Dlatego słaby sterownik z silnym silnikiem zwykle nie powoduje efektów specjalnych. Silny sterownik ze słabym silnikiem może go spalić, dlatego trzeba mu powiedzieć ze nie powinien pracować z pełną mocą.
Powyższe odnosi się tylko do "prawdziwych" sterowników, proste zabawki po prostu włączają napięcie i mają nadzieję że użytkownik poprawnie dobrał silnik i zasilacz...

markcomp77 pisze:

mc2kwacz pisze:Aby powstał rezonans potrzebny jest obwód rezonansowy Przy każdej "porcji energii" będzie rezonans.

Jeśli porcja energii przekroczy pewien próg, akcja rezonansowa może zajść... zazwyczaj na jednej z częstotliwości drgań własnych. Dobrym przykładem jest wahadło starego zegara i sprężyna, która trzba nakręcać... bo poniżej pewnej siły (momentu) nakręcenia sprężyny młoteczek za słabo stuknie i rezonans się zgasi -->> wahadełko i zegar stanie

To jest zupełnie inna historia i dotyczy obwodów nieliniowych z tarciem (histerezą) a nie typowych przypadków rezonansu, jaki występuje w obwodach liniowych lub prawie liniowych

markcomp77 pisze:

mc2kwacz pisze:Można tez zupełnie zgasić wszelkie rezonanse, ale większym wysiłkiem

można zmieniać częstotliwości drgań własnych... np. koło zamachowe (zwane tłumikiem)

To co innego, ja pisze że można ZLIKWIDOWAĆ rezonans tyle że nie jest to łatwe a rozwiązanie nie będzie uniwersalne

markcomp77 pisze:

mc2kwacz pisze:To jest bzdurny wniosek. Wszystkie sterowania sprowadzają się do regulacji prądu a realizuje się to przez kluczowanie napięć - w wykonaniu wysokosprawnym, oczywiście.

sterowanie napięciowe to są fakty - ostatnie sterowniki (w większości są sterownikami napięciowymi)... wymuszenie napięciowe podawane na fazy jest wyliczane, oczywiście wymuszenie ma charakter modulacji PWM... Konieczna jest jedna znajomość współczynnika prądnicowego silnika i jego indukcyjności...

W tym nie ma nic odkrywczego i nic nowego, tyle że sterowanie jest bardziej "inteligentne" od prostego kłapacza. Zgodnie z postępującymi możliwościami technicznymi. I ZAWSZE sprowadza się to do mniej lub bardziej idealnej regulacji prądu.
W każdym nieprymitywnym sterowniku kluczowane jest źródło napięciowe. Źródeł prądowych nie stosuje się, poza przykładami książkowymi, z uwagi na relatywnie gigantyczne straty mocy.

------------

Driver do silnika zawsze musi być dobrany z zapasem zarówno jeśli chodzi o obciążenie (prąd uzwojeń silnika) jak i napięcie zasilające.
Błędem jest zasilanie silnika krokowego prądem istotnie mniejszym od nominalnego. Silnik krokowy wymaga aby prąd sterujący był bliski nominalnemu. Jeśli to za dużo (silnik jest za mocny), to się bierze mniejszy silnik i steruje mniejszym prądem, a nie BŁĘDNIE próbuje zmniejszyć prąd uzwojeń.
Silnik krokowy sterowany poprawnie, czyli z prądem odrobinę mniejszym od nominalnego (rzeczywistego nominalnego a nie tego z naklejki) przy naturalnym chłodzeniu powinien być mocno ciepły ale NIE GORĄCY. rewelacje na temat 90C i podobne na tym forum, to są BZDURY. Silnik krokowy nigdy nie powinien ewidentnie parzyć, nawet przy pracy 100%.