następny »

[markcomp]

Najczęściej zadawane pytania o zasilaczach silnków krokowych

1. Jak może/powinien wyglądać?
2. Na co należy zwracać uwagę?
3. Co może się łatwo popsuć ?
4. Jak oszacować wymagane partametry (moc, prąd, napięcie)?
5. Czy potrzebna jest właściwa sekwencja startowa zasilacz mocy?
6. Czy warto stosować zasilanie stabilizowane?
7. Jaki tani transforamtor można zastosować?

[triera]

Informacje na temat:
http://www.imshome.com/app_powersupply.html

Sterowniki mikrokrokowe

Zasilacz stabil.
- minimalne napięcie w zakresie napięć sterownika
- maksymalne napięcie: maksym. napięcie sterownika minus "back EMF".
- minimalny prąd znamionowy równy lub większy niż (1/2 prąd ster.)+1.

Zasilacz niestabilizowany:
- minimalne nap. znamionowe równe lub większe niż:
  (min. napiecie pracy sterownika)x1,5.
- maksymalne napięcie: maksym. napięcie sterownika minus "back EMF".
- prąd równy lub większy 1/2 prądu sterownika
- na każdy amper przynajmniej 200uf

Dla pracy półkrokowej, minimalna wartość prądu nie 1/2 a 3/4.

Na stronie IMS napisali oczywiście trochę więcej...

Są to naprawde minimalne wartości prądów,
które musi dostarczyć zasilacz.
W moich ploterach 4700uF na 1,7A możliwie blisko sterownika
+ osobne mostki prostownicze na każdy sterownik z 4700uF każdy.
Konfiguracja sprawdzona oscyloskopem (i na ucho...)

Nie próbowałem jeszcze sekwencji włączania zasilacza (prąd ładowania
baterii kondensatorów). W najnowszej maszynie będzie to chyba konieczność (pobór prądu ponad 10A), przykłady zasilaczy:
http://www.nc-step.de/download-e.html

Dla małych prądów można stosować zasilacze 24V DC
z dużych drukarek igłowych (u mnie z Seikoshy,
3 lat zasilają 2xsilniki 1A + elektromagnes 2A).
Są one przeznaczone do zasilania obciążeń indukcyjnych
(silniki + napęd igieł).

Jednak najlepiej sprawdzają się zasilacze niestabilizowane.

Warto rozważyć transformator sieciowy w osobnej obudowie.
Urządzenie jest zasilane wtedy np. 24V AC - jeśli maszyna
jest na sprzedaż, nie wchodzi w zakres niskich napięć (od 48V)
w znaczeniu CE. Są dostępne też sieciowe transformatory ochronne
właśnie 24V, Breve-Tuvasson do 26A. Dla własnych potrzeb,
doskonałym rozwiązaniem są toroidy (mają "sztywną" charakterystykę, moc powinna być 2x zapotrzbowanie).

Na koniec: przekaźniki wyłączające zasilanie urządzenia po dojechaniu
do limit + ESTOP. Jest to jedno z wymagań Dyrektywy Maszynowej.
Rozsądne dla własnego bezpieczeństwa. Opis też w manualu MACH2.
U mnie działa też limit softwarowy.

[markcomp]

Back EMF

jaką wartość zwrotu należało by w rozważaniach przyjąć ?

podobno jedynie pare woltów... ale nigdzie takiej dokłądnej informacji nie można znaleść - pewnie dlatego, iż dla każdego silnika "zwrot" może być inny

ale problemy nimi powodowane są całkiem realne !

np. pod stwierdzeniem allegro w opisie A3977

35 V. This must not be exceeded under any circumstances.

kryje się realne ryzyko zniszczenia sterownika

okazuje się, iż układ się pali przy zasilaniu z zasilacza niestabilizowanego 34V (potwierdził Darek)... Back EMF to oczywista przyczyna

aby się przed TYM zabezpieczyć są dwie metody:

1. obniżyć napięcie zasilania... i tu pojawia się problem
bo z jednej strony chcemy wycisnąć jak najwięcej z silnika - czyli chcemy zasilać go możliwie wysokim napięciem
a z drugiej strony - jest nie jasno określone zwracanie z silnika
więc o ile dokładnie obniżyć ;(

2. zastosować wzmocnioną diodę zenera w celu obcinania wyskoków napięcia na linii zasilania powodowanych Back EMF



oczywiście ten zener.. powinien pracować powyżej napięcia zasilania... i brać na siebie jedynie część zwrotów

[triera]

Również szukałem usilnie odpowiedzi na to pytanie.
W Polsce dla "back EMF" używany jest termin "stała napięciowa".
Jest ona zależna od konsrukcji silnika,
i w zasadzie należy do danych katalogowych,
które powinny zostać podawane przez producenta.
Jednak z różnych przyczyn, do tej pory takowych nie znalazłem:(

Dla silników krokowych:
Ke=V/(ksteps/s)

czyli można obliczyć tę stałą, obracając wałem silnika z określoną
prędkością (kilokroków/srekundę) i mierząc generowane napięcie.

Pewnym zastępczym zabezpieczeniem sterownika
jest naprawdę dużo uF, tak aby można "upchnąć" energię
zwracaną przez silnik w trakcie hamowania.

Jakiś czas temu, na Yahoo znalazłem schemat "bezpiecznika":
RETURNED ENERGY DUMP.
Kiedy prąd przepływa z zasilacza do silnika, nie dzieje się nic,
jeśli zmieni się kierunek przepływu prądu na przeciwny, zostaje skierowany na masę. Mogę podesłać pdf...

Wartościowy link:
http://www.geckodrive.com/photos/Step_motor_basics.pdf




[/img]

[markcomp]

pozwolę sobie zamieścić schemat układu:

RETURNED ENERGY DUMP



oraz coś jeszcze z yahoo

POWER SHUNT



te układy mają jedną małą wadę... nie są małe
trudno je umieścić na malutkiej płytce sterownika
zener udaje się utknąć

[markcomp]

Wartościowy link:
http://www.geckodrive.com/photos/Step_motor_basics.pdf

bardyo dobry opis (też stosuję):

-przystępna teria silników krokowych
-zasilacze... bardzo praktycznie

i pare innych ciekawostek

warte przeczytania

[markcomp]

znalazłem alternatywny układ - z opisem i przykładem umieszczenia:
http://www.maccon.de/FTPROOT/Technologie-Handbuch_2.pdf
str.22 - fig 4.9 i 4.10

zobaczmy obrazki



przepływ prądu w stopniu mocy sterujacym uzwojenie silnika



układ power dump - pochłaniacz nawyżek energii

[markcomp]

ST produkuje coś na rzeczy - układ zabezpieczający baterie/aku
przed impulsami zwrotnymi z silnika:
http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/5483/rbo08.pdf
- jest gotowy, monolityczny

układ RBO

[markcomp]

prosty zasilacz z układem wolnego startu... oraz diodami (BYW29)usprawniającymi szybkie doładowywanie kondensatora C1

[triera]

Obecnie w motoryzacji wprowadza się nowy standart napięć: 42V
Ilość i moc urządzeń montowanych w samochodach zaczęła wykraczać
poza możliwości 12V a oszczędności na miedzi w kablach (prądy)
też są nie do pogardzenia.... (np. napęd pompy hydraulicznej układu wspomagania kierownicy  600W = 50A przy 12V).
Warto przeszukać strony producentów elektroniki motoryzacyjnej
- może są gotowe rozwiązania w zakresie napięć nas interesujących.

[triera]

Przy skrajnych napięciach pomaga
b. intensywne chłodzenie 'ic sterownika.
Poza wentylatorem, układy IMT901 przykręcam
poprzez podkładkę izolacyjną/termoprzewodzącą
do aluminiowego korpusu plotera,
uzyskując radiator o masie nawet 20kG...
Napięcie zasilające + silnik 34V/1,7A  (IMT może max. 40V).
Scalaki są ledwo ciepłe.

[markcomp]

układy IMT901 przykręcam
poprzez podkładkę izolacyjną/termoprzewodzącą
do aluminiowego korpusu plotera

a dodatkowo przyjemniej jest dotykać maszyny lekko podgrzanej
jakiś czas temu dotarło do mnie parę sztuk ta8435
http://smf.cnc.p9.pl/index.php?topic=408.0

i zapewne zrobię sobie do nich pcb... widziałem ostatnio ciekawy patent na przylutowanie takiego - otóż jest on równolegle do pcb.. tak że nogi jednego rządka są lutowane po jednej stronie pcb... a drugiego rządka po drugiej stronie. Dzięki takiemu ułożeniu do radiator (lub ramy maszyny) scalak i pcb są przykręcane równocześnie

[markcomp]

RETURNED ENERGY DUMP.

to właśnie ten prosty układzik:


http://www.geckodrive.com/upload/returnedenergydump.pdf

[markcomp]

...gdybym zastosował 3 zasilacze impulsowe? U mnie w firmie jest takie połączenie w ploterze laserowym. Chodzi mi o to ze jeden zasilacz by zasilal każdy z układów silnik sterownik z osobna?

Zasilacze impulsowe, zwłaszcza w wersji ekonomicznej awaryjne... w połączeniu z obciążeniem impulsowym (silnik sterownik), awaryjność wzrośnie

Warto jest widzieć, że silnik podczas hamowania zwraca energie do zasilacza (silnik pracuje wtedy jako prądnica)... Dlatego, nastąpi wzrost napięcia w zasilaczu podczas hamowania... Ten wzrost napięcia może "zdziwić" zasilacz impulsowy, który pracuje jako stabilizator napięcia  - i to daje szansę na awarię...

Ze względu na wzrost napięcia podczas hamowania, w zasilaczu warto dać na wyjściu DUŻY bank kondensatorów...

większa pojemność - mniejszy wzrost napięcia podczas hamowania...

=> warto jest mieć jeden zasilacz dla wszystkich osi, z możliwie DUŻĄ pojemnością na wyjściu (np. 40000uF).

Ja preferuje zasilacz prosty "jak drut"... w którym awaria jest BARDZO mało prawdopodobna... trafo - prostownik - kondensator + ew. układ zabezpieczający przed zbytnim wzrostem napięcia...

[Artur]

Ze względu na wzrost napięcia podczas hamowania, w zasilaczu warto dać na wyjściu DUŻY bank kondensatorów...

większa pojemność - mniejszy wzrost napięcia podczas hamowania...

=> warto jest mieć jeden zasilacz dla wszystkich osi, z możliwie DUŻĄ pojemnością na wyjściu (np. 40000uF)

Czy możliwe jest zakupienie gdzieś gotowego modułu kondensatorów spełniających powyższe zadanie?

[markcomp]

Czy możliwe jest zakupienie gdzieś gotowego modułu kondensatorów spełniających powyższe zadanie?

tak... oczywiście... np. coś takiego:

[Jagoda]

To przynajmniej tyle ma się z głowy w przypadku takiego urządzenia.