następny »

[Artur]

Jako, że to mój pierwszy post chciałbym serdecznie powitać sympatyków CNC

Mam pytanie dotyczące różnicy pomiędzy dwoma silnikami: 12.5 Nm a 4.5 Nm. W frezarce, którą buduję zastosowałem silnik 4.5 Nm, ale okazało się, że mimo przełożenia 1:4 silnik nie daje rady z obciążeniem i gubi kroki. Szukając nowego silnika natknąłem się na silnik 12.5 Nm, który zasilany jest identycznymi parametrami co wcześniej wspomniany 4.5 Nm.
I w związku z tym mam pytanie, czy jeśli podłącze go pod ten sam sterownik to czy będzie on "silniejszy"?

[markcomp]

1)jaki sterownik?
2)jakie zasilanie sterownika?

od 1) i 2) będą silnie zależeć charakterystyki silników krokowych.

większy silnik przy tym samym sterowaniu (sterownik napięcie) będzie miał większy moment przy małych prędkościach... ale moment będzie szybciej spadał wraz ze wzrostem prędkości...

[Artur]

1) sterownik zbudowany został na podstawie takiego schematu: http://www.nikomp.com.pl/zestawyK/K-4540.htm
2) co do zasilacza nie jestem pewien, ale to "domowa robota"

Ogólnie nie znam się zbyt dobrze na elektronice. Jestem raczej mechanikiem Wydaje mi się, że jest to problem zbyt niskiego prądu, ponieważ obliczyłem moment tarcia na śrubie i nawet przemnożąc go przez współczynnik poprawkowy nie przekracza wartości 8 Nm. Silnik pracuje z niskimi prędkościami i z przełożeniem 4:1 więc powinien działać normalnie. W dodatku silnik praktycznie się nie grzeje, a przecież jest maksymalnie obciążony skoro gubi kroki.
Spróbuje jeszcze dowiedzieć się dokładniejszych parametrów sterownika i zasilacza od kolegi, który montował sterowanie.

[markcomp]

1) sterownik zbudowany został na podstawie takiego schematu: http://www.nikomp.com.pl/zestawyK/K-4540.htm

ster z linka:


wskazany sterownik nie jest wystarczający dla tak dużego silnika...
nie jest w stanie zapewnić wystarczającej magnetyzacji nawet przy małej prędkości (mała zdolność sterownika do wymuszania szybkich zmian prądu)

na poprawę zdolności magnetyzacji wpływa głównie napięcie zasilania i indukcyjność uzwojeń (połączenie równoległe faz -> mniejsza indukcyjność -> wymagany większy prąd fazy

Ogólnie nie znam się zbyt dobrze na elektronice. Jestem raczej mechanikiem Wydaje mi się, że jest to problem zbyt niskiego prądu, ponieważ obliczyłem moment tarcia na śrubie i nawet przemnożąc go przez współczynnik poprawkowy nie przekracza wartości 8 Nm. Silnik pracuje z niskimi prędkościami i z przełożeniem 4:1 więc powinien działać normalnie. W dodatku silnik praktycznie się nie grzeje, a przecież jest maksymalnie obciążony skoro gubi kroki.

)

brak grzania się silnika wskazuje na niezdolność sterownika i zasilacza do właściwego ogrzania go ... a tak na poważnie - to dowód na przekazywanie zbyt małej energii do silnika... zawsze jakaś część energii dostarczanej do silnika zamienia się w straty cieplne - i silnik optymalnie zasilany ogrzewa się nawet do temperatury 80C..90C (ze 60C powinno być)

silnik 8.5Nm przy sterowniku M880 i zasilaniu ok. 80V na stole nie traci kroków przy "pewnym teście z nawrotami"  do ok. 30..35obr/sek... w różnych maszynach różnie bywa ustawiana prędkośc maksymalna - ale gdzieś w przedziale 15..25obr/sek

jednak już obniżenie jedynie napięcia o połowe - do 40V spowoduje utratę 50% z prędkości maksymalnych.. czyli 7.5...12.5obr/sek
a dodatkowo zastosowanie połączenia szeregowego o 4x większej indukcyjności (indukcyjność opisuje niechęć prądu do narastania).. spowoduje utratę max. prędkości w dużym procencie...

pozostaje również różnica "klasy" sterownika... i ukrytych "tajemnych" rozwiązaniach poprawiających wydajność...
wskazany sterownik - nie posiada takich "ulepszaczy"
stąd jego mizerne osiągi...

[Artur]

Po konsultacji z konstruktorem sterownika oraz po pomiarze prądów stwierdziliśmy, że sterownik jest ok, i że silnik też działa poprawnie. Po prostu silnik jest za słaby (podnosi prawie 110 kg masy poprzez śrubę Tr24x5).
Być może przy lepszym sterowniku silnik nie gubiłby kroków. Ale jako mechanik podszedłem do tej sprawy od strony mechanicznej i zamontowałem przeciwwagi do podnoszonego ciężaru. Teraz silnik pokonuje praktycznie tylko siły skrawania, które w porównaniu do ciężaru podnoszonego wcześniej są znikome.
Tak więc problem rozwiązany bez ingerencji w układ sterowania

[markcomp]

to może szacowanie tego co może sterownik - od strony ENERGII
zgodnie z zasadą zachowania energii -  tyle jej wylata ilem wlata...

sterownik na l297/l298 może być zasilany max. 40V... w praktyce ok. 30V
prąd max 2A

stąd maksymalna moc elektryczna przekazywana do silnika to P = U * I = 60W

moment --- moc http://forum-cnc.pl/index.php?topic=1012.0

moment = 9550 * moc / obroty

moc [kW],
obroty [obr/min]
moment [Nm]

stąd => obroty = 9550 * moc / moment

dla silnika 4.5Nm i mocy 60W = 0.06kW
obroty = 9550 * 0.06 / 4.5 = 127.33rpm = 2.1obr/sek 

czyli energii starcza na 2obr/sek (są inne czynniki które pogarszają ten rezultat)

dla silnika 12,5Nm

obroty = 9550 * 0.06 / 12.5 = 45.84rpm = 0.764obr/sek

czyli dla silnika 12,5Nm jest jeszcze gorzej

stąd tracenie kroków - bo sterownik nie jest w stanie wpompować wystarczająco dużo energii w silnik 

[Artur]

Sterownik został zmieniony względem opisu, który podałem. Jego prąd to 4 A, a napięcie 24 V.

Silnik połączony jest szeregowo. Domyślam się, że napięcie jest zbyt niskie, ale ingerencja w układ sterowania wiąże się ze sporymi kosztami.

Swoją drogą ile może kosztować kompletne sterowanie dla dwóch silników 3,2 Nm i jednego 4,5?