Czy można napędzać silnik krokowy większy niż 1000 obr./min?

18
  • Jak mogłem to osiągnąć?
  • Jakie są fakty i zasady dotyczące silnika krokowego, o których muszę pamiętać, aby zaprojektować obwód, aby osiągnąć ten cel?
  • Czy są dostępne jakieś gotowe / otwarte alternatywy i obwody do realizacji tego zadania?
  • Czy muszę podejść do projektowania motoreduktorów i motoreduktorów bez przekładni?
Kevin Boyd
źródło

Odpowiedzi:

39

Jak mogę napędzać silnik krokowy większy niż 1000 obr./min?

Silnik o częstotliwości 200 kroków na obrót, pracujący z prędkością 1000 obr./min., Musi mieć napęd krokowy zdolny do wykonywania pełnych kroków przy częstotliwości 3,4 kHz, co mieści się w zakresie większości obwodów napędowych silnika.

Pamiętaj jednak, że jeśli uruchomisz silnik przy 3,4 kHz, będzie on wibrować jedynie z powodu bezwładności - nie uruchamiasz samochodu z prędkością 60 mil na godzinę, zaczynasz od 0 i przyśpieszasz do 60 MPH, w przeciwnym razie po prostu zakręć oponami.

Musisz więc zaprojektować obwód tak, aby zwiększać częstotliwość od 0 do 3,4 kHz wystarczająco powoli, aby silnik mógł nadążyć. Oznacza to, że będziesz musiał wziąć pod uwagę cały układ napędowy - silnik krokowy, koła zębate, pasy i wszystko inne, co silnik krokowy porusza. Może to być duża platforma, jeśli wykonujesz CNC, a bezwładność może wymagać bardzo powolnego przyspieszania, aby uniknąć pomijania kroków.

Wreszcie, jeśli silnik nie jest wystarczająco mocny, aby przenieść ładunek przy 1000 obr./min, to potrzebujesz mocniejszego silnika krokowego. Moment obrotowy spada wraz ze wzrostem prędkości z powodu wewnętrznych strat silnika.

Jakie są fakty i zasady dotyczące silnika krokowego, o których muszę pamiętać, aby zaprojektować obwód, aby osiągnąć ten cel?

Gecko ma przyzwoite podstawowe wprowadzenie do silników krokowych . Konstrukcja zasilacza, dopasowana do napędu z silnikiem, aby nie stracić zbyt dużej mocy w przypadku problemów z niedopasowaniem itp., Są tam zawarte w bardzo podstawowych terminach. Po zrozumieniu podstaw zadawaj bardziej szczegółowe pytania, aby uzyskać szczegółowe odpowiedzi.

Czy są dostępne jakieś gotowe / otwarte alternatywy i obwody do realizacji tego zadania?

Jeśli używasz konstrukcji o niskiej mocy, projekt RepRap ma rozsądne sterowniki silników krokowych. Alternatywnie, proste wyszukiwanie w Google daje wiele informacji o sterownikach krokowych typu open source.

Ponieważ nie podajesz żadnych szczegółów dotyczących tego, co jeździsz i jakiego silnika używasz, nie mogę zasugerować niczego konkretnego.

Czy muszę podejść do projektowania motoreduktorów i motoreduktorów bez przekładni?

Nie pod względem konstrukcji maszynisty - jedyną różnicą jest to, że przekładnia zwiększa masę linii napędowej, co wymaga dłuższego czasu rozruchu.

Jednak im większy przekładnia, tym większy luz, więc konstrukcja mechaniczna oferuje znacznie więcej, jeśli potrzebujesz prędkości i dokładności.

Ale konstrukcja sterownika krokowego jest taka sama w obu przypadkach.

Jeśli chcesz większej prędkości i / lub mocy, powinieneś rozważyć zastosowanie serwosilników CNC zamiast stepperów.

Adam Davis
źródło
1
Link do dokumentu Gecko jest martwy.
abdullah kahraman
1
@abdullahkahraman Zaktualizowałem link. Jeśli w przyszłości ponownie się zepsuje, poszukaj hasła „przewodnik po silnikach krokowych pdf” .
Adam Davis,
Naprawiłem to jeszcze raz, ponieważ plik PDF został usunięty, a wersja HTML jest teraz dostępna.
Subin Sebastian
W odpowiedzi na pytanie budzące obawy związane z prowadzeniem silnika krokowego z dużą prędkością, który nie wspomina konkretnie o indukcyjności uzwojenia lub pokonaniu go za pomocą przetworników przerywających o wyższym napięciu, jest to nieco niekompletne, aby zasłużyć na liczbę otrzymanych głosów poparcia. Stwierdzenie, że „moment obrotowy spada do obrotów” nie podstawową, lecz wynikiem nie podejmowania środków w celu przezwyciężenia indukcyjność uzwojenia, która podczas jazdy tylko stałego napięcia stanu ogranicza wzrost prądu po każdym etapie, a tym samym moment obrotowy wytwarzany; jeśli prąd znamionowy jest wymuszony przez wyższe napięcie, moment obrotowy nie spada.
Chris Stratton
@ChrisStratton Masz rację. To pytanie jest bardzo podstawowe, a odpowiedź jest podobnie podstawowa. Warto opracować kolejne pytanie, które zagłębi się w projekt szybkiego sterownika krokowego, na które możesz następnie odpowiedzieć i podać szczegóły niezbędne do stworzenia takiego systemu.
Adam Davis
4

Jeśli próbujesz napędzać silnik krokowy z dużą prędkością, powinieneś naprawdę użyć obwodu prądu stałego, ponieważ napięcie wymagane do działania przy dużych prędkościach będzie znacznie wyższe niż napięcie wymagane przy niskich prędkościach, a ponieważ napędza wystarczające napięcie dla szybkiego działania utkniętego silnika szybko by go zniszczyło, gdyby prąd nie był ograniczony. Jeśli stosowane jest zasilanie o ograniczonym prądzie, silnik powinien nadal dostarczać oczekiwany moment obrotowy, dopóki nie zacznie pracować wystarczająco szybko, aby osiągnąć napięcie zgodności zasilania.

supercat
źródło
Myślę, że ta odpowiedź sugeruje zastosowanie obwodu sterującego, który jest zdolny do pracy ze znacznie wyższym napięciem, aby „pokonać” indukcyjność uzwojenia krokowego w osiągnięciu nowego poziomu prądu na początku każdego kroku. Po osiągnięciu tego poziomu prądu kierowca utrzymuje ten poziom prądu przez odcięcie (= PWM przy napięciu uzwojenia). Jest to tryb działania wielu układów sterownika krokowego, takich jak A4988 i kompatybilnych, oraz różnych większych sterowników krokowych Toshiba ....
gwideman
1

Istnieje wiele dostępnych na rynku kart sterowników prądu stałego. Ale istnieje ograniczenie tego, co napięcie może osiągnąć w sposób przezwyciężenia indukcyjności. W pewnym momencie wybór silnika staje się niezwykle ważny. Nie znam twojego zastosowania, ale najniższy silnik indukcyjny, który spełnia twoje wymagania dotyczące momentu obrotowego, jest najlepszy dla prędkości, ale może to oznaczać dużą obudowę silnika o dużej bezwładności, ponieważ zamiast tego zastosuje dźwignię od średnicy lub siły przyciągania w stosunku do długiego reluktora, aby uzyskać moment obrotowy silnego elektromagnesu. Jeśli silnik małego rozmiaru, taki jak nema 17, da moment obrotowy, możesz go znaleźć przy niższej liczbie kroków, takiej jak 100 lub 64. Niższa liczba kroków pomógłaby w prędkości.

Sprawdź www.mycncuk.com/1524-What-size-stepper-motor-do-i-need do obliczeń

Dan
źródło
Bardzo stary post, ale stwierdziłem, że indukcyjność i RMF nie są tak ważne, jak się wydaje. Bez znacznego obciążenia udało mi się dzisiaj prowadzić SL42STH40 przy 11000 obr / min. Zasilanie 32 V, DRV8825 w trybie pełnego kroku oraz generowanie sygnału krokowego na podstawie timera / przerwania AVR.
towe