Выбор блока питания

Контроллеры, драйверы, датчики, управляющие устройства.

Выбор блока питания

Сообщение Leonov-x » 25 янв 2015, 13:36

Всем привет.

Вопрос по выбору блока питания. Есть 4 комплекта шаговых двигателей WT57STH115-4204A и драйверов DQ542MA.

Шаговый двигатель WT57STH115-4204A:
Размер: NEMA23
Фазы: 2
Угловой шаг: 1,8° ± 5%
Напряжение: 3.78 В
Ток/фаза: 4,2 A
Сопротивление/фаза: 0,9 Ом ± 10%
Индуктивность/фаза: 3,8 мГн ± 20%
Удерживающий момент: 30 кг-см
Момент инерции: 810 г-см2
4 провода

Максимальное напряжения для заданной индуктивности ШД:
Максимальное напряжение = 1000 * SQRT(Индуктивность)
1000 × √(0,0038) = 61,6441400297 В

Драйвер DQ542MA:
Входное напряжение: 18-50 В постоянного напряжения
Входной ток: < 4A
Выходной ток: 1.0A~4.2A
Потребление: 60 Вт

Вопрос: какой импульсный БП будет более оптимален?
2 xS-350-36(выходное напряжение 36В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 9.7А(350Вт))
2 xS-350-48(выходное напряжение 48В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 7.3А(350Вт))

Какие предпочтительнее, какие плюсы и минусы S-350-36 и S-350-48 при использовании с моими ШД и драйверами?
Аватара пользователя
Leonov-x
Новичок
 
Сообщения: 16
Зарегистрирован: 25 янв 2015, 12:50
Откуда: Пятигорск
Репутация: 2
Настоящее имя: Леонов Игорь

Re: Выбор блока питания

Сообщение PKM » 25 янв 2015, 13:52

48В не надо брать, это на пределе для драйвера. 36В в самый раз будет
Аватара пользователя
PKM
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 4155
Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11
Откуда: Украина
Репутация: 662
Медальки:
Настоящее имя: Андрей

Re: Выбор блока питания

Сообщение Leonov-x » 25 янв 2015, 14:00

PKM писал(а):48В не надо брать, это на пределе для драйвера. 36В в самый раз будет

Спасибо.

Так же в будущем планируется увеличение до 6 комплектов шаговых двигателей WT57STH115-4204A и драйверов DQ542MA, в таком случае можно оставить два S-350-36 или нужен будет третий? Будет ли разница?
Аватара пользователя
Leonov-x
Новичок
 
Сообщения: 16
Зарегистрирован: 25 янв 2015, 12:50
Откуда: Пятигорск
Репутация: 2
Настоящее имя: Леонов Игорь

Re: Выбор блока питания

Сообщение michael-yurov » 25 янв 2015, 14:15

Никто не знает, какие задачи у ваших моторов.

Если привод на зубчатую рейку - то вполне подойдет (если не считать того, что моторы смогут выдавать лишь 50% своей мощности, т.к. драйвер имеет ограничение по току).
Если на ШВП - то вариант не очень, т.к. при таком напряжении моторы просто будут слишком медленно вращаться.

Моторы большие, драйверы для них слабые, напряжение - тоже недостаточное для большинства задач (работать будет, но относительно медленно).
Чтобы подать на мотор 4,2 А в режиме микрошага, понадобится драйвер с пиковым током 6 А.
Для моторов с индуктивностью 3,8 мГн и рабочим током 4,2 А нужно достаточно высокое напряжение питания, если нужны высокие скорости работы.

Понимаю, что моторы взяли "с запасом". Но тогда уж и драйверы нужно было брать с запасом, и блоки питания...
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 10302
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Репутация: 3796
Медальки:
Настоящее имя: Михаил Львович

Re: Выбор блока питания

Сообщение UAVpilot » 25 янв 2015, 14:43

PKM писал(а):48В не надо брать, это на пределе для драйвера. 36В в самый раз будет

Можно взять на 48 и "открутить" его вольт до 42-45...
1. Робот не может ответить отказом на предложение человека выпить или своим бездействием допустить, чтобы человек напился один.
Аватара пользователя
UAVpilot
Мастер
 
Сообщения: 15637
Зарегистрирован: 17 апр 2012, 14:58
Откуда: Москва
Репутация: 3828
Медальки:
Настоящее имя: Сергей

Re: Выбор блока питания

Сообщение megagad » 25 янв 2015, 14:53

Leonov-x писал(а):Так же в будущем планируется увеличение до 6 комплектов шаговых двигателей WT57STH115-4204A и драйверов DQ542MA, в таком случае можно оставить два S-350-36 или нужен будет третий? Будет ли разница?

Все ваши шесть движков можно питать от одного блока питания.
Ибо драйвер с ШИМ не подаст на двигатель большее напряжение чем "I*R" ;) Ток мы знаем(4.2А), сопротивление тоже(0.9 Ом). Собственно и напряжение так-же - 3.8в. Итого - на один ШД будет подаваться 15Вт мощности в любом случае :) Итого - 350Вт БП хватит на 20 шаговиков :D
ВОпрос только в том - хватит-ли буферных ёмкостей в БП и драйвере для сглаживания импульсных пиков потребления.
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 3075
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Репутация: 685

Re: Выбор блока питания

Сообщение michael-yurov » 25 янв 2015, 15:13

megagad писал(а):Итого - на один ШД будет подаваться 15Вт мощности в любом случае Итого - 350Вт БП хватит на 20 шаговиков

Только на минимальных скоростях.
С ростом скорости возрастает потребление.
Один такой мотор способен потреблять до 200 Вт при высокой нагрузке.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 10302
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Репутация: 3796
Медальки:
Настоящее имя: Михаил Львович

Re: Выбор блока питания

Сообщение PKM » 25 янв 2015, 15:13

UAVpilot писал(а):Можно взять на 48 и "открутить" его вольт до 42-45...

Да, а можно и 36В подкрутить до 40В...
Аватара пользователя
PKM
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 4155
Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11
Откуда: Украина
Репутация: 662
Медальки:
Настоящее имя: Андрей

Re: Выбор блока питания

Сообщение Leonov-x » 25 янв 2015, 15:32

PKM писал(а):
UAVpilot писал(а):Можно взять на 48 и "открутить" его вольт до 42-45...

Да, а можно и 36В подкрутить до 40В...


Как я понимаю в идеале искать БП 42В с регулировкой ±10%? Если такие имеются по хорошей цене ))
Аватара пользователя
Leonov-x
Новичок
 
Сообщения: 16
Зарегистрирован: 25 янв 2015, 12:50
Откуда: Пятигорск
Репутация: 2
Настоящее имя: Леонов Игорь

Re: Выбор блока питания

Сообщение megagad » 25 янв 2015, 15:36

michael-yurov писал(а):Один такой мотор способен потреблять до 200 Вт при высокой нагрузке.

Вы это проверяли? ради интереса - хотел-бы глянуть на результаты, главное - на тип нагрузки. и собственно описание понятия "высокой нагрузки" для шаговика ;)
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 3075
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Репутация: 685

Re: Выбор блока питания

Сообщение michael-yurov » 25 янв 2015, 16:42

megagad писал(а):
michael-yurov писал(а):Один такой мотор способен потреблять до 200 Вт при высокой нагрузке.

Вы это проверяли? ради интереса - хотел-бы глянуть на результаты, главное - на тип нагрузки. и собственно описание понятия "высокой нагрузки" для шаговика ;)


Все гораздо проще.
Закон сохранения энергии никто не отменял.
Чтобы разогреть мотор такого размера до 100 °С (а такое вполне может быть при работе станка с относительно высокими ускорениями и на относительно высокой скорости) потребуется мощность около 200 Вт (можно сравнить с мощностью лампочки накаливания сопоставимого размера).

Можно пойти по другому - посмотреть, какой ток отдает блок питания при работе станка в разных режимах, и, зная напряжение, пересчитать в потребляемую мощность.
(при питании бОльшим напряжением ток будет меньше)

А высокая нагрузка, ну, это, например, шпиндель массой 7 - 10 кг таскать вверх/вниз с высокими ускорениями при обработке рельефа.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 10302
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Репутация: 3796
Медальки:
Настоящее имя: Михаил Львович

Re: Выбор блока питания

Сообщение mmg » 25 янв 2015, 17:12

megagad писал(а):
Leonov-x писал(а):Так же в будущем планируется увеличение до 6 комплектов шаговых двигателей WT57STH115-4204A и драйверов DQ542MA, в таком случае можно оставить два S-350-36 или нужен будет третий? Будет ли разница?

Все ваши шесть движков можно питать от одного блока питания.
Ибо драйвер с ШИМ не подаст на двигатель большее напряжение чем "I*R" ;) Ток мы знаем(4.2А), сопротивление тоже(0.9 Ом). Собственно и напряжение так-же - 3.8в. Итого - на один ШД будет подаваться 15Вт мощности в любом случае :) Итого - 350Вт БП хватит на 20 шаговиков :D
ВОпрос только в том - хватит-ли буферных ёмкостей в БП и драйвере для сглаживания импульсных пиков потребления.

Не совсем так. А если быть точным, то совсем не так.

Драйвер всегда подает на движок то напряжение, которое идет с Б.П. Только с разной длинной импульса. Чем больше нагрузка на двигатель по перемещению тем более длинный импульс выдает драйвер. Сотвественно тем больше требуется мощьность блока питания.

Leonov-x писал(а):
Вопрос: какой импульсный БП будет более оптимален?
2 xS-350-36(выходное напряжение 36В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 9.7А(350Вт))
2 xS-350-48(выходное напряжение 48В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 7.3А(350Вт))

Какие предпочтительнее, какие плюсы и минусы S-350-36 и S-350-48 при использовании с моими ШД и драйверами?


З.Ы. Оптимальное напряжение 40-42 вольта для вашего драйвера. И обязательно посмотрите наличие в нем Демпфера. Если нет, то надо обязательно ставить дополнительно.
Одного бп 350 ватт может не хватить. Если хотите ставить два, то лучше брать на 24 вольта и ставить их последовательно, предварительно настроив каждый на 20-21 вольт. При этом обязательно сначала проверьте что у них выход питания не соединение землей!!!
mmg
Опытный
 
Сообщения: 152
Зарегистрирован: 04 окт 2013, 14:57
Репутация: 210

Re: Выбор блока питания

Сообщение Сергей Саныч » 25 янв 2015, 17:13

Еще раз приведу свою же ссылку Re: Кто что думает по поводу дампера #61
По совпадению, опыт проводился на станке с тремя двигателями, практически такими же, как у ТС.
На осциллограмме видно, что максимальный ток потребления достигает 6,6А при напряжении 42В. Итого мощность 277Вт на три движка. На один, соответственно, приходится 92 ватта.
michael-yurov писал(а):Чтобы разогреть мотор такого размера до 100 °С (а такое вполне может быть при работе станка с относительно высокими ускорениями и на относительно высокой скорости) потребуется мощность около 200 Вт
Можно и десятью ваттами разогреть - вопрос времени и качества теплоотвода :)
Кстати, о скорости. Без особого труда эти ШД при питании драйверов 42В удавалось раскрутить (на станке) до 2700 об/мин. При реальной работе скорость вращения 1800 - компромисс между скоростью и ускорением.
Последний раз редактировалось Сергей Саныч 25 янв 2015, 17:46, всего редактировалось 1 раз.
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
 
Сообщения: 7720
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Откуда: Тюмень
Репутация: 2374
Медальки:

Re: Выбор блока питания

Сообщение ok-evgenij » 25 янв 2015, 17:14

michael-yurov писал(а):Закон сохранения энергии никто не отменял.
Чтобы разогреть мотор такого размера до 100 °С (а такое вполне может быть при работе станка с относительно высокими ускорениями и на относительно высокой скорости) потребуется мощность около 200 Вт (можно сравнить с мощностью лампочки накаливания сопоставимого размера).

Ерунда какая-то. Что, у мотора кпд 0%? Или он может потреблять все 500w?
Шаговики неплохо нагреваются и в режиме удержания (ну, допустим, на 20-30 градусов) .
Для этого мотора мощность при удержании 4.2^2*0,9=15,88 Вт.
Короче, 200 Вт на нагрев это ооочень круто.
ok-evgenij
Опытный
 
Сообщения: 161
Зарегистрирован: 02 апр 2014, 22:18
Репутация: 39

Re: Выбор блока питания

Сообщение michael-yurov » 25 янв 2015, 17:44

Сергей Саныч писал(а):Можно и десятью ваттами разогреть - вопрос времени и качества теплоотвода

Если не вдаваться в дебри, то чем больше мотор - тем лучше у него теплоотвод, просто за счет размера.
Данные моторы не маленькие - 115 мм.
Мои моторы - 67 мм (почти вдвое меньше) вполне способны сожрать до 100 Вт (но я на них еще радиаторы приляпал, т.к. моторы слабоваты для моего станка).

ok-evgenij писал(а):Ерунда какая-то. Что, у мотора кпд 0%?

В режиме удержания - 0%. Во время работы с невысокой нагрузкой - около 0%. У ШД в принципе КПД не высокий и я им пренебрег, т.к. энергия, которая уйдет на пользу ляжет сверху дополнительной нагрузкой на БП, а остальное - в тепло.

ok-evgenij писал(а):Или он может потреблять все 500w?
Кратковременно - может, если поставить его в соответствующие условия.

ok-evgenij писал(а):Для этого мотора мощность при удержании 4.2^2*0,9=15,88 Вт.

Вы забыли про вторую обмотку.
Ну и в большинстве драйверов в режиме удержания ток снижается в 2 раза, т.е. потребляемая мощность в 4.
Соответственно у этого мотора в режиме удержания потребление 8 Вт.
При работе на минимальной скорости без нагрузки - 32 Вт.

ok-evgenij писал(а):Короче, 200 Вт на нагрев это ооочень круто.

Я же писал про нагрев до 100 °С, а это уже практически предел возможностей мотора, вот и сказал, про 200 Вт.
Ну пусть не 200. Пусть 100 Вт.
Хотя, как написал Сергей Саныч - такие моторы жрут на его станке до 92 Вт (не думаю, что на его станке моторы до 100 °С разогрелись во время теста).
А если нагрузку увеличить, то, кратковременно могут больше 200 сожрать.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 10302
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Репутация: 3796
Медальки:
Настоящее имя: Михаил Львович

Re: Выбор блока питания

Сообщение Сергей Саныч » 25 янв 2015, 17:53

michael-yurov писал(а):Хотя, как написал Сергей Саныч - такие моторы жрут на его станке до 92 Вт (не думаю, что на его станке моторы до 100 °С разогрелись во время теста).
При длительной практической работе греются до 60-65 градусов. А тест я долго не гонял, так что просто не успели сколько-нибудь серьезно нагреться.
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
 
Сообщения: 7720
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Откуда: Тюмень
Репутация: 2374
Медальки:

Re: Выбор блока питания

Сообщение michael-yurov » 25 янв 2015, 18:03

Сергей Саныч писал(а):
michael-yurov писал(а):Хотя, как написал Сергей Саныч - такие моторы жрут на его станке до 92 Вт (не думаю, что на его станке моторы до 100 °С разогрелись во время теста).
При длительной практической работе греются до 60-65 градусов. А тест я долго не гонял, так что просто не успели сколько-нибудь серьезно нагреться.

60-65 °С - это ровно вдвое меньше, чем 100 °С (при температуре окружающей среды 25 °С).
Учитывая, что скорость отдачи тепловой энергии линейно зависит от разности температур (если я ничего не путаю),
то для того, чтобы моторы нагрелись до 100 °С потребуется подавать на них вдвое большую мощность, т.е. практически, как я и сказал - около 200 Вт.

Все эти цифры, конечно, плюс - минус полвагона, но примерно определиться позволят.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 10302
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Репутация: 3796
Медальки:
Настоящее имя: Михаил Львович

Re: Выбор блока питания

Сообщение Сергей Саныч » 25 янв 2015, 18:14

michael-yurov писал(а):60-65 °С - это ровно вдвое меньше, чем 100 °С (при температуре окружающей среды 25 °С).
Учитывая, что скорость отдачи тепловой энергии линейно зависит от разности температур (если я ничего не путаю),
то для того, чтобы моторы нагрелись до 100 °С потребуется подавать на них вдвое большую мощность, т.е. практически, как я и сказал - около 200 Вт.
92Вт - это пиковая потребляемая мощность в тесте. Средняя будет гораздо меньше. Нагрев определяется именно средней мощностью.
И надо учитывать, что хоть КПД ШД и невысок, но все-таки не всю мощность он тратит на собственный нагрев :)

Но, в общем-то ТС спрашивал не про нагрев, а сколько можно ли питать от одного 350-ваттного источника таких моторов. Ответ: три - можно. Четыре - уже многовато.
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
 
Сообщения: 7720
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Откуда: Тюмень
Репутация: 2374
Медальки:

Re: Выбор блока питания

Сообщение Leonov-x » 23 мар 2015, 18:42

Спасибо всем огромное! взял на 48 Вольт, скрутил в минимум, подключил драйвера через дампер, пока все работает как надо.
Аватара пользователя
Leonov-x
Новичок
 
Сообщения: 16
Зарегистрирован: 25 янв 2015, 12:50
Откуда: Пятигорск
Репутация: 2
Настоящее имя: Леонов Игорь

Re: Выбор блока питания

Сообщение T72 » 27 апр 2015, 16:32

Подскажите пожалуйста, какой блок питания лучше всего приобрести для блока управления станком.

Первое время 3 оси, в дальнейшем 4 с поворотной с токарным патроном. Моторы 3A на 28.5 кг.

Думаю оптимально 36В. 500-600 Ватт. Скорее всего это с неплохим запасом.

Модели которые внушили доверие:

S-600-36 из самых простых
http://www.aliexpress.com/item/600W-36V ... 61865.html
SE-600-36 от MEAN WELL
http://www.aliexpress.com/item/Original ... 29449.html
и вот такой SP-600-36 с PFC и необычным форм-фактором:
http://www.aliexpress.com/item/600W-36V ... 06744.html
это самый дешевый БП с PFC
как вариант
http://www.aliexpress.com/item/36V16-6a ... 29567.html
Но по деньгам уже немного за гранью добра и зла.

36 Вольт - не 48, но все равно достаточно много - у большинства контроллеров это максимально допустимое напряжение. Что посоветуете делать с питанием контроллера? Второй БП взять на 24 вольта в том числе для одного-двух 120 мм вентиляторов охлаждения корпуса? Какой мощности? Например
http://www.aliexpress.com/item/Miniatur ... 15950.html
Аватара пользователя
T72
Опытный
 
Сообщения: 167
Зарегистрирован: 27 апр 2015, 12:58
Репутация: 12
Настоящее имя: Алексей

След.

Вернуться в Электроника

Кто сейчас на конференции

Зарегистрированные пользователи: 1240, assolo, Bender, Bing [Bot], санчо, Chili, Enot_1, exp-ak, Евжений, Gas, Google [Bot], guges, GuntisK, ipmayerav, jkwe45, konkop, Lunatic, Majestic-12 [Bot], Malyarka74, Mamont, Maxekb77, mikehv, MX_Master, NikolayUa24, Redmn, remont, Rom327, Sashalex24, Sergey_elek, sergx99, sima8520, smart4on, Stich, tehnic, Udintsev, upack, viael, vugar27, xenon-alien, Yandex [bot], zamut, пансо, Владимир_36

Поделиться

Reputation System ©'