Китайский DC мотор - шпиндель

Шаговые и серво двигатели, шпиндели, инверторы.

Китайский DC мотор - шпиндель

Сообщение ngm » 14 янв 2018, 00:11

Приобрел вот такой набор на AliExpress: 0.5kw Air cooled spindle ER11 chuck CNC 500W Spindle Motor + 52mm clamps + Power Supply speed governor For PCB Engraving

В набор входят: шпиндель, блок питания с регулятором оборотов, крепление для шпинделя и 4 винта.

Обзоров не нашел, поэтому опишу чуть подробнее.
Продавец обещает:
Мощность шпинделя: 500 Вт
Максимальный крутящий момент: 0.55 Нм
Биение: 0.01 мм-0.03 мм
Рабочее напряжение: 100 В постоянное
Скорость вращения: 3000-12000 об./мин.
Цанга ER11 (3.175 мм)

Мои измерения
Габаритные размеры источника питания: 140x108x50 мм
Масса блока питания с регулятором оборотов: 520 грамм
Масса шпинделя с цангой: 940 грамм

Особенности блока питания.
1)Вход power (питание 220/110 В) гальванически связан !!! с выходом motor (на шпиндель), а также с клеммами ON/OFF.
Почти наверняка правая клемма motor соединена с диодным мостом, на который приходит питание power.
2) Вход 0-10V (для регулировки оборотов с MACH3) и клеммы speed (к которым подключен потенциометр регулировки оборотов, номиналом 4.7 кОм).
от остальных клемм гальванически развязаны (мультиметр показал бесконечность на самом большом пределе).
3) Корпус гальванически развязан со всеми клеммами.
4) Две клеммы входа 0-10V просто соединены с двумя правыми клеммами speed.
5) Одна клемма входа ON/OFF соединена с одной клеммой выхода motor (соединенные клеммы находятся рядом).
6) На плате есть (и доступен) переключатель AC220 AC110
7) За клеммами power находится сменный предохранитель на 6 А.

Внутри блока питания стоит обычный трансформатор на 220(110) В/50 Гц (расположен за переключателем AC220V - AC110. Наклейка наклеена именно на этот трансформатор).
Похоже, трансформатор обеспечивает питание гальванически развязанной части.
Вход power, помимо трансформатора, подключен еще к диодному мосту KBU810 (8А/1000В), за которым стоит большой конденсатор 330мкФ/400В.

Внутри видно, что две детали прикручены через изолирующие прокладки к корпусу. На одной детали видна маркировка IRFP460 - полевой транзистор 500В/20А.
Вторая деталь - с двумя ногами. На плате есть подпись 860. Скорее всего это диод MUR860. Больше деталей, имеющих тепловой контакт с корпусом нет.

Видна микросхема с затертой маркировкой. Оптопара P521. Стабилизаторы 78L10 и 7815. Маленькие резисторы и конденсаторы.
Три потенциометра MIN, MAX и еще какой-то. Но добраться до них без вскрытия корпуса невозможно. А также загадочный черный
параллелепипед 74x40x16 мм.

Потенциометром выходное напряжение блока питания регулируется в диапазоне от 0 до 95 В.

На выходе блока питания напряжение импульсное. Сетевое напряжение выпрямляется и подается на питание ШИМа. Выход ШИМа без
сглаживания подается на двигатель, обмотка которого работает в качестве сглаживающей индуктивности. Ниже приведены картинки с осциллографа.
В подписи к картинкам указано выходное напряжение блока питания, при котором получены эти картинки. К выходу блока питания был подключен шпиндель,
вал которого не нагружен, либо слегка притормаживался рукой. Непонятно, откуда берется полочка, составляющая с импульсом длительность ровно пол периода.
И почему она исчезает, при появлении даже небольшой нагрузки на валу?

При таком способе питания двигателя генерируется просто море помех. Никаких фильтров в блоке питания я не нашел. Я бы не советовал ко входу 0-10V
подключать какую-либо электронику.

Интересно, что при появлении нагрузки на валу ширина импульсов увеличивается (видно на картинках "50 В" и "50 В + притормаживал вал рукой").
Возможно, имеется стабилизация оборотов двигателя. Но ее работу проверить нечем т.к. рукой вал не очень-то и нагрузишь.

Подключил к выходу блока питания двигатель и электронагреватель (сопротивление 101 Ом) в параллель. После 10 мин. работы с максимальным выходным
напряжением (95 В) блок питания почти не нагрелся. Но! Диодный мост (KBU810) на входе очень сильно нагрелся. Палец нельзя держать. И это при выходной
мощности немного больше 100 Вт! Почему китайцы не закрепили его на корпусе блока питания? Думаю над установкой диодного моста на радиатор.
Может и еще что-то греется. Я щупал только то, что можно пощупать не открывая крышку.

Силовой транзистор и диод прикручены к корпусу через прокладку - прозрачную пленку, подозрительно похожую на полиэтилен. На слюду мало похоже.
Если буду разбирать источник питания, посмотрю по внимательнее. Возможно, есть смысл эту прокладку заменить на что-нибудь получше.

При подключении электронагревателя напряжение на выходе блока питания увеличилось с 94.2 В до 97 В. Для стабилизации оборотов напряжение должно было
вырасти больше (до 97.5 В). Но порядок величины правильный. Сопротивление обмоток двигателя по постоянному току 3.4 Ом.
И все таки, уверенности в наличии стабилизации оборотов двигателя нет. Надо бы подключить нагрузку 50 Ом для проверки.
Даже если стабилизация оборотов есть, на ее работу будет влиять сопротивление проводов, идущих к двигателю. Нужна какая-то подстройка.

Измерил скорость вращения шпинделя без нагрузки на вал. Метод не особенно точный. Записал на компьютер звук листа бумаги,
ударяющегося о вырезы под ключ в патроне ER11, а потом посмотрел форму сигнала.
Напряжение на выходе блока питания 50 В - 5 138 об./мин.
95 В (максимум) - 10 105 об./мин.
Немного меньше, чем было обещано продавцом.

Биения, измеренные на фрезе на расстоянии 7 мм от цанги: 0.04 мм - немного больше, чем обещал продавец.
Есть небольшой радиальный люфт: 0.01 мм (рукой, естественно, не заметно).
При радиальной нагрузке в 1 кг (приложена к гайке цанги) отклонение составило 0.03 мм (измерялось в том же месте, что и биения).
Осевого люфта я не обнаружил. Там же наверняка обычные подшипники. Все равно натянуты?
Осевое смещение при нагрузке 1 кг: 0.02 мм (часовой индикатор упирался в гайку цанги, тянул за вентилятор сзади).
Вложения
Китайский DC мотор - шпиндель dc_power.jpg
Источник питания
Китайский DC мотор - шпиндель spidel.jpg
Шпиндель с держателем
spindel_ps6.png
10 В
spindel_ps6.png (2.89 Кб) Просмотров: 569
spindel_ps8.png
50 В
spindel_ps8.png (3.13 Кб) Просмотров: 569
spindel_ps9.png
50 В + притормаживал вал рукой
spindel_ps9.png (2.94 Кб) Просмотров: 569
spindel_ps10.png
95 В
spindel_ps10.png (3.23 Кб) Просмотров: 569
ngm
Новичок
 
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 02:06
Репутация: 1

Вернуться в Двигатели и шпиндели

Кто сейчас на конференции

Зарегистрированные пользователи: aftaev, anivan, Argon-11, Bing [Bot], crazy2k, D.L., drey82, dumpdr, ElFriendo, fara8018, Gas, Google [Bot], iMaks-RS, Kahendra, kang2k, Lokk, Lunatic, Maxekb77, maxx2000orel, MGG, michalych, mikehv, Newengine, nik1, NikolayUa24, niksooon, Nixon, nizamus, okis, raddd, Rodion88, selenur, SeReGa Sh, shalek, Shev, sima8520, sn0wflake, spryt, Stephan67, Umnik, Yandex [bot], Yarrr, Zampoteh, пансо

Поделиться

Reputation System ©'