Замена ШД на более мощные

Шаговые и серво двигатели, шпиндели, инверторы.

Замена ШД на более мощные

Сообщение MrFirstCNC » 13 окт 2019, 19:09

Здравствуйте!

Имею желание поднять скорость станка. Наиболее простым решением кажется замена двигателей.
Имеются драйверы на TB6560AHQ, красная плата, выставлен ток 2,5 А (100%); питание - 24 В.
Имеются двигатели 23HS6403:
Ток фазы: 2,5 А;
Сопротивление фазы: 1,3 Ом;
Индуктивность фазы, 4,2 мГн;
Момент удержания 11 кг*см.

Рассматриваю 2 варианта замены двигателей.

Первый - 23HS30-2804S:
Ток фазы: 2,8 А;
Сопротивление фазы: 1,13 Ом;
Индуктивность фазы, 5,4 мГн;
Момент удержания 18,9 кг*см.

Второй - 23HS30-3004S:
Ток фазы: 3,0 А;
Сопротивление фазы: 1,12 Ом;
Индуктивность фазы, 4,8 мГн;
Момент удержания 18,9 кг*см.

Вопрос: какой из вариантов даст бОльший момент при питании 24 В и токе фазы 2,5 А?
Спасибо.
MrFirstCNC
Новичок
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 13 окт 2019, 18:58
Репутация: 0
Настоящее имя: Иван

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение xvovanx » 13 окт 2019, 19:15

MrFirstCNC писал(а):Имею желание поднять скорость станка. Наиболее простым решением кажется замена двигателей

Заменив движки вы скорость не увеличите. Вам бы питание поднять и заменить драйвера...

P.S. есть калькуляторы для расчета скорости движка
Последний раз редактировалось xvovanx 13 окт 2019, 19:19, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
xvovanx
Мастер
 
Сообщения: 1631
Зарегистрирован: 25 фев 2016, 12:27
Откуда: Latvia
Репутация: 485
Настоящее имя: Владимир

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение MrFirstCNC » 13 окт 2019, 19:18

Ходовой винт - шпилька М10. Скорость 800 мм/мин. Поднимаю выше - пропуски шагов. Замена двигателя - дело простое. Поэтому и хочу поменять.
MrFirstCNC
Новичок
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 13 окт 2019, 18:58
Репутация: 0
Настоящее имя: Иван

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение xvovanx » 13 окт 2019, 19:23

MrFirstCNC писал(а):Замена двигателя - дело простое. Поэтому и хочу поменять

Вам говорят, что
xvovanx писал(а):Заменив движки вы скорость не увеличите
Аватара пользователя
xvovanx
Мастер
 
Сообщения: 1631
Зарегистрирован: 25 фев 2016, 12:27
Откуда: Latvia
Репутация: 485
Настоящее имя: Владимир

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение Mamont » 13 окт 2019, 19:28

у выбранных движков индуктивность выше.. есть высокая вероятность что максимальная скорость наоборот уменьшится
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
 
Сообщения: 1241
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Откуда: РБ Минск
Репутация: 219
Настоящее имя: Виталий

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение MrFirstCNC » 13 окт 2019, 19:33

питание поднять и заменить драйвера...

Я исхожу из тезиса, что при текущем питании 24 В и номинальном токе, мои движки 23HS6403 развивают момент (удержания) 11 кг*см.
Соответственно, если поднять напряжение - момент не поднимется? Или я не прав? Тогда, например, поднятие напряжения до 28 В насколько, ориентировочно, поднимет момент?
MrFirstCNC
Новичок
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 13 окт 2019, 18:58
Репутация: 0
Настоящее имя: Иван

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение NikolayUa24 » 13 окт 2019, 19:44

MrFirstCNC писал(а):
питание поднять и заменить драйвера...

Я исхожу из тезиса, что при текущем питании 24 В и номинальном токе, мои движки 23HS6403 развивают момент (удержания) 11 кг*см.
Соответственно, если поднять напряжение - момент не поднимется? Или я не прав? Тогда, например, поднятие напряжения до 28 В насколько, ориентировочно, поднимет момент?

поэкспериментируй тут
Прощать не сложно,сложно заново поверить.
NikolayUa24
Мастер
 
Сообщения: 969
Зарегистрирован: 31 июл 2013, 20:05
Репутация: 171
Настоящее имя: Николай

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение Mamont » 13 окт 2019, 19:53

MrFirstCNC писал(а):Я исхожу из тезиса, что при текущем питании 24 В и номинальном токе, мои движки 23HS6403 развивают момент (удержания) 11 кг*см.
Соответственно, если поднять напряжение - момент не поднимется? Или я не прав? Тогда, например, поднятие напряжения до 28 В насколько, ориентировочно, поднимет момент?


Момент будет при номинальном токе.
Ток после приложения напряжение к обмотке ток будет не сразу, а достигнут за время dt=Im*L/U = 2.5*0.0042/24=430 мкс. Примерно 500мкс на один шаг.
Один оборот = 200шагов = 0.1с, т.е. 600 об/мин.
Скорость перемещения 600об/мин*1.5мм (шаг шпильки) =900мм/мин

Он бы мог и быстрее крутиться при данном напряжении, с падением момента естественно. Т.е. на скорости 1800мм/мин момент был бы в 2 раза меньше....
Но есть неприятные нюансы в виде резонанса средних скоростей, когда ЭДС самоиндукции двигателя сравнима с напряжением питания. Для работы на этих скоростях нужны другие алгоритмы драйвера. А это другой уровень драйверов
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
 
Сообщения: 1241
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Откуда: РБ Минск
Репутация: 219
Настоящее имя: Виталий

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение parket_3d » 13 окт 2019, 22:03

MrFirstCNC писал(а):Ходовой винт - шпилька М10. Скорость 800 мм/мин.

Начните с замены шпильки. ШВП 12мм на али не так уж и дорого стоят. Скорость 3-4 м/мин точно будет. Может и 5 смогут гонять, смотря какая механика. Замена ШД даже на нема 34 Вам не особо поможет.
parket_3d
Мастер
 
Сообщения: 204
Зарегистрирован: 11 апр 2014, 19:32
Откуда: Курск
Репутация: 36
Настоящее имя: Евгений

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение Леонид Владимирович » 14 окт 2019, 08:49

Если проблема именно в скорости, то может лучше не двигатель менять, а напряжение повышать вольт до 40 - 42 и ток до 2,8 - 3 А.
У меня на подаче токарного станка стоит двигатель 2,8 А 18,9 кгс/см. Для скорости 200 об/мин я напряжение 32 в брал. Подбирал экспериментально. При меньшем напряжении было заметное падение силы тока.
Да, и на метрической резьбе и даже на однозаходной трапецеидальной у Вас больше половины крутящего момента псу под хвост на трение уходит.
Должно быть у других людей слишком длинная жизнь, если они могут себе позволить фрезеровать на скорости меньше 10 м/мин...
Аватара пользователя
Леонид Владимирович
Мастер
 
Сообщения: 233
Зарегистрирован: 07 дек 2018, 09:11
Репутация: 19
Настоящее имя: Леонид Владимирович

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение Mamont » 14 окт 2019, 13:27

На метрической не знаю, но у трапеции не все так плохо, КПД процентов 75-80.
С резонансом низких скоростей успешно справляются большинство драйверов имеющих микрошаг (сложно счейчас найти драйвер без него)

А для уверенной работы (и прохождения) на резонансе средних скоростей меняется подход к управлению: растет ЭДС самоиндукции от обмоток с быстро вращающимся магнитным полем..
Ток при подачи прямого напряжения на катушку может уже не расти, а уменьшаться, потому что ЭДС больше.
Для работы на таких режимов надо контролировать не силу тока, а его фазу. Если фаза ротора опережает фазу тока, то мотор выступает в роли генератора, отдает больше чем потребляет, ЭДС препятствует увеличению тока.
Если ротор отстает, эдс помогает росту тока. Причем прилично
Образно говоря: хвост виляет собакой


Проводил эксперименты с шаговым двигателем Nema34 8A, 6мнг, 8нм. Питал только одну обмотку (однофазный двигатель с запуском от толкача), с другой напряжометром мерял ЭДС.
Скорости мм/мин в пересчете на ШВП 5мм шаг (напряжение амплитудное, контролировал осцилографом, пиков не было, почти чистая синусоида.):
1500 - 37.8в
2990 - 72 в
4100 - 95 В
6130 - 140В
На низких скоростях не удавалось добиться вращения, т.к. всего одна фаза была.

Практическая реализация знаний в виде драйвера двигателя, который обеспечивает для имеющегося двигателя обороты без нагрузки немногим больше 3000об/мин при питающем напряжении 45-50в (блок питания = трансформатор+диодный мостик + конденсаторы).

Чтоб Мач3 мог выдать такую частоту импульсов пришлось использовать полушаговый режим (80имп/мм). При низких скоростях чтоб не колбасило на низкоскоростном резонансе драйвер умножает частоту на 8.
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
 
Сообщения: 1241
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Откуда: РБ Минск
Репутация: 219
Настоящее имя: Виталий

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение michael-yurov » 14 окт 2019, 14:11

MrFirstCNC писал(а):Тогда, например, поднятие напряжения до 28 В насколько, ориентировочно, поднимет момент?

Момент удержания - ни на сколько, т.к. он зависит от тока, а не от напряжения.
А максимальная скорость увеличится на 17% - на столько же, на сколько поднял напряжение.

Установив более мощные моторы ты повысишь момент удержания, но снизишь максимальную скорость.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 11113
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Репутация: 4385
Медальки:
Настоящее имя: Михаил Львович

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение Сергей Саныч » 14 окт 2019, 14:26

Mamont писал(а):у трапеции не все так плохо, КПД процентов 75-80.
Хорошо, если 30% будет.
Кому не лениво, могут посчитать.
https://www.bestreferat.ru/referat-191578.html
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
 
Сообщения: 8653
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Откуда: Тюмень
Репутация: 2723
Медальки:

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение Mamont » 14 окт 2019, 19:49

Ну да, за давностью цифры в голове успели поменяться.
Насчитал для винта 12х4 кпд ~40%. Для 12х2 будет раза в 2 меньше. У шпильки м10 (шаг1.5) будет не более 15%, и это без учета шероховатости поверхности.
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
 
Сообщения: 1241
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Откуда: РБ Минск
Репутация: 219
Настоящее имя: Виталий

Re: Замена ШД на более мощные

Сообщение MrFirstCNC » 15 окт 2019, 19:22

Как и советовали, поигрался с калькулятором скорости ШД. Как и советовали, пришел к выводу, что надо менять шпильки. Спасибо, все ответившим.
MrFirstCNC
Новичок
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 13 окт 2019, 18:58
Репутация: 0
Настоящее имя: Иван


Вернуться в Двигатели и шпиндели

Кто сейчас на конференции

Зарегистрированные пользователи: aftaev, aldemm, Alexandr Borisjuk, Bing [Bot], cncfan, dpss-2, frezeryga, Google [Bot], igor1352, Maxekb77, meganom, mikehv, molchec, Ncoz, NikolayUa24, Smlua, tooshka, VGG, Yandex [bot]

Reputation System ©'