КПД ШД

Шаговые и серво двигатели, шпиндели, инверторы.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

КПД ШД

Сообщение Кварк »

Как можно сказать о КПД ШД? Хочу его сравнить с электромагнитным приводом. И если для электромагнита есть значение КПД, то для ШД появляется проблемка, связанная с тем, что мы имеем подачу тока, когда не нужно работу совершать. Но мне для сравнения важен момент, когда он совершает работу.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11235
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4441
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение michael-yurov »

Электромагнит тоже не совершает работу.
Аватара пользователя
Kachik
Мастер
Сообщения: 749
Зарегистрирован: 13 янв 2017, 16:22
Репутация: 137
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Питер
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Kachik »

ШД тоже электромагнитный привод. Просто конструкция роторная.
Крутить ШД на максимальных оборотах и смотреть разницу мощностей входа и выхода или сделать один шаг и так же измерить.
А для чего это всё надо? КПД без реального механизма - это абстракция.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

michael-yurov писал(а): 17 окт 2020, 10:01 Электромагнит тоже не совершает работу.
Да, неправильно что-то я выразился. Если в толкающем ЭМ движению якоря противодействует пружина, то сила тока будет подаваться достаточная и необходимая для ненарушения равновесия (в случае, если есть ОС), а работы совершаться не будет.
В случае ШД - независимо от силы, будет ток удержания.
Я имею ввиду момент, когда якорь движется. Для такого режима считается КПД у электромагнита?
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

Kachik писал(а): 17 окт 2020, 10:23 ШД тоже электромагнитный привод. Просто конструкция роторная.
Крутить ШД на максимальных оборотах и смотреть разницу мощностей входа и выхода или сделать один шаг и так же измерить.
А для чего это всё надо? КПД без реального механизма - это абстракция.
Для привода золотника гидрораспределителя.
Вот в тексте приложенном, на стр127, в таблице 3, указанно КПД ЭМ порядка 50%. Раз мы говорим о КПД РАБОТЫ, то и измеряем мы только во время РАБОТЫ. Так надо понимать?
Вложения
raschet-optimalnyh-parametrov-elektromagnitnogo-privoda-kolebatelnogo-dvizheniya.pdf
(564.66 КБ) 15 скачиваний
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

Kachik писал(а): Просто конструкция роторная
Из-за конструктивного исполнения не может быть КПД другой?
Просто есть мнение, что ШД имеет более высокий КПД.
Вот я нашел данные о КПД ЭМ, а вот с ШД засомневался.
Но теперь понял, что тот факт, что мы подаем ток удержания на ШД, можно просто игнорировать при расчете на КПД, правильно?
Аватара пользователя
Kachik
Мастер
Сообщения: 749
Зарегистрирован: 13 янв 2017, 16:22
Репутация: 137
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Питер
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Kachik »

Так некорректно сравнивать. Схема управления разная. Надо тогда сравнивать в разрезе длительности одного шага ШД. Только зачем это?
Это как сравнивать движитель воздушного шара и паровоза (и там и там пар). Но без отрыва от всей конструкции сами движители не сравнить, а вот целиком уже можно смотреть какой груз и как перемещают...
Кварк писал(а): Но теперь понял, что тот факт, что мы подаем ток удержания на ШД, можно просто игнорировать при расчете на КПД, правильно?
Пренебречь можно чем угодно, но что надо сравнить в итоге? Сравнить общую производительность или мгновенную? С ШД мгновенная - некорректно (т.к. стандартные драйвера и схемы управления подразумевают шаговое нелинейное управление).
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

Ну, наверное нужно сравнить общую: пусть есть ШВП (КПД ее примем 100%), которая преобразует вращательное движение ШД, в поступательное.
Пусть есть грузик. Пусть есть ускорение грузика. Примерно так, я думаю.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
Сообщения: 8862
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Репутация: 2772
Откуда: Тюмень

Re: КПД ШД

Сообщение Сергей Саныч »

В режиме удержания энергия расходуется только на нагрев обмоток (без учета КПД драйвера).
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11235
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4441
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение michael-yurov »

Есть подозрение, что автору вообще не важен КПД ни того, ни другого.
Ну не про батарейное же питание электромагнита и шагового мотора мы говорим!
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

michael-yurov писал(а): 17 окт 2020, 17:08 Есть подозрение, что автору вообще не важен КПД ни того, ни другого.
Ну не про батарейное же питание электромагнита и шагового мотора мы говорим!
Автор просто плавает, и не знает за что зацепиться.
Мне нужно две строчки написать: КПД магнита столько-то, КПД ШД - столько.
Отсюда взял https://electroprivod.ru/stepmotor-sele ... 82%D1%8C).
КПД ШД - 80 - 90%
Из вложения, таблица 3, стр.127 - КПД ЭМ - 19 - 62%. Думаю, на этом можно остановиться.


Вопрос вот такой еще:
На практике необходимо также учитывать электрические переходные процессы в фазах двигателей, которые зависят как от напряжения питания и индуктивности фаз двигателей, так и от способа управления двигателем. Самыми динамичными являются двигатели с минимальной индуктивностью. Обычно стартовые частоты лежат в диапазоне 800-1000Гц (2-2,5 об/сек в полушаговом режиме). Исходя из этого для шагового двигателя, работающего в полушаговом режиме, величина ускорения не должна превышать 4рад/сек2.
Что за стартовая частота? Не может же скорость появиться впереди ускорения, т.е. мгновенно!
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11235
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4441
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение michael-yurov »

Кварк писал(а): Мне нужно две строчки написать: КПД магнита столько-то, КПД ШД - столько.
Для статьи? Дипломной работы? Для инструкций операторам атомной электростанции? Для таблицы характеристик на сайте интернет магазина?
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

michael-yurov писал(а): 17 окт 2020, 19:04
Кварк писал(а): Мне нужно две строчки написать: КПД магнита столько-то, КПД ШД - столько.
Для статьи? Дипломной работы? Для инструкций операторам атомной электростанции? Для таблицы характеристик на сайте интернет магазина?
Для диссертации)). Срочно потребовалось для аттестации написать одну главу. Среди прочего, я там предлагаю заменить ЭМ на ШД с ШВП.
В целом пишут, что КПД у ШД выше, чем у ЭМ. Я уже сформулировал.

Но ясности мне не хватает, конечно. Впереди еще построение мат модели. И тут уже придется в суть копать. Межвитковые емкости всякие - голова кругом.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11235
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4441
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение michael-yurov »

Собственно, ШД — тот же электромагнит, но другой формы.
Ну и КПД — последнее, что должно волновать при выборе линейного актуатора.
Аватара пользователя
Kachik
Мастер
Сообщения: 749
Зарегистрирован: 13 янв 2017, 16:22
Репутация: 137
Настоящее имя: Сергей
Откуда: Питер
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Kachik »

Кварк писал(а): Среди прочего, я там предлагаю заменить ЭМ на ШД с ШВП.
В целом пишут, что КПД у ШД выше, чем у ЭМ. Я уже сформулировал.
В связке ШВП и ШД на удержание будет расходоваться меньше энергии т.к. ШВП это редуктор (червячная переда), а драйвер ШД на удержании питает двигатель половинным током... Но будет проигрыш в скорости...
Ну это так разглагольствования на тему сравнения двух систем... Я так понял это главное в данной задаче ;)
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

michael-yurov писал(а): Ну и КПД — последнее, что должно волновать при выборе линейного актуатора.
Почему последнее? Работа гидрораспределителя (о приводе которого идет речь) может быть во взрывоопасной среде. И каждый ватт влияет на требование по степени защиты.
Kachik писал(а): В связке ШВП и ШД на удержание будет расходоваться меньше энергии т.к. ШВП это редуктор (червячная переда), а драйвер ШД на удержании питает двигатель половинным током... Но будет проигрыш в скорости...
Ну это так разглагольствования на тему сравнения двух систем... Я так понял это главное в данной задаче
Это не главное в этой задаче, но подчеркнуть, что мы выиграем в мощности - будет не лишним. Я говорю именно о мощности, о КПД. Т.е. предполагается одинаковая скорость отработки сигнала.
Главное же тут, что мы уходим от силового замыкания в случае ЭМ: тут положение золотника есть функция силы, а в случае ШД + ШВП - имеем координатное управление.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11235
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4441
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение michael-yurov »

Кварк писал(а): Работа гидрораспределителя (о приводе которого идет речь) может быть во взрывоопасной среде.
Тогда, наверное, не стоит так усложнять конструкцию, т.к. это сильно снизит ее надежность. К тому же электроника драйвера ШД и взрывоопасная среда... Сомнительное соседство. И габариты гидрораспределителя сильно увеличиваются.
Кварк писал(а): Я говорю именно о мощности, о КПД. Т.е. предполагается одинаковая скорость отработки сигнала.
ШД — это тот же электромагнит, но со встроенным магнитным редуктором. И теоретический КПД в идеальных условиях у него, как и у соленоида 100%. Нужно смотреть на конкретную реализацию, в конкретных условиях работы. Если это гидрораспределитель, то он вообще никакой механической работы не совершает, и у него КПД = 0%. Что с соленоидом, что с ШД.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 261
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Кварк »

michael-yurov писал(а): Если это гидрораспределитель, то он вообще никакой механической работы не совершает, и у него КПД = 0%. Что с соленоидом, что с ШД.
Вопрос стоял об ЭМ и ШД. Они толкают золотник - это работа.
Аватара пользователя
michael-yurov
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 11235
Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10
Репутация: 4441
Настоящее имя: Михаил Львович
Откуда: Новоуральск, Свердловская область.
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение michael-yurov »

Кварк писал(а): Они толкают золотник - это работа.
Сколько в джоулях?
КПД и того и другого в идеальных условиях — 100%. Остальное зависит от конкретной реализации. Т.е. потребляемая энергия будет зависеть только от того, как ты сделаешь привод.

Ну и сравнивать КПД в корне неверно. У реактивного двигателя КПД выше, чем у ДВС, но это не значит, что реактивный двигатель на автомобиле лучшее решение. Так же нет смысла ставить электромотор на ракету, даже учитывая, что КПД электромотора раза в два выше реактивного двигателя.
Duhas
Мастер
Сообщения: 1593
Зарегистрирован: 10 окт 2015, 23:25
Репутация: 239
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: КПД ШД

Сообщение Duhas »

КПД в общем смысле, через механическую работу, не 100, а 0 % )
Ответить

Вернуться в «Двигатели и шпиндели»