Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и прочее

Шаговые и серво двигатели, шпиндели, инверторы.
xentaur
Опытный
Сообщения: 178
Зарегистрирован: 09 ноя 2010, 02:29
Репутация: 1
Откуда: Украина Харьков
Контактная информация:

Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и прочее

Сообщение xentaur »

Часто на форуме спрашивают совета по выбору шаговиков.
"Я нашёл такой-то шаговик. Потянет ли он ...?"
"Мне нужен такой шаговик, чтобы портал летал очень быстро. Какой выбрать из А Б В Г?"
"У меня сейчас ХХХХ шаговики, хочу ТАКИЕ поставить. Лучше будет или нет?"

Попал ко мне в руки хороший (на мой взгляд) каталог шаговиков с кучей графиков. Вот первая компиляции графиков для одной небольшой серии шаговиков.
torque_1.png (49909 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=5896&sid=e84713038fd1aa0f4af0c4bbe3e2e3d0&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (15.94 КБ)</a>
Здесь первый и третий график для одного и того-же шаговика.
NEMA23 52мм длина
01_NEMA23.png
01_NEMA23.png (7.9 КБ) 49885 просмотров
По графикам очевидно и понятно, что для небольшого станочка лучше второй мотор - даже в последовательном включении характеристика момента у него выше, чем у первого при одинаковом напряжении питания и модели драйвера. Только применение высоковольтного драйвера "спасёт" второй шаговик от поражения. И конечно же высоковольтный драйвер подойдет и к первому (Я не знаю ограничения параметров таких драйверов, может и не всегда можно :wik: ).
Модели моторов Я специально затёр.


P.S. Хочу сделать компиляцию таких графиков, для моторов в разных типоразмерах и параметрами.

P.P.S. Что за параметр detent torque? Кто точно знает - сообщите. Википедию по шаговикам не предлагать.
Нашёл, что это "The minimal torque present in an unenergized motor. The detent torque of a stepping motor is typically about 1% of its static energized torque". Минимальный момент "удержания" обесточенного мотора. Похоже на правду.
Последний раз редактировалось xentaur 14 июн 2012, 23:12, всего редактировалось 5 раз.
Аватара пользователя
Nick
Мастер
Сообщения: 22750
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Репутация: 1708
Заслуга: Developer
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момеет, скорость и пр

Сообщение Nick »

Занятно, а какие рассматриваются шаговики?
xentaur писал(а): Хочу сделать компиляцию таких графиков, для моторов в разных типоразмерах и параметрами.
С нетерпением ждем :)
aftaev
Зачётный участник
Зачётный участник
Сообщения: 32753
Зарегистрирован: 04 апр 2010, 19:22
Репутация: 5870
Откуда: Казахстан. Шымкент
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение aftaev »

Если бы производители графики реальные выкладывали. Если они в фотошопе вывески рисуют, что стоит графики от фонаря нарисовать :)
Дилетанту сложные вещи кажутся очень простыми, и только профессионал понимает насколько сложна самая простая вещь
Кто хочет - ищет возможности, кто не хочет - ищет оправдание.
Найди работу по душе и тебе не придется работать.
xentaur
Опытный
Сообщения: 178
Зарегистрирован: 09 ноя 2010, 02:29
Репутация: 1
Откуда: Украина Харьков
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение xentaur »

aftaev писал(а):Если бы производители графики реальные выкладывали. Если они в фотошопе вывески рисуют, что стоит графики от фонаря нарисовать :)
Всё может быть. Эти графики от очень известной фирмы. Думаю можно верить. Но самое главное - Я хочу показать, что высокий момент удержания - один из самых последних параметров шаговика в приводах подач.

Продолжение следует.

P.S. Какие типоразмеры наиболее интересны?
aftaev
Зачётный участник
Зачётный участник
Сообщения: 32753
Зарегистрирован: 04 апр 2010, 19:22
Репутация: 5870
Откуда: Казахстан. Шымкент
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение aftaev »

xentaur писал(а):P.S. Какие типоразмеры наиболее интересны?
да все от Nema17 до Nema42 а главное индуктивность :)
Дилетанту сложные вещи кажутся очень простыми, и только профессионал понимает насколько сложна самая простая вещь
Кто хочет - ищет возможности, кто не хочет - ищет оправдание.
Найди работу по душе и тебе не придется работать.
kernel
Опытный
Сообщения: 158
Зарегистрирован: 12 мар 2011, 15:48
Репутация: 17
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение kernel »

Вообще если делать как положено при расчетах МРС, то просто считается момент на винте (при необходимой нагрузке (тяговом усилии при наиболее нагруженных режимах резания)) и смотрят по графику на конкретный двигатель на каких оборотах ШД будет держать этот момент (с запасом, естест-но), при этом опираясь на нужную скорость подачи.
Аватара пользователя
Тима
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3140
Зарегистрирован: 01 мар 2012, 20:47
Репутация: 1088
Настоящее имя: Тимур
Откуда: КБР
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение Тима »

aftaev писал(а):а главное индуктивность
aftaev, разъясни, на что влияет индуктивность ШД?
Дорогу осилит идущий!
Я все пойму, Вы только дайте денег!!!
aftaev
Зачётный участник
Зачётный участник
Сообщения: 32753
Зарегистрирован: 04 апр 2010, 19:22
Репутация: 5870
Откуда: Казахстан. Шымкент
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение aftaev »

Тима писал(а):aftaev, разъясни, на что влияет индуктивность ШД?
на обороты, а точнее сколько вольт нужно подавать на драйвер/двиг. Большого размера двигатели имеют как правило больше индуктивность потому они медленне крутяться.

К примеру если взять драйвер шагового+БП и к ним подключить по очереди разные по индукивности двигатели, они будут иметь разные максимальные обороты при одинаково напряжении питания.
Есть формулы для рсчета напряжения от индуктивности. Как найду выложу.
Дилетанту сложные вещи кажутся очень простыми, и только профессионал понимает насколько сложна самая простая вещь
Кто хочет - ищет возможности, кто не хочет - ищет оправдание.
Найди работу по душе и тебе не придется работать.
Steel.ne
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 112
Зарегистрирован: 21 апр 2012, 22:52
Репутация: 3
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение Steel.ne »

Я не aftaev, но пару копеек вставлю )
Величина магнитного поля прямо пропорциональна току в катушке и количеству витков. Соответственно, чтобы получить мощное поле есть два пути - увеличить ток или увеличить количество витков. При увеличении тока после определенного предела упираемся в сопротивление (и сечение) подводящих проводов, потери на коммутации и т.д. Поэтому надо увеличивать количество витков. Когда увеличиваем количество витков, ясное дело, увеличивается индуктивность. А увеличивается она уже не линейно, а квадратично.

И вот теперь, чтобы во время шага (при больших скоростях это достаточно короткий импульс) создать требуемый ток, приходится подавать повышенное напряжение. А значит и использовать высоковольтные драйвера.
kernel
Опытный
Сообщения: 158
Зарегистрирован: 12 мар 2011, 15:48
Репутация: 17
Откуда: Красноярск
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение kernel »

Проще говоря, речь идет о скорости нарастания тока в обмотках в зависимости от напряжения -)
Steel.ne
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 112
Зарегистрирован: 21 апр 2012, 22:52
Репутация: 3
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение Steel.ne »

kernel писал(а):Проще говоря, речь идет о скорости нарастания тока в обмотках в зависимости от напряжения -)
конечно. Но если так ответить, то следующим вопросом был бы - "а почему не делать безындукционные двигатели?" ))
aftaev
Зачётный участник
Зачётный участник
Сообщения: 32753
Зарегистрирован: 04 апр 2010, 19:22
Репутация: 5870
Откуда: Казахстан. Шымкент
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение aftaev »

Steel.ne писал(а):а почему не делать безындукционные двигатели?
попробуй мож получиться :)
Дилетанту сложные вещи кажутся очень простыми, и только профессионал понимает насколько сложна самая простая вещь
Кто хочет - ищет возможности, кто не хочет - ищет оправдание.
Найди работу по душе и тебе не придется работать.
Аватара пользователя
Тима
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3140
Зарегистрирован: 01 мар 2012, 20:47
Репутация: 1088
Настоящее имя: Тимур
Откуда: КБР
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение Тима »

Cпасибо за разъяснение!
Дорогу осилит идущий!
Я все пойму, Вы только дайте денег!!!
Аватара пользователя
Fisher
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3392
Зарегистрирован: 09 апр 2012, 12:39
Репутация: 424
Откуда: Киров
Контактная информация:

Re: Типы передач [Нужна помощь в оформлении]

Сообщение Fisher »

Определение крутящего момента шагового двигателя в реечной передаче.
Вложения
Определение крутящего момента.JPG (49758 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=6603&sid=e84713038fd1aa0f4af0c4bbe3e2e3d0&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (85.5 КБ)</a>
www.cncru.ru - все виды станков с ЧПУ. Комплектующие.
Аватара пользователя
Fisher
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3392
Зарегистрирован: 09 апр 2012, 12:39
Репутация: 424
Откуда: Киров
Контактная информация:

Re: Типы передач [Нужна помощь в оформлении]

Сообщение Fisher »

Определение крутящего момента шагового двигателя в системах с винтовой передачей
Вложения
Определение крутящего момента шагового двигателя в системах с винтовой передачей.JPG (49758 просмотров) <a class='original' href='./download/file.php?id=6604&sid=e84713038fd1aa0f4af0c4bbe3e2e3d0&mode=view' target=_blank>Загрузить оригинал (46.61 КБ)</a>
www.cncru.ru - все виды станков с ЧПУ. Комплектующие.
Аватара пользователя
Fisher
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3392
Зарегистрирован: 09 апр 2012, 12:39
Репутация: 424
Откуда: Киров
Контактная информация:

Re: Типы передач [Нужна помощь в оформлении]

Сообщение Fisher »

Особенности работы ШД предъявляют весьма жесткие требования к согласованию параметров выбираемого двигателя с заданной нагрузкой. Это особенно актуально в разомкнутых системах дискретного привода, когда пропуск двигателем хотя бы одного управляющего импульса приводит к ошибке преобразования электрического сигнала управления в угол, который система исправить не в состоянии. Проверку на нагрев шаговых двигателей обычно не производят, так как они рассчитаны на длительный режим прохождения импульсов тока по обмоткам управления.

При выборе шагового двигателя, прежде всего, следует ориентироваться на потребляемую приводом (двигатель + блок управления) из сети мощность, величину напряжения питания, требуемый крутящий момент на выходном валу, скорость вращения вала и момент инерции нагрузки. Для одного и того же привода, при разных величинах напряжения питания, потребляемая мощность привода P=U*I (напряжение*ток) различается. Например, привод D5779 при напряжении питания 50В потребляет из сети 150Вт, при напряжении питания 30В – 90Вт. КПД шаговых приводов в диапазоне частот 1 - 5КГц, как и КПД синхронных двигателей с постоянными магнитами составляет 80-90%.

Мощность на выходном валу привода P=M*ω (крутящий момент*угловая скорость). Очевидно, что мощность на выходном валу не может превышать потребляемую из сети мощность.

Закон сохранения энергии для системы, состоящей из двигателя и нагрузки на валу, повернувшейся на один полушаг, выглядит следующим образом:

Mдвигателя*φ=0,5*J*ω2 + Mнагрузки*φ + Ммагн*φ +Мтрения*φ

где φ - угол поворота

J – приведенный к валу момент инерции системы

ω – угловая скорость

Mнагрузки – момент нагрузки

Ммагн – момент сопротивления, создаваемый постоянными магнитами двигателя, примерно 5% от величины Mдвигателя

Мтрения – момент трения в системе

Отсюда максимальная скорость, с которой может сделать первый шаг шаговый двигатель в системе с приведенным к валу моментом инерции J и нагруженный моментом Mнагрузки :

ω =(2*φ*(Mдвигателя – Mнагрузки – Ммагн – Мтрения)/J)1/2

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.

Когда требуемый момент, определен, выбор шагового двигателя зависит от предпочтительных габаритов, присоединительных размеров, цены двигателя и блока управления для него.

Если блок управления уже есть (или выбран), необходимо, чтобы ток фазы шагового двигателя не превышал возможности блока управления. Также нужно иметь ввиду число выводов, которые можно подключить к имеющемуся блоку управления.

Всё отсюда
Сообщения перенесены из темы: Типы передач [Нужна помощь в оформлении] #87
--Nick
www.cncru.ru - все виды станков с ЧПУ. Комплектующие.
Nikita
Кандидат
Сообщения: 41
Зарегистрирован: 12 июл 2012, 22:38
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение Nikita »

А что такое: ''число заходов'"?
Аватара пользователя
Fisher
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3392
Зарегистрирован: 09 апр 2012, 12:39
Репутация: 424
Откуда: Киров
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение Fisher »

Резьбы бывают одно-, двух-, трех- и более заходные. Число заходов = число спиралей резьбы.
www.cncru.ru - все виды станков с ЧПУ. Комплектующие.
Nikita
Кандидат
Сообщения: 41
Зарегистрирован: 12 июл 2012, 22:38
Репутация: 0
Контактная информация:

Re: Как выбрать шаговый двигатель. Про момент, скорость и пр

Сообщение Nikita »

подскажите кто знает: при сборке станка возникла проблема: шаговый двигатель FL86ST94-2006B выдает очень маленькую скорость перемещения на винту ШВП (длина 1,3м диаметр 12мм, шаг 5мм). драйвер стоит TB6560HQT 4V3 (красная
плата), блок питания S-350-24.максимальная скорость передвижения получается 550 мм/мин. надо разогнать хотя бы до 2000 мм/мин (лучше до 5000-7000). есть какие нибудь пути решения или стоит поискать другой? может есть какой нибудь редуктор, посоветуйте как быть лучше при минимальных затратах.
Вложения
red20TB6560HQT204V3.pdf
(1.16 МБ) 17948 скачиваний
FL86ST94-1006A.pdf
(220.15 КБ) 1147 скачиваний
Ответить

Вернуться в «Двигатели и шпиндели»