Подбор меленького ШД

Шаговые и серво двигатели, шпиндели, инверторы.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Хочу заменить электромагнит на гидрораспределителе на ШД вкупе с ШВП. В электротехнике плаваю...
Рассчитал осевую силу: F = 130Н. Для ШВП d6 крутящий момент на валу должен быть М = 225 грамм*см.
Подобрал вот такой двигатель.https://stepmotor.ru/%D0%BA%D0%B0%D1%82 ... 45-0956-ab
Правильно я понимаю,что если ток/фаза I = 0,95A, а сопротивление/фаза R = 3,4 Ом, то требуемое напряжение U = 0,95*3,4 = 3,23 В?
мне предлагают вот такой драйвер https://www.shop.zetek.ru/shop/stepper_ ... 0vdc_1_5a/
Напряжение у него 10-40В. Он не спалит мне двигатель? Да и зачем мне пытаются всунуть такой драйвер - ума не приложу.
Я ограничен по мощности и нужно уложиться в 3-5 Вт.

И еще, ход золотника в распределителе 2- 4 мм. Золотник должен преодолеть 2 мм за хотя бы 0,1сек. Шаг у ШВП 1 мм, т.е. ШД должен разогнаться до 1200 об/ мин за это время. Понятно, что он не успеет, но, в принципе, по времени можно подвинуться, хотя стремиться к этому пределу желательно. Может по разгону есть более оптимальный двигатель чем ШД?
Аватара пользователя
Леонид Владимирович
Мастер
Сообщения: 283
Зарегистрирован: 07 дек 2018, 09:11
Репутация: 25
Настоящее имя: Леонид Владимирович
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Леонид Владимирович »

Что-то дорогой он у вас, посмотрите других поставщиков.
Двигатель таких габаритов должон порядка 10 об/сек с места давать без предварительного разгона, если шаг ШВП не менее 2 мм, то успеете.
Для того и наприяжение большое берут, а насчёт погорания не беспокойтесь - двигатели палит не напряжение, а ток.
За такую цену можно взять двигатель 42 габарита уже с винтом Т8*8 на валу и гайкой с моментом 7 кгс/см.
Щас такие драйвера на токи до 5 А 500 - 700 рублей стоят, на каких-то людоедов Вы нарвались.
Если ограничены по мощности, рассмотрите вариант коллекторного микроэлектродвигателя с редуктором.
Должно быть у других людей слишком длинная жизнь, если они могут себе позволить фрезеровать на скорости меньше 10 м/мин...
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
Сообщения: 8856
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Репутация: 2770
Откуда: Тюмень

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Сергей Саныч »

Всё правильно Леонид Владимирович сказал.
Только вы учитываете, что кроме драйвера потребуется еще и управляющий контроллер, который бы импульсы шага выдавал?
Что до драйвера, вам подойдет даже что-нибудь вроде платки на DRV8825 - на Али они по 60-70 рублей лежат.
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
arkhnchul
Мастер
Сообщения: 1768
Зарегистрирован: 01 фев 2016, 13:56
Репутация: 337
Откуда: москва
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение arkhnchul »

а может это, готовый мелкий актуатор воткнуть? типа того https://www.aliexpress.com/item/32688359779.html
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
Сообщения: 1436
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Репутация: 244
Настоящее имя: Виталий
Откуда: РБ Минск
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Mamont »

Кварк писал(а): Хочу заменить электромагнит на гидрораспределителе на ШД вкупе с ШВП
решение мягко говоря необычное.
чем не угодил электромагнит? много тока потребляет? - наверняка есть гидрораспределители с пилотным управлением, но они требуют чтобы давление в магистрали было не меньше определенного значения.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Леонид Владимирович писал(а):Если ограничены по мощности, рассмотрите вариант коллекторного микроэлектродвигателя с редуктором.
Коллекторные же недолговечны?
В чем он лучше шагового? Мне важна точность позиционирования, т.к. ЭГР пропорциональный.
Леонид Владимирович писал(а):Что-то дорогой он у вас, посмотрите других поставщиков.
Цена пока неважна.
Леонид Владимирович писал(а):Двигатель таких габаритов должон порядка 10 об/сек с места давать без предварительного разгона, если шаг ШВП не менее 2 мм, то успеете.
Как это "без предварительного разгона"? А у коллекторного двигателя лучше характеристика по разгону?
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Сергей Саныч писал(а):Только вы учитываете, что кроме драйвера потребуется еще и управляющий контроллер, который бы импульсы шага выдавал?
Ну вот такой думаю подойдет. https://ru.aliexpress.com/item/32331555799.html
Сергей Саныч писал(а):Что до драйвера, вам подойдет даже что-нибудь вроде платки на DRV8825 - на Али они по 60-70 рублей лежат.
Дешевенький и ничего лишнего. Думаю, неплохой вариант.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

arkhnchul писал(а):а может это, готовый мелкий актуатор воткнуть? типа того
По точности позиционирования большие сомнения. Мне точность нужна.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Mamont писал(а):решение мягко говоря необычное.
чем не угодил электромагнит? много тока потребляет? - наверняка есть гидрораспределители с пилотным управлением, но они требуют чтобы давление в магистрали было не меньше определенного значения.
Электромагнит - это силовое замыкание: усилие, развиваемое электромагнитом преодолевает сопротивление пружины и сопротивление создаваемое потоком жидкости. Сопротивление потока условно представляем как пружину с непостоянными параметрами. Меняются параметры этой пружины, требуется коррекция тока в катушках магнита.
В случае привода ШД+винт-гайка замыкание можно считать геометрическим: изменение параметров "жидкостной" пружины пренебрежимо мало влияет на фактическое положение золотника. Я забыл сказать, что ЭГР хочу спроектировать пропорциональный.
Ну и по КПД хочу выиграть. Сейчас как раз и есть двухкаскадный ЭГР, и расчеты я пока провожу для пилотного. Но в перспективе, если мощность позволит, хочу убрать пилотный. Выгода очевидна.
Последний раз редактировалось Кварк 16 ноя 2019, 09:09, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Леонид Владимирович писал(а):Для того и наприяжение большое берут, а насчёт погорания не беспокойтесь - двигатели палит не напряжение, а ток.
То есть, если подключить драйвер, который выдает напряжение 10В, к ШД, который требует 3В, то ничего не сгорит?

Из электрогидродинамической аналогии: напряжение это аналог перепада давления. А какая аналогия с требуемым напряжением двигателя? Никакой?
Сила тока - расход. Если мы пустим большой расход в гидродвигатель, то он перегреется за счет больших гидропотерь, так? Гидропотери суть сопротивление R в электротехнике?
Но, по формуле Пуазейля, расход зависит от перепада давления, при неизменных других параметрах, и сила тока зависит от напряжения.
Драйвер "толкает" ток в двигатель при перепаде давления (напряжения) U. Диаметр трубы (провода) таково, что при таком перепаде создается ток, зависящий от размера трубы (проводника). Q = (P1-P2)*π*r^4/8ηL.
Если мы увеличим перепад, то увеличится и ток?
Правильно? Но тогда и потери увеличатся, следовательно и нагрев.
Выходит, что небезразлично какое напряжение мы подаем?
Где ошибка у меня?
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Вот нашел движок на 12 В.
https://www.ebay.com/itm/New-Nema11-Hyb ... 3353214521
у него ток 0,67А, т.е. мощность 12 В * 0,67 А = 8 Вт при моменте 0,6кг*см. (хотя заявлена 5Вт, почему расхождение?)
а если требоваться будет момент 0,23 кг*см, то он будет потреблять меньше мощности прямопропорционально?
Т.е. Iном/Iпотребно = Mном/Мпотребный, т.е. I потребный = (Мпотребный/Мном)*Iном = (0,23/0,6)*0,67А = 0,25А, так?
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Сергей Саныч писал(а):Что до драйвера, вам подойдет даже что-нибудь вроде платки на DRV8825 - на Али они по 60-70 рублей лежат.
Он за такие деньги работать то хоть будет?)) Есть опыт применения?
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
Сообщения: 1436
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Репутация: 244
Настоящее имя: Виталий
Откуда: РБ Минск
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Mamont »

Кварк писал(а): Из электрогидродинамической аналогии: напряжение это аналог перепада давления. А какая аналогия с требуемым напряжением двигателя? Никакой?
Лучше рассматривай модель поршневого двигателя.
*Подал давление в одну камеру, другую камеру на слив - поршень двигается в одну сторону. Наоборот-в другую.
*Поршень имеет значительную массу, он будет нехотя разгоняться от приложенной разницы давлений. Чем больше разница давлений, тем быстрее будет разгоняться и тормозить
*Масса поршня это индуктивность двигателя. Чем меньше масса, тем быстрее сможет двигаться.
*В выходу поршня подключен маховик, который тоже имеет большую массу. Его масса это аналог момента инерции ротора. Если начать быстро дергать туда-сюда давление, поршень не сможет совершить цикл и маховик не провернется, будет жужжать на месте. Маленькие двигатели могут моментально набрать скорость, большим надо постепенно увеличивать частоту.

обычно двигатель запитывают напряжением раз в 20-100 больше чем будет в установившемся режиме U=I*Rобмотки
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
Сообщения: 1436
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Репутация: 244
Настоящее имя: Виталий
Откуда: РБ Минск
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Mamont »

Кварк писал(а): у него ток 0,67А, т.е. мощность 12 В * 0,67 А = 8 Вт при моменте 0,6кг*см. (хотя заявлена 5Вт, почему расхождение?)
а если требоваться будет момент 0,23 кг*см, то он будет потреблять меньше мощности прямопропорционально?
Т.е. Iном/Iпотребно = Mном/Мпотребный, т.е. I потребный = (Мпотребный/Мном)*Iном = (0,23/0,6)*0,67А = 0,25А, так?
Он будет потреблять такой ток, на который настроен драйвер. А драйвер будешь настраивать ты. А настроишь почти на максимум, чтобы исключить срыв оборотов и потерю позиции.
arkhnchul
Мастер
Сообщения: 1768
Зарегистрирован: 01 фев 2016, 13:56
Репутация: 337
Откуда: москва
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение arkhnchul »

Кварк писал(а):По точности позиционирования большие сомнения. Мне точность нужна.
предупреждать надо) я так понял, что нужны были два положения, раз планируется заменить электромагнит.
Кварк писал(а):То есть, если подключить драйвер, который выдает напряжение 10В, к ШД, который требует 3В, то ничего не сгорит?
двигатель не "требует" три вольта, это напряжение на обмотках при паспортном токе - значение чисто справочное.
Кварк писал(а):Из электрогидродинамической аналогии...
Где ошибка у меня?
в том, что вы рассматриваете установившиеся режимы. Вот у нас есть две камеры - в одной 12 Атм (источник питания), во второй ноль и она несколько открыта наружу (это пусть будет обмотка), между ними клапан (драйвер) и дроссель (индуктивность обмотки). Вот мы открыли клапан (драйвер подал напряжение на обмотку) - давление во второй камере не стало внезапно равным давлению в первой, оно только начало нарастать. За превышением давления второй камеры следит умный клапан. Чем больше давление в первой камере, тем быстрее вторая наберет нужное - для этого и нужно питание драйвера заметно больше справочного напряжения обмоток, это дает лучшую динамику.
Кварк писал(а):Он за такие деньги работать то хоть будет?)) Есть опыт применения?
миллионы 3д принтеров на них работают. Драйвера сии любят перегреваться, ибо китайцы паяют их неправильно - радиатор должен стоять с обратной стороны платы, на пузе чипа, а не на пластиковом корпусе. А так в кратковременном режиме ничего ему не должно сделаться.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
Сообщения: 8856
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Репутация: 2770
Откуда: Тюмень

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Сергей Саныч »

Кварк писал(а):Он за такие деньги работать то хоть будет?)) Есть опыт применения?
Есть. Работает.
arkhnchul писал(а):Драйвера сии любят перегреваться, ибо китайцы паяют их неправильно - радиатор должен стоять с обратной стороны платы, на пузе чипа, а не на пластиковом корпусе
Для Nema11, скорее всего даже радиатор не потребуется (но лучше поставить). Маленький радиатор обычно идет в комплекте с драйвером, можно приклеить хоть на корпус микросхемы, хоть под плату, правда, во втором случае хуже будет рассеиваться тепло.
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
arkhnchul
Мастер
Сообщения: 1768
Зарегистрирован: 01 фев 2016, 13:56
Репутация: 337
Откуда: москва
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение arkhnchul »

Сергей Саныч писал(а):правда, во втором случае хуже будет рассеиваться тепло
будет лучше - нижний пад для этого и предназначен, кристалл сидит непосредственно на нем. К пластиковому корпусу радиаторы приходится клеить потому, что китайцы.

вместо ШВП действительно лучше трапецию, можно прям на двигателе - https://www.aliexpress.com/item/32994914921.html
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

выходу поршня подключен маховик, который тоже имеет большую массу. Его масса это аналог момента инерции ротора. Если начать быстро дергать туда-сюда давление, поршень не сможет совершить цикл и маховик не провернется, будет жужжать на месте. Маленькие двигатели могут моментально набрать скорость, большим надо постепенно увеличивать частоту.

обычно двигатель запитывают напряжением раз в 20-100 больше чем будет в установившемся режиме U=I*Rобмотки



То есть, если я выберу двигатель на который требуется 3в, то подавать нужно все 40 в на драйвер? Для чего тогда пишут напряжение в паспорте? (Правда, не всегда пишут ).
Про то, что маховик не стронется, если частота изменения направления будет высокой это про постоянную времени, или я неправильно ее понимаю?
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

Дроссель это же суть сопротивление, а индуктивность аналог инерции?
цитировать не могу с телефона, - выше писали, что дроссель - аналог индукции.
Аватара пользователя
Кварк
Мастер
Сообщения: 247
Зарегистрирован: 11 мар 2019, 04:46
Репутация: 11
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Подбор меленького ШД

Сообщение Кварк »

А чем трапеция лучше?
гайка в корпусе, скорее всего, не подойдет: я хочу ее колебать на несколько десятых градуса, чтобы золотник никогда не был в покое.
Ответить

Вернуться в «Двигатели и шпиндели»