È possibile guidare un motore passo-passo superiore a 1000 giri / min?


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  • Come ho potuto raggiungere questo obiettivo?
  • Quali sono i fatti del motore passo-passo e senza principio che devo tenere a mente per progettare un circuito per raggiungere questo obiettivo?
  • Ci sono alternative e circuiti readymade / open source disponibili per raggiungere questo obiettivo?
  • Devo avvicinarmi alla progettazione di motori passo-passo con o senza ingranaggi?

Risposte:


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Come posso guidare un motore passo-passo superiore a 1000 giri / min?

Un motore a 200 passi per giro, funzionante a 1.000 giri / min, deve avere un motore passo-passo in grado di compiere passi completi a 3,4 kHz, che rientra ampiamente nell'intervallo della maggior parte dei circuiti di azionamento del motore.

Tuttavia, tieni presente che se avvii il motore a 3,4kHz, vibrerà semplicemente a causa dell'inerzia: non avvii un'auto a 60 miglia all'ora, inizi a 0 e acceleri fino a 60 MPH, altrimenti basta girare le gomme.

Quindi devi progettare il tuo circuito per aumentare la frequenza da 0 a 3,4 kHz abbastanza lentamente da consentire al motore di tenere il passo. Ciò significa che dovrai anche tener conto dell'intera trasmissione: motore passo-passo, ingranaggi, cinghie e qualsiasi altra cosa si muova il motore passo-passo. Questa potrebbe essere una piattaforma di grandi dimensioni se stai eseguendo il controllo numerico e l'inerzia potrebbe richiedere un rallentamento molto lento per evitare di saltare i passaggi.

Infine, se il motore non è abbastanza potente da spostare il carico a 1.000 giri / min, è necessario un motore passo-passo più potente. La coppia diminuisce all'aumentare della velocità a causa delle perdite interne del motore.

Quali sono i fatti del motore passo-passo e senza principio che devo tenere a mente per progettare un circuito per raggiungere questo obiettivo?

Gecko ha una discreta introduzione di base ai motori passo-passo . Il design dell'alimentatore, abbinando l'azionamento al motore in modo da non perdere troppa potenza in problemi di mancata corrispondenza, ecc. Sono coperti in termini molto basilari. Una volta comprese le basi, porre domande più dettagliate per risposte specifiche.

Ci sono alternative e circuiti readymade / open source disponibili per raggiungere questo obiettivo?

Se stai eseguendo un progetto a bassa potenza, il progetto RepRap ha alcuni driver del motore passo-passo ragionevoli. In alternativa, una semplice ricerca su Google fornisce molte informazioni sul driver stepper open source.

Dal momento che non fornisci ulteriori dettagli su ciò che stai guidando e quale motore stai usando, non posso suggerire nulla di specifico.

Devo avvicinarmi alla progettazione di motori passo-passo con o senza ingranaggi?

Non in termini di design del conducente, l'unica differenza è che un treno di ingranaggi aggiunge più massa alla linea di trasmissione, richiedendo un tempo di accelerazione più lento.

Tuttavia, più grande è il treno di ingranaggi, maggiore è il gioco che potresti riscontrare, quindi c'è molto di più nel design meccanico se hai bisogno di velocità e precisione.

Ma il design del driver stepper è lo stesso in entrambi i casi.

Se vuoi più velocità e / o potenza, dovresti considerare i servomotori CNC anziché gli stepper.


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Il link al documento di Gecko è morto.
abdullah kahraman,

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@abdullahkahraman Ho aggiornato il link. Se si romperà di nuovo in futuro, la ricerca di "guida di base per motori pdf guida" dovrebbe far apparire.
Adam Davis,

L'ho corretto ancora una volta, poiché il PDF è stato rimosso e una versione HTML è disponibile in questo momento.
Sottomissione Sebastian

In risposta a una domanda che solleva preoccupazioni sulla guida di uno stepper a velocità che non menziona in modo specifico l'induttanza di avvolgimento o il superamento con driver di taglio a tensione più elevata, questo è un po 'incompleto per meritare il numero di voti che ha ricevuto. L'affermazione secondo cui "la coppia diminuisce con la velocità" non è fondamentale, ma piuttosto il risultato di non adottare misure per superare l'induttanza dell'avvolgimento, che quando si guida con solo la tensione di regime costante limita l'aumento di corrente dopo ogni fase e quindi la coppia prodotta; se la corrente nominale è forzata da una tensione maggiore, la coppia non diminuisce.
Chris Stratton,

@ChrisStratton Hai ragione. Questa domanda è molto semplice e la risposta è altrettanto semplice. Potrebbe essere utile elaborare un'altra domanda approfondendo la progettazione del driver passo-passo ad alta velocità alla quale è possibile rispondere e fornire i dettagli necessari per creare un tale sistema.
Adam Davis,

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Se stai cercando di guidare un motore passo-passo ad alta velocità, dovresti davvero utilizzare un circuito di pilotaggio a corrente costante, poiché la tensione richiesta per funzionare ad alte velocità sarà molto maggiore di quella richiesta a basse velocità e poiché guida abbastanza tensione per un funzionamento ad alta velocità in un motore in stallo lo distruggerebbe rapidamente se la corrente non fosse limitata. Se viene utilizzata un'alimentazione a corrente limitata, il motore dovrebbe continuare a fornire la coppia prevista fino a quando non funziona abbastanza velocemente da raggiungere la tensione di conformità dell'alimentazione.


Penso che ciò che questa risposta propone sia di utilizzare un circuito di pilotaggio in grado di funzionare con un'alimentazione di tensione molto più alta per "superare" l'induttanza degli avvolgimenti stepper nel raggiungere un nuovo livello di corrente all'inizio di ogni passaggio. Una volta raggiunto quel livello corrente, il driver mantiene tale livello tagliando (= PWMing la tensione sull'avvolgimento). Questa è la modalità operativa per molti chip driver stepper, come A4988 e compatibili, e vari driver stepper Toshiba più grandi ....
gwideman

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Sono disponibili in commercio ottime schede driver a corrente costante. Ma c'è un limite a ciò che la tensione può realizzare nei modi di superare l'induttanza. Ad un certo punto la selezione del motore diventa estremamente importante. Non conosco la tua applicazione, ma il motore a induzione più basso che soddisfa i tuoi requisiti di coppia è il migliore per la velocità, ma questo potrebbe significare un caso motore di grandi dimensioni con un'inerzia elevata in quanto utilizzerà la leva dal diametro o l'attrazione su un relutor lungo per ottenere invece la coppia di un forte elettromagnete. Se un motore di piccole dimensioni come un nema 17 funzionerà con la coppia, potresti trovarli con un conteggio dei passi inferiore come 100 o 64. Un conteggio dei passi inferiore aiuterebbe con la velocità.

Dai un'occhiata a www.mycncuk.com/1524-What-size-stepper-motor-do-i-nene per i calcoli


Post molto vecchio, ma ho scoperto che l'induttanza e la RMF non sono così importanti come sono fatte per essere. Senza un carico significativo, oggi sono riuscito a guidare una SL42STH40 a 11'000 giri / min. Alimentazione a 32 V, DRV8825 in modalità passo-passo completa e generazione del segnale passo-passo basato su timer / interruzione AVR.
Dow
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