Перейти к содержанию

Новая фича - Закладки

MihailSu

Шаговый vs Серво, сравнение, особенности, приемущества, недостатки и т.п.

Рекомендуемые сообщения

Добрый день, Товарищи.

Прошу проконсультировать знающих людей относительно особенностей работы шаговых и серводвигателей.

Вопрос терзающий меня звучит примерно так: "Возможно ли получить максимальный крутящий момент, точность, скорость разгона для шагового двигателя, если организовать его работу наподобие серво., путем использования энкодера в цепи обратной связи, и собственно систему обратной связи?". Речь идет конечно о сравнении сопоставимых по массогабаритам серво и шогового.

В моем понимании классический шаговик (скажем 200 имп/оборот) имеет те же физические принципы, что и асинхронный бесколлекторный сервомотор. Отличие лишь в количестве полюсов 200 и 3 соответственно.

И второй вопрос звучит так: "ВОзможно ли использовать в качестве сервомотора обыкновенный асинхронный двигатель?"

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

По поводу ответа на свой первый вопрос накопал тут http://cncmodelist.ru/stati/stati-po-rabote-s-chpu-stankom/88-shagoviy-dvigatel-cnc.

"При выборе шагового двигателя одной из важнейших характеристик является его скоростные качества, то есть зависимость момента на валу от скорости вращения. Сравнить и оценить эту характеристику можно зная значения сопротивления и индуктивности обмоток выбираемого двигателя. Чем больше соотношение R/L тем быстрее нарастает ток в обмотках и тем большую скорость вращения можно достичь без существенного падения момента. Объясняется это тем, что эквивалентная схема представляет собой последовательно соединенные индуктивность и омическое сопротивление, возникающая в цепи ЭДС самоиндукции препятствует изменению тока в цепи, замедляя его возрастание, а также спад тока при размыкании цепи. Ток не может вырасти мгновенно до номинального значения, а следовательно, крутящий момент двигателя тоже нарастает не мгновенно, а по экспоненте. При увеличении скорости вращения не только увеличивается скорость коммутации обмоток, но также уменьшается время, на которое подается напряжение на обмотку. При критической скорости ток в обмотке двигателя еще не успевает вырасти до номинального значения, а напряжение с обмотки уже снимается. Происходит снижение крутящего момента, двигатель начинает пропускать шаги. "

 

То есть вся проблема сводится к "грамотному" контроллеру с стабилизацией по току и мощным высоковольтным источником питания. Большее напряжения питания позволяет получать большую скорость нарастания тока в обмотках двигателя.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Михаил, скажите пожалуйста, а что у Вас на гугл санкции ввели?

 

Тема затерта до дыр. :)

https://www.google.r...%B5%D0%BB%D1%8C

Изменено пользователем ALEX_61

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мне кажется в первую очередь зависит от задач, потом в каком-то конкретном случае нужно уже сравнивать. А так просто спор, какой ниньзя сильнее - белый или черный.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Ладно, попробую перефразировать мучающую меня мысль:

"Возможно, ли использовать шаговый двигатель по тому же принципу, что и серводвигатель"

А именно:

1. Отказаться от собственных шаговых перемещений. Установить энкодер.

2. Использовать "правильный" контроллер с петлей ОС и стабилизацией по току.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Как по мне самое главное отличие - цена.

Шаговик можно выковырять из оргтехники,драйвер спаять на логике.

А серво - дешевле 12 тыс за бу комлект я не находил даже в Китае ,причем это по старым ценам.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

та ладно .... то-то в барахолке сервомоторы по 3 тр были.. за 10 я в нашей барахолке забрал 5-ую сигму на 850 ватт полностью комплектную...

ну и шаговики из принтера - они типа "на поиграть", не больше.. более менее нормальный шаговик уже и стоить будет нормально.. тот же 57STH76...

а более крупный формата NEMA34 - дык те вообще сопоставимы по стоимости с китайскими сервами.. плюс к нему еще драйверок нада купить - тоже

примерно равен по стоимости сервоусилку.. плюс еще блок питания.. тоже не самый дешовый....

 

короче при переходе на формат NEMA34 - лично я не вижу вообще смысла смотреть в сторону шаговиков..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Даже не знаю. Аналоговый усилок и серва вместе 90баксов брал.

Половина мотор, половина усилок... Усилок сделать можно самому. Баксов 15-20 по деталям

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

ВОзможно ли использовать в качестве сервомотора обыкновенный асинхронный двигатель

Да, без проблем. Системы от DeltaTau этим развлекаются. Только энкодер поставить надо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А теперь примитивный но действенный расчет причины падения момента/мощности шагового двигателя при повышении частоты.

Для примера возьмем шаговик FL 86 STH118 - 4208A

Шаг = 1,8град = 200 шагов/оборот

Ток фазы: Ip=4.2A

Сопротивление фазы: Rp=0.9Ом

Индуктивность фазы: Ip=6мГн.

Допустим запитали это добро от источника U = 48 В

Комплексное сопротивление обмотки фазы на частотах:

Z = Rp + 2*pi*F*Lp

100 об/мин = 1,667 Гц = 333,333 шаг/сек

Z(100) = 0.9 + 2*3.1415*333,333*6е-3 = 13,466 Ом

1000 об/мин = 16,67 Гц = 3333,333 шаг/сек

Z(1000) = 0.9 + 2*3.1415*3333,333*6е-3 = 126,56 Ом

3000 об/мин = 50 Гц = 10000 шаг/сек

Z(3000) = 0.9 + 2*3.1415*333,333*6е-3 = 377,88 Ом

Имеем следующие амплитудные значения тока в обмотках:

I(100) = U/Z(100) = 3.564 А

I(1000) = U/Z(1000) = 0,379 А

I(3000) = U/Z(3000) = 0,127 А

Что соответствует % от максимального тока:

84,8%

9%

3%

А теперь идем от обратного, ставим "правильный контроллер со стабилизацией по току.

Определим минимальное значение питающего напряжения для каждой частоты:

U(100) = Ip * Z(100) = 4.2 * 13.466 = 56.56 В

U(1000) = Ip * Z(1000) = 4.2 * 126,56 = 531,552 В

U(3000) = Ip * Z(3000) = 4.2 * 377,88 = 1594,656 В

 

Имы видим, что для скоростей около 1000 об/мин питающеее напряжение (532 В) уже становиться почти нереальным, и уж на 3000 об/мин это точно нереальное напряжение (1600 В).

А если помножит это на частоту этих напряжений 3,3кГц и 10кГц. Становиться понятно, что электронику такую сделать можно но много золота на это уйдет.

Вывод: Для устранения этих недостатков потребуется снижение индуктивности обмоток шагового двигателя, а в связи с количеством полюсов это приведет к снижению кол-ва витков и магнитного поля.

Следовательно шаговый двигатель можно использовать только как шаговый! (спасибо Кэп)

 

Переходим ко второму вопросу: "Возможно ли к асинхронному двигателю прислюнявить энкодер и использовать его как серво.?"

 

З.Ы. Любители потыкать в поисковик гугл, покажите мне где найти что-то похожее на эти рассуждения и выводы, везде только готовые постулаты, а почему так нигде нет ничего....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Что то начинает напоминать тему про пяти осевой станок с ЧПУ, которая закончилась постройкой трактора.

Без обид, посмотрите на ссылку которую вам дал выше, это в качестве примера того, что якобы этого ни где нет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Кстати насчет шагового движка посетила меня кретинская мысль что это у многовитковой обмотки высокая индуктивность а если разбить эту обмотку в пространстве и с изолированными магнитными полями то может удастся обойти тупик в индуктивности и поднять тягу и скорость движка? :crazy:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Даже не знаю. Аналоговый усилок и серва вместе 90баксов брал.

это что за серва ватт на 5?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

deltafox24, чего же. порядка 90-120 ватт японец щеточный. и усилок в30а8

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Кстати насчет шагового движка посетила меня кретинская мысль что это у многовитковой обмотки высокая индуктивность а если разбить эту обмотку в пространстве и с изолированными магнитными полями то может удастся обойти тупик в индуктивности и поднять тягу и скорость движка?

Я недавно экспериментировал с шаговиками.Соединяю обмотки последовательно и паралельно и соответственно ток ставил 3 и 6 ампер.Вроде как должна быть скорость вращения выше,но не тут то было - при паралельном соединении глючит...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
при паралельном соединении глючит...

 

значит обмотки разные - бракованный моторчик или просто не расчитан на то чтобы их параллелить..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Может кто помнит ВЦ времен СССР, там стояли миниЭВМ типа СМ4?

 

В них применяли цифровые магнитофоны и дисководы ИЗОТ, в которых стояли болгарские движки.

Такой движок вроде не редкость, часто их продают. Ну и что мешает вам его в качестве серводвигателя использовать. Также взять принтеры, копиры и т.д. В них то чаще всего как раз не шаговые движки стоят.

 

Шаговик, обычно, на подачу бумаги, бывает ставят.

Вообще что вам мешает самим контролер сделать?

 

Свободно здесь здесь, даже с коэфицентами. Может не такой мощности как вам нужно. Так дерзайте, экспериментируйте с большей мощностью.

Радиторы ставьте, мосфеты мощней, редукторы и т.д.

Рядом кстати там и тема как изготовить самодельный серводвигатель, не такой конечно как 400$ баксов, но тоже ведь работает. Щетки сотрутся, поменяете.

 

Я уже замучился сервоконтролеры по заказам собирать, особо страждующим, у кого проблемы с комплектухой. Тот правда где то 214 ватт.

 

Вечно у вас какие то проблемы. Как будто станки, для производства космических аппаратов делаете.

Для хобби и дома, подходят. Для производства, заказывайте у разработчиков, по спец. заказам контролеры за большие деньги.

 

Вот это кстати на фото, что по вашему?

post-6372-073223000 1423632441_thumb.jpg

Изменено пользователем Ermak23

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А это видео уже станка, контролеры самодельные, серводвигатели самодельные и к тому же еще и шпиндель тоже самодельный из головки видика.

 

http://video.rutube....f58a58c5bdbf198

 

А делать серводвигатель из дорогого шагового, вообще не пойму.

Тут как раз обратное, экономия на двигателях и контролерах для них, после последнего взлета курса доллара.

 

Сейчас получается, дешевле как раз сервы. По крайней мере у меня так. Не знаю как у вас.

 

Нужно будет еще, тему по самодельным шпинделям открыть. Они тоже дорогими стали.

Но можно выход найти. Что и успешно делают.

Изменено пользователем Ermak23

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А это видео уже станка, контролеры самодельные, серводвигатели самодельные и к тому же еще и шпиндель тоже самодельный из головки видика.

 

http://video.rutube....f58a58c5bdbf198

 

А делать серводвигатель из дорогого шагового, вообще не пойму.

Тут как раз обратное, экономия на двигателях и контролерах для них, после последнего взлета курса доллара.

 

Сейчас получается, дешевле как раз сервы. По крайней мере у меня так. Не знаю как у вас.

 

Нужно будет еще, тему по самодельным шпинделям открыть. Они тоже дорогими стали.

Но можно выход найти. Что и успешно делают.

и какой мощности движками эта схемка управляет? а энкодер на сколько линий?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.