шаговые двигатели: как подобрать необходимую мощность?

[vovsenet]

Здравствуйте.
Столкнулся с такой проблемой, вроде как элементарной, но очень сильно споткнулся на ней и не пойму в чём проблема.
Подскажите пожалуйста, кто имеет опыт с шаговыми двигателями с различными вариантами источника управления драйверами этих шаговиков.
Рассказываю. Поступила задача сделать миниатюрные (буквально 50 см длины) ленточные конвейеры для переноса пустой пластиковой бутылки с выдувной машины на пластинчатый транспортёр, который по уровню находится чуть ниже. Два одинаковых конвейера стоят напротив друг друга и вращаются в разные стороны, тем самым захватывают бутылку и тащат. Кто-то где-то видел подобное и решили сделать так же. Казалось бы, ничего сложного придумывать не надо. Изначально я взял блок питания импульсный 24 вольта 120 ватт (Mean Well), драйвер DM542E (Leadshine), шаговый двигатель PL 57H56-D11K (2шт) и некое устройство (SMC-01) типа генератора импульсов, в котором можно настроить время разгона/торможения выдавать определённое количество импульсов или бесконечное и т.д.
Собрал на столе (с одним движком), всё прекрасно работает. Сделали собрали железо, натянули ремень (ширина 6см, длина 1м), электрику закинул в ящик, движки подключил к одному драйверу, на драйвере выставил half current (при этом по моим расчётам блока питания и драйвера должно хватить по мощности). И началось. У двигателей не хватает силы вращать вал с ремнём. Ослабили ремень, толку нет. Отключил один двигатель (подумал, что всё-таки не хватает блока питания или драйвера или вообще нельзя два движка на один драйвер вешать). Но с одним движком всё равно не тянет. Вывод сделал такой - двигатель слабый.
Заказываем новые движки и драйверы (мощнее). Пришли движки 86HS118-6004A14-B35, драйверы CW8060. Переделали (два движка на один драйвер).Вообще не вращается. Окей. Решил, что одного драйвера не хватает. Задействовал второй драйвер. Без изменений. Как так?! Тут я уже зашёл в тупик. Отключаю один транспортёр, беру к новому мощному движку подключаю предыдущий слабый драйвер (DM542E) и движок начал вращаться. Движки 86HS118 тянут получше, чем 57H56, но всё равно рукой останавливаются на небольшой скорости вращения.
Снова ставлю новый мощный драйвер, отключаю генератор импульсов SMC-01 и подключаем ардуино уно с програмкой выдачи импульсов для шаговика. Двигатель начал вращаться! Но всё равно легко останавливаются. Ставлю блок питания чисто для драйвера 48 вольт 10 ампер. Двигатель начал гораздо интереснее вращаться. Но так как для ардуино не было готового проекта, чтоб ещё можно было дисплей подключить, решил вернуть генератор импульсов. Движок снова не вращается. Явно проблема в минимальных напряжениях на входных клеммах драйверов. Меняю драйвер с CW8060 на DM542E. Решил проверить что из них сгорит первым. Переподключил, запустил. Вращается. Неплохо вращается, но от ардуино отдача мотора была лучше. Оставил вращаться. Подходил каждые 5 минут, думал сейчас драйвер пыхнет.... Но нет. Драйвер едва тёплый. Движок тоже. Подкидываю второй мотор к этому же слабому драйверу. Запустил. Работают. Целый день работали. Ничего не нагрелось, ничего не сгорело.
Вопрос. Что влияет на мощность вращения шаговика? Насколько я знаю, у шагового двигателя чем меньше скорость вращения, тем больше момент усилия. В моём случае же это усилие очень слабое. Для сравнения, в аппликаторе (этикетировщике) для на несения самоклеящихся этикеток стоит шаговик 86 типоразмера, но ни 118 как у меня, а меньше и он прекрасно быстро и мощно вращается, выдаёт этикетки.
Можете для примера сравнения сказать мне какие вы применяли движки, драйверы, блоки питания, чем управляли и что крутил движок?
В чём моя ошибка?

[Looker]

Начинать нужно было с определения нужного момента и скорости, потом через кинематику, не забывая про КПД, будет выход на мощность.

[UNTK_RAA]

Надо проверить: сколько стоит дробление шага и частота. У шаговых двигателей момент сильно падает при разгоне.

[pike]

Вопрос. Что влияет на мощность вращения шаговика? Насколько я знаю, у шагового двигателя чем меньше скорость вращения, тем больше момент усилия. В моём случае же это усилие очень слабое. Для сравнения, в аппликаторе (этикетировщике) для на несения самоклеящихся этикеток стоит шаговик 86 типоразмера, но ни 118 как у меня, а меньше и он прекрасно быстро и мощно вращается, выдаёт этикетки.
Можете для примера сравнения сказать мне какие вы применяли движки, драйверы, блоки питания, чем управляли и что крутил движок?
В чём моя ошибка?

В основах механики и электропривода: момент инерции; сила трения, в том числе покоя; механическая характеристика привода...
С разгонной характеристикой у SMC-01 явно проблемы.

[vovsenet]

Вопрос. Что влияет на мощность вращения шаговика? Насколько я знаю, у шагового двигателя чем меньше скорость вращения, тем больше момент усилия. В моём случае же это усилие очень слабое. Для сравнения, в аппликаторе (этикетировщике) для на несения самоклеящихся этикеток стоит шаговик 86 типоразмера, но ни 118 как у меня, а меньше и он прекрасно быстро и мощно вращается, выдаёт этикетки.
Можете для примера сравнения сказать мне какие вы применяли движки, драйверы, блоки питания, чем управляли и что крутил движок?
В чём моя ошибка?

В основах механики и электропривода: момент инерции; сила трения, в том числе покоя; механическая характеристика привода...
С разгонной характеристикой у SMC-01 явно проблемы.

Я правильно понял Вас, что без осциллограммы не понять?

Отправлено спустя 7 минут 21 секунду:

Надо проверить: сколько стоит дробление шага и частота. У шаговых двигателей момент сильно падает при разгоне.

Но без разгона тоже никак - движок "запоёт" сразу. Дробление стоит 10000. Частота максимум 70 Гц и это при очень плавном разгоне и долго они не проработают, заклинят. На 30 герцах работает хорошо.

[jerri_can]

Ардуино и выдувные машины? У вас производство или кружок Умелые руки?

Отправлено спустя 4 минуты 14 секунд:
Ставьте асинхронные двигателя и частотники, если нужна точность позиционирования, то сервопривода. Выдувное формование - дело прибыльное, пусть начальство не жадничает.

[vovsenet]

Ардуино только в качестве эксперимента над шаговиками. Точность позиционирования не нужна. Асинхронники почему не хотели изначально - минимальный 30-ый габарит червячного редуктора + асинхронник 0,12 кВт будут выглядеть как то несуразно огромными относительно полметрового конвейера. Хотелось как лучше, а получилось как всегда

[Михайло]

1. Если вы работаете с источником напряжения 24-48 В, то особой выгоды от того, что поставили движок 86х86 вместо 57х57 нет, и действительно, вы можете даже потерять в крутящем моменте. Для 86х86 нужен блок питания 80-110 В, чтобы показать всю мощь и главное скорость (драйвер только 542-й не подойдет).
В общем мощность зависит от напряжения и тяжелые движки на низком напряжении - бесполезная затея. Наверное вам нужно было 57х57х112 или около того.

2. Для движка 57х57х112 мы ставим блок питания 350 Вт, т.к. 150 Вт (Meanwell) не выдерживает и сгорает, хотя по расчетам в интернете вполне достаточен. Напряжение 36 В.

3. Какая-то, мне кажется, еще у вас трабла с помехами. Цепи 5 В высокочастотные схватывают помехи легко, разводите в пространстве с цепями двигателя, экранируйте, заземляйте минус 5 В и т.д.

4. Я продолжу вещание только после того, как вы объясните, как выставляете ток на драйвере.

5. Асинхронник + частотник/пускатель - более надежное, универсальное и простое решение.

[keysansa]

5. Асинхронник + частотник/пускатель - более надежное, универсальное и простое решение.

У асинхронников с ПЧ есть минус - низкая скорость вращения. Менее 25% от номинальной частоты - вообще жуть.

[Parliament74]

У асинхронников с ПЧ есть минус - низкая скорость вращения. Менее 25% от номинальной частоты - вообще жуть.

Ну не знаю, сколько не проводил эксперименты (в т.ч. "боевые"), в векторном режиме начиная с 5 Гц (10% от номинальной частоты) ни с одним проблем не было, некоторые спокойно с 2-3 Гц крутят. Если ещë медленнее надо, то для этого существуют энкодеры, с их применением типовой диапазон регулирования 1:100 (до 0.5 Гц получается, можно и меньше при желании сделать). Главное на низких скоростях не забыть дополнительный вентилятор принудительного обдува добавить, это да.

[Valerich]

Предлагаю посмотреть в сторону промышленных решений.
Я нынче осваивал сервопривод Дельта, у них есть программа для подбора мощности двигателя и драйвера, ASDA MSizing.
Скачать можно здесь.

[kirillio]

минимальный 30-ый габарит червячного редуктора + асинхронник 0,12 кВт будут выглядеть как то несуразно огромными относительно полметрового конвейера

Пока вы озадачены тем, "как это выглядит", вместо того "как это работает", вы теряете.

Отправлено спустя 11 минут 27 секунд:

Менее 25% от номинальной частоты - вообще жуть.

асинхронники меньше 30% - моветон.

[jerri_can]

Предлагаю посмотреть в сторону промышленных решений.
Я нынче осваивал сервопривод Дельта, у них есть программа для подбора мощности двигателя и драйвера, ASDA MSizing.
Скачать можно здесь.

Стоит у нас какая то мелочь от Delta - сервопривода, моторы. Если топикстартеру будет интересно, вышлю всю информацию, параметры, программу от PLC. Года три назад настраивал, дорабатывал, сейчас подзабыл, ибо работает и не беспокоит.

[vovsenet]

1. Если вы работаете с источником напряжения 24-48 В, то особой выгоды от того, что поставили движок 86х86 вместо 57х57 нет, и действительно, вы можете даже потерять в крутящем моменте. Для 86х86 нужен блок питания 80-110 В, чтобы показать всю мощь и главное скорость (драйвер только 542-й не подойдет).
В общем мощность зависит от напряжения и тяжелые движки на низком напряжении - бесполезная затея. Наверное вам нужно было 57х57х112 или около того.

2. Для движка 57х57х112 мы ставим блок питания 350 Вт, т.к. 150 Вт (Meanwell) не выдерживает и сгорает, хотя по расчетам в интернете вполне достаточен. Напряжение 36 В.

3. Какая-то, мне кажется, еще у вас трабла с помехами. Цепи 5 В высокочастотные схватывают помехи легко, разводите в пространстве с цепями двигателя, экранируйте, заземляйте минус 5 В и т.д.

4. Я продолжу вещание только после того, как вы объясните, как выставляете ток на драйвере.

5. Асинхронник + частотник/пускатель - более надежное, универсальное и простое решение.

Вот такой ответ я хотел услышать. Спасибо.
1. Понял. Главное напряжение, а не габарит движка. Хорошо. А как понимать характеристику движка из мануала "номинальное напряжение"? Которое колеблется от 2,5 до 5 вольт в зависимости от габарита движка. Что получается, блок питания к драйверу цепляю на 50 Вольт, а драйвер на движок выдаёт всего 3 вольта?
2. Вот с питанием тоже не пойму как подбирать. Получается только путём проб и ошибок.
3. Помехи - не исключено. Я ж и говорю, был бы осциллограф - было б яснее. Попробую управляющие импульсные сигналы заэкранировать.Силовые на мотор не рядом проходят.
4. От безысходности ток ставил по всякому. От минимума до максимума. Ничего не сгорело, на минимальных токах движок не тянул. По задумке как хотел выставить - из учёта, что к одному драйверу повешу два движка, ток драйвера максимальный (3А, пиковый 4,2А), ток половинный (half current). В итоге ток переключил на полный.
А вообще как я понимаю как надо выставлять - нужно знать какой номинальный ток двигателя и примерно такой же ток выставить дипами.
5. Согласен на 1000%. Всё дело в габаритах и массе. Хотели компактности.

[vovsenet]

Предлагаю посмотреть в сторону промышленных решений.
Я нынче осваивал сервопривод Дельта, у них есть программа для подбора мощности двигателя и драйвера, ASDA MSizing.
Скачать можно здесь.

Экономически не целесообразно. Задач точности нет от слова совсем. Цикличности операций нет.

Отправлено спустя 1 минуту 10 секунд:

минимальный 30-ый габарит червячного редуктора + асинхронник 0,12 кВт будут выглядеть как то несуразно огромными относительно полметрового конвейера

Пока вы озадачены тем, "как это выглядит", вместо того "как это работает", вы теряете.
Согласен.
Отправлено спустя 11 минут 27 секунд:

Менее 25% от номинальной частоты - вообще жуть.

асинхронники меньше 30% - моветон.

Отправлено спустя 1 минуту 27 секунд:

Предлагаю посмотреть в сторону промышленных решений.
Я нынче осваивал сервопривод Дельта, у них есть программа для подбора мощности двигателя и драйвера, ASDA MSizing.
Скачать можно здесь.

Стоит у нас какая то мелочь от Delta - сервопривода, моторы. Если топикстартеру будет интересно, вышлю всю информацию, параметры, программу от PLC. Года три назад настраивал, дорабатывал, сейчас подзабыл, ибо работает и не беспокоит.

Спасибо. Сервак не интересен. Опыт с простыми задачами для одной оси сервака есть.

[Nomad]

https://electroprivod.ru/public.htm
есть интересные статьи по шаговикам

[Михайло]

Половинный/полный ток - это для режима покоя, когда двигатель удерживает нагрузку как тормоз. Половинный ток меньше греет в режиме ожидания, получается.

Копайте в сторону помех.

3-5 В двигателя - это среднее напряжение ШИМ, я так это понимаю. Никак не использую в расчетах и выборе.

[keysansa]

Экономически не целесообразно. Задач точности нет от слова совсем. Цикличности операций нет.

Тогда пневматика.

[UNTK_RAA]

Начинать нужно было с определения нужного момента и скорости, потом через кинематику, не забывая про КПД, будет выход на мощность.

Самый первый совет. И нет ответов: какой момент требуется по расчетам? какая номинальная скорость требуется? редуктор есть? Цифры где? Длина конвейра 50 см? - это все?

Расчитайте момент, скорость выберите подходящий двигатель выберите драйвер и источник питания.

[vovsenet]

https://electroprivod.ru/public.htm
есть интересные статьи по шаговикам

Много хорошей информации и в одном месте. Спасибо.

Отправлено спустя 16 минут 15 секунд:

Половинный/полный ток - это для режима покоя, когда двигатель удерживает нагрузку как тормоз. Половинный ток меньше греет в режиме ожидания, получается.

Копайте в сторону помех.

3-5 В двигателя - это среднее напряжение ШИМ, я так это понимаю. Никак не использую в расчетах и выборе.

Не знал этого. Спасибо. А я думал, что половинный ток - это в рабочем режиме будет не на всю мощь работать...
Так а если среднее напряжение ШИМ - это не нужный параметр, тогда от чего отталкиваться при выборе?

[UNTK_RAA]

Так а если среднее напряжение ШИМ - это не нужный параметр, тогда от чего отталкиваться при выборе?

Описываете задачу, прикладываете расчеты, выбранный двигатель и делаете запрос в службу технической поддержки "Электропривод". Там оперативно ответят и предложат правильный комплект, дадут рекомендации по настройке.

[vovsenet]

Начинать нужно было с определения нужного момента и скорости, потом через кинематику, не забывая про КПД, будет выход на мощность.

Самый первый совет. И нет ответов: какой момент требуется по расчетам? какая номинальная скорость требуется? редуктор есть? Цифры где? Длина конвейра 50 см? - это все?

Расчитайте момент, скорость выберите подходящий двигатель выберите драйвер и источник питания.

Рассчётов никто не делал. Решили повторить то, что кто то где то видел такое. Момент - хз. Скорость - примерно такая же как может выдать движок. Без редуктора (но явно он просится). Длина конвейера да, 50 см. Всё. Что ещё?
https://www.youtube.com/watch?v=4e_uVdr6lsg
Вот подобный конвейер. Только в моем случае их два штуки друг напротив друга.

[Nomad]

Какой диаметр приводного ролика конвейера? Какая линейная скорость конвейера необходима? На какой линейной скорости сейчас шаговик тянет?

[UNTK_RAA]

Вот подобный конвейер.

Там привод конвейера - явно асинхронник с редуктором. Шаговый - может быть запрятан на подачу этикеток.

На вскидку Расчет мощности привода конвейера

[kirillio]

Рассчётов никто не делал.

Это типовой курсовик по Технологии производства или Деталей машин, курса эдак 3го. Тут Вы либо берёте и делаете расчет и производите осмысленный и последовательный подбор оборудования, либо методом высокоточного тычка пальцем в небо перебираете варианты, руководствуясь принципом "а может этот!?".

Отправлено спустя 2 минуты 53 секунды:

Решили повторить то, что кто то где то видел такое.

Это называется "списать у соседа".