Zasilacz do silników krokowych - dobór elementów...

Otóż są sobie silniczki krokowe 2 fazowe (bipolarne) o prądzie znamionowym

2.8A/fazę. Takich silniczków jest sztuk 3. Czyli w skrajnym przypadku 3 silniki * 2 fazy * 2.8A/fazę = 16.8A Dla porządku i zapasu przyjmijmy, że zapotrzebowanie na I = 20A DC Teraz sterownik...przyjmijmy, że maksymalne napięcie dla tego elementu to 50 VDC. Więc, aby zapobiec spaleniu sterownika przez tzw. zwroty z silników przyjmiemy napięcie zasilania U = 42 VDC. Na prosty chłopski rozum potrzebujemy zasilacza, który da 42V przy I = 20A czyli o mocy P~840VA. Ale to nie całkiem tak, bowiem silniki nie pobierają tego prądu ciągle. Ich napięcie znamionowe to 3.2V (przykładowo). Więc aby nie spalić silników, prąd ograniczany jest PWM'em do wartości znamionowej (f nieznane). Jako, że pobór prądu jest impulsowy (przyjmijmy skrajny przypadek, że w tym samym momencie - sterowniki zsynchronizowane), jakiej mocy powinien dostarczać zasilacz - jakiej mocy toroida kupić ? Jaka powinna być pojemność baterii kondensatorów ? Jakie (szybkie) diody prostownicze zastosować (wasz typ dla Iciągłe ~50A w TO220 lub podobnej) ? Czy warto kupować dobre (drogie) trafo które nie wywala "korków", czy może kupić tańsze "okradzione z miedzi" i softstart?

Przetwornice raczej odpadają, ze względu na problemy z ew. naprawą i cenę przy tej mocy.

Chciałbym to dobrać optymalnie bo wywalanie kasy na trafo 1kVA + do tego diody z solidnym radiatorem nieco mnie przeraża, co nie znaczy, że jestem totalnym laikiem i nie dam rady. Po prostu nigdy nie projektowałem zasilacza, z którego pobór prądu odbywał się w 100% impulsowo i mam wątpliwości czy konieczna jest aż taka moc trafa, czy nie wystarczy na ten impuls prądu odpowiednia bateria kondensatorów...

Pozdrawiam!

Reply to
Xaveri
Loading thread data ...

Nie rób tego na jednym trafie bo to powoduje same problemy. Do każdego sterownika daj oddzielne trafo. Wtedy masz mniejsze prądy i łatwiej o elementy które się nie przepalą. Zrób po porstu trzy zasilacze niestabilizowane które dają prąd 2.8A i napięcie 50V. Niestety to wymaga trafa na ponad 100W :( także może jakiś kompromis i trafo na 50W i dotego dołożyć kilka kondensatorów.

Zasilacze mogą dawać mniejszy prąd ale wtedy musisz dać dość duże kondensatory (większe od trafa :). A wydaje mi się że z kondensatorami nie ma co przesadzać bo kondensator o normalnych rozmiarach i cenie na napięcie

80V i tak za dużo ładunku nie zgromadzi. Także ja daje zawsze trafo o prądzie takim samym jak prąd silnika i dotego dokładam w miarę nieduży kondensator. Ale to jest taki mój sposób bo akurat kiedyś kupiłem na allegro 10 traf :) na prąd 2A i napięcie 25V za 100 zł i nie mam co z nimi robić.
Reply to
Kurciok

Może nie odpowiem jak specjalista ale pochwalę się doświadczeniem. Budowałem maszynkę o 4 silnikach krokowych na napięcie 4,5V i prądzie ok. 2A (były jakieś ułamki ale nie pamiętam) Najpierw zastartowałem maszynę z zasilacza do kompa - oczywiście nie podziałało. Tzn. jak chodziły dwa (miałem 2x 2 osie czyli X1 X2 i Y1 Y2) to spoko ale jak ruszyły kolejne to zaczęło drgać i gubić impulsy. Wziąłem więc zasilacz 5V i 20A (taki miałem z demontażu z fajnej maszynki komputerowej elwro). Jak ręką odjął zaczęlo śmigać że ho ho. Tak więc 4 krokowce 4,5 ok. 2A chodzące razem, osobno, przeciwnie i w ogóle nie powodowały problemów. Tyle mogę pomóc. Aha sterowanie na układach IRF7319 w obudowie SO-8 mają prądy wystarczające chwilowe nawet do 30A i były cudownie zimniutkie (aż dziw że takie malutkie coś jest takie mocne). Wcześniej zrobiłem układ na tradycyjnych TO220 z trochę większą rezystancją w przewodzeniu i było cieplutko. Ponadto te IRF7319 mają diodeczki do gaszenia pików wstecznych więc jak znalazł.

Pozdrawiam

Rafał

Użytkownik "Xaveri" snipped-for-privacy@poczta.fm napisał w wiadomości news:el6hr5$9go$ snipped-for-privacy@node5.news.atman.pl...

Reply to
invalid unparseable

Użytkownik "Kurciok" snipped-for-privacy@poczta.BEZSPAMUonet.pl> napisał w wiadomości news:el6kdm$j5o$ snipped-for-privacy@nemesis.news.tpi.pl...

<ciach>

Jakie 2.8A ? A co kiedy silnik potrzebuje 5.6A - akurat zatrzymał się tak, że zasilane ma obie fazy ?

Reply to
Xaveri

Zasilacz z komputera jest stabilizowany także to nie jest najlepsze roziwązanie w przypadku gdy sterownik ma chopper prądowy (wszystko zależy od tego jakie ma sterowniki). Ty masz sterownik zrobiony na tranzystorach podejrzewam że nie masz choppera prądowego w nim. Czy też masz?

Reply to
Kurciok

Silnik ma 10W a podłączony jest do niego zasilacz 50W z dużym kondensatorem. Jeżeli sterownik ma chopper prądowy, a zasilacz kondensator na wyjściu to to wystarczy podczas normalnej pracy (przynajmniej tak wynika z mojego doświadczenia). Dużo tu też zależy od sterownika.

Reply to
Kurciok

Oczywiście w przykładzie który podałeś silnik bipolarny pobiera 20W. Co nie znaczy że zasilacz 50W go nie pociągnie (30W to i tak duży zapas).

Reply to
Kurciok

Użytkownik "Kurciok" snipped-for-privacy@poczta.BEZSPAMUonet.pl> napisał...

5.6A * 42V to jest twoim zdaniem 20W ? Bo wg. mnie trafo ma dawać 42V (po wyprostowaniu) ale musi też mieć odpowiednią wydajność prądową... Napięcie sie nagle w prąd nie zamieni i jak dam trafo dające 42V i 1A to będę je przeciążał ~6 razy z częstotliwością jakieś pi*drzwi 100kHz. Jak już pisałem nie jestem specem od elektroniki impulsowej... Nie wiem czy na dłuższą metę to wszystko wytrzyma, o ile wogóle będzie działać... Przy 100kHz to żaden elektrolit chyba sie nie zdąży naładować po pobraniu z zasilacza prądu 6x przekraczającego max dla trafa... jak wielkie będą tętnienia...
Reply to
Xaveri

nie, duzo mniej uzyj choppera pradowego - wtedy przetworzy ci on te 50V na te kilka V z malymi stratami ,a do tego bedzie utrymywal staly rpad niezaleznie od predkosci obrotowej. I nie przekroczysz Imax silnikow niezaleznie od warunkow. PWM to IMHO kiepski pomysl

j.w.

nie ma znaczenia czy zsynchronizowane - rpacuja na tyle szybko ze kondensatory filtra usrednia

przyjmuje sie chyba 1000uF na kazdy 1A

mozna spotkac tanie

radiator mzoe byc malutki, dla diod wlasciwie sterowniki silnikow jak zrobisz na mosfetach to beda ptorzebowaly tez malutkiego

na oko wystarczy trafo jakies 200W spokojnie

Reply to
Greg(G.Kasprowicz

Użytkownik "Greg(G.Kasprowicz)" snipped-for-privacy@CERN.CH napisał... [edited]

<ciach>

Też mi się tak wydaje :).

Jako, że to nie dla mnie i sterownik ma być z mikrokrokiem, więc będzie kupny...

To miło - zawsze to 80 pln zamiast 280... ;)

Pozdrawiam!

Reply to
Xaveri

Musisz jeszcze podać rezystancje uzwojenia bądź też napięcie przy jakim uzwojenie ten prąd pobierze. Powiedzmy że uzwojenie bierze 2,8A przy 10V. Daje to moc 28VA na uzwojenie. Skoro silniki dwufazowe to jeden pobiera max.

56VA. Trzy sztuki silników biorą 168VA. Tak więc trafo o mocy 200VA będzie OK.

Jeśli chcesz zasilać czoper 42VDC to trafo na wtórnym około 30VAC, bo 30V * SQR(2) = 42V - tyle będziesz miał Umax na kondensatorach za mostkiem. Na jałowym trafo da ci "trochę" więcej ale dla bezpieczeństwa i tak już założyłeś mniejsze napięcie niż max. dla czopera, do tego 1,2V stracisz na mostku.

Max prąd na wtónym trafa to 200VA / 30V = 6,7A.

Można powiedzieć że ten prąd nie ma nic wspólnego z tym że suma prądów uzwojeń silników załączonych jednocześnie wyniesie 16,8A. Liczy się moc trafa - będzie ona w szczytach sinusa doładowywać impulsowo kondensatory filtrujące za mostkiem.

Co do pojemności za mostkiem to im więcej, tym lepiej. Chociaż nie ma też co przeginać bo diody prostownicze zaczną pracować praktycznie impulsowo. Schottky nie warto dawać bo cała impulsowa praca przeniesie ci się na trafo. Już lepiej niech tłumią to diody.

Ja w swojej CNC mam 3 silniki dwufazowe po 1A. Razem 6A. Dałem chyba 10szt po 4700uF bo takie miałem pod ręką. Niektórzy przyjmują 1000uF na 1A. Ja bym chyba dał coś więcej. Oczywiście wszystko można wyliczyć (spadek napięcia na mostku przy pełnym obciążeniu), ale najlepiej to zrobić i sprawdzić. W razie czego zamiast 1000uF wstawić np. 2200uF.

Co do sterownika to proponuję jakiś czoper z mikrokrokiem. Moja maszynka po przejściu z pracy półkrokowej na 1/8 czy 1/16 (już nie pamiętam :)) zaczęła przede wszystkim ciszej chodzić.

SJ

Reply to
SJ

Użytkownik "SJ" snipped-for-privacy@home.pl napisał w wiadomości news:4576f52d$ snipped-for-privacy@news.home.net.pl...

Dane znamionowe: U=3.2V I=2.8A/fazę R=1.13 Ohm

(30*1.4142)-1,2 = 41.2V - spox

Ja zamierzam dać coś około 18800?F/63V jako baterię 4x4700?F/63 (mniejsza impedancja wypadkowa)

Słucham jakichś konkretów, najlepiej z cenami lub linkami :)

Dzięki za wszystkie odpowiedzi :) Skumałem zasadę, przyjąłem do wiadomości i postaram się dobrze wykorzystać zdobytą wiedzę... [Hehehe takie ślubowanie powinni składać absolwenci...]

Pozdro! X

Reply to
Xaveri

Sorry, że jedno pod drugim (łamanie Netykiety)...

3.2V * 2.8A * 2 (uzwojenia) = 17.92VA
  • 3 silniki => 53.76VA + straty itp.

Powiedzmy, że trafo 100VA - OK ?

Reply to
Xaveri

Będzie OK. Możesz założyć że trafo "dobrze pracuje" gdy jest obciążone na

60% mocy maksymalnej, więc wychodzi 90VA. 100VA będzie OK.

SJ

Reply to
SJ

Napisałem wcześniej że sterownik będzie na napięcie 50V, a ja zastosuję 42V ze względów bezp. A gdyby tak jeszcze podnieść napięcie i zastosować zabezpieczenie nadnapięciowe w postaci mosfeta + zenerki + rezystor... ?

Reply to
Xaveri

A czy twoim zdaniem na silnik idzie 5.6A*42V czyli 100W :) te silniczki są

10 Watowe !!! To wyższe napięcie na zasilaczu jest tylko po to aby cewka na silniku szybciej się naładowała (dzieki temu silnik może się szybciej obracać).

Wszystko zależy od konstrukcji sterownika i tego czy zależy ci na wyśrubowaniu prędkości jaką może osiągnąć silnik.

Właśnie jeżeli masz chopper prądowy to się zimieni częściowo :) to działa tak że załączasz 42V na cewkę cewka dzieki temu szybciej się ładuje niż gdybyś zalączył 12V i jak prąd na cewce wzrośnie do zadanej wartości to chopper odłącza uzwojenie cewki od źródła napięcia i tak w kółko po to aby utrzymać zadaną wartość prądu na cewce. Oczywiście jeśli zasilacz nie będzie miał wydajności prądowej to napięcie na nim może spaść z 42V do np 30V w momęcie załączenia cewki silnika (ale to są bardzo szybkie impulsy) jak dasz kondensatorów dużo to to może zostać skompensowane częściowo.

Poczytaj sobie jak działa chopper prądowy. To ci się wszystko wyjaśni. Prawda jest po środku dlatego poleciłem ci zasilacz do tego silnika kóry ma

50W a nie 20W. Po prostu trochę jest tak i trochę tak. Chopper prądowy nie przekształca napięcia w prąd ale po części działa trochę w zbliżony sposób ponieważ utrzymuje zadaną wartość prądu na uzwojeniu. Jak dasz zasilacz 50W a nie 100W to silnik będzie miał taki sam momęt trzymający w przypadku gdy będzie się kręcił ze średnią prędkością ale może nie osiądnie takiej samej prędkości maksymalnej (ale to nie będą różnice którymi warto sobie zawracać głowę).
Reply to
Kurciok

Xaveri napisał(a):

Chopper działa trochę tak jak zasilacz impulsowy. W przeciwnym przypadku sterownik by ci wyparował bo ciężko byłoby ci te ponad 200W wydzielić. Wydziela się tylko moc na silniku (I^2*R) plus niewielkie straty na sterowniku. Podziel sobie tę moc przez napięcie jakim zasilasz sterownik a dostaniesz pobierany prąd.

Reply to
Mariusz Dybiec

Coś takiego stosuje się tylko jako zabezpieczenie scalaków-sterowników. Np. A3977 jest bardzo "czuły" na nawet niewielkie nadnapięcie ponad jego dozwolone maksymalne. Dlatego daje się taki układzik aby mieć pewność że się nie uwali scalaka. Wyższe napięcie niż teoretycznie obliczone możemy mieć na kondensatorach filtrujących z dwóch powodów: gdy czoperowanie jest zablokowane, układ nie pobiera prądu i wtedy trafo pracuje na jałowym dając wyższe napięcie na wtórnym niż znamionowe. Drugi przypadek to zwroty energii z samoindukcji z uzwojeń silników do kondensatorów mostka.

Dlatego jak najbardziej można dać takie zabezpieczenie.

Ja sobie zacząłem robić sam układ sterowania silnika dwufazowego bipolarnego z czoperem. Sinusy (mikrokroki) generowałem AVRkiem. Zależało mi na dużym prądzie (mostek na power mosach) i dużych napięciach zasilania aby uzyskać dużą szybkość przełączeń.

I tu mała uwaga. Należy pamiętać że diody które zwierają nam samoindukcję hamują nam cały układ gdyż podtrzymują prąd rozładowania samoindukcji. Idealnym by było aby na ile się da pozwolić na przepięcia z samoindukcji. Robi się to tak że daje się tranzystory mostka na możliwie jak najwyższe napięcie (np. zasilanie mostka 50V, a power mosy na 200V). Diody gaszące łączy się nie do kondensatorów mostka, ale do wspólnego punktu gdzie tak jak opisałeś daje się jednego power mosa który załącza się powiedzmy przy 180V. W takim układzie przy załączeniu prąd na cewce narasta szybko - bo mamy wysokie napięcie zasilania (50V) oraz szybko opada bo pozwalamy na przepięcia nie podtrzymując zbyt szybko prądu samoindukcji.

SJ

Reply to
SJ

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.