Silnik krokowy i mikrostep

Mar 21, 2012 19 Replies

Uk³ad steruj±cy A3972 posiada PWM 6 bit czyli mo¿na zrealizowaæ do 64 mikrokroków.



  1. Czy jest jaki¶ sposób, program, aby wyznaczyæ po³o¿enie osi dla konkretnego mikrokroku nie znaj±c szczegó³owych parametrów silnika?
  2. Czy silnik mo¿e zatrzymaæ siê i tkwiæ w dodolnym po³o¿eniu mikrokroku? Czy te¿ raczej unikaæ tego i s³u¿y to raczej temu aby przy ma³ych prêdko¶ciach obrotowych silnik mia³ ³agodny stabilny nie szarpany obrót osi a ka¿dy start i zatrzymanie musz± byæ w pe³bnych krokach?

Marek


U¿ytkownik "4CX250" snipped-for-privacy@posta.ornet.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:4f698b47$0$26696$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl...

Nigdy nie u¿ywa³em silników krokowych, ale mikrokrok wed³ug mnie polega na wytworzeniu pozornego bieguna gdzie¶ miêdzy biegunami elektromagnesów no i magnes sta³y ustawi siê zgodnie z tym pozornym biegunem wiêc mo¿na tam zatrzymaæ. P.G.

U¿ytkownik "Piotr Ga³ka" snipped-for-privacy@CUTTHISmicromade.pl napisa³ w wiadomo¶ci news:4f699b05$ snipped-for-privacy@news.home.net.pl...

Wiem ¿e tak jest, ale na ile jest to stabilne i pewne po³o¿enie. W sumie nie zale¿y mi na tych mikrokrokach jako dodatkowym podziale. Prêdzej jako stabilizacja ruchu obrotowego przy ma³ych prêdko¶ciach obrotowych. Jutro bêdê mia³ kilka A3972 to zacznê siê wgryzaæ.

Marek

4CX250 pisze:

Możesz przyjąć ogólny model. Z drobnym mikrokrokiem jest ten problem, że zazwyczaj niesie za mało energii, aby silnik poruszyć jednym taktem (impulsem). Nie ma też żadnej gwarancji trzymania konkretnej pozycji i nie chodzi mi o konkretne położenie wału, tylko o to, że silnik będzie trochę elastyczny i przy podaniu momentu z zewnątrz - będzie się _uginał_. Pozostaje też problem jakości silnika. Producenci podają maksymalne odchyłki pozycji przy sterowaniu pełnokrokowym. Warto sprawdzić, by nie okazało się, że nie ma sensu walka z drobnym podziałem.

Wszystko zależy jaki silnik, jakie wysilenie, jaka bezwładność na osi i jak sterowany. Generalnie zawsze znajdzie się jakiś rezonans - warto więc tak kręcić, aby go nie osiągać. Sterowanie mikrokrokowe łagodzi drgania - polecam, ale można tak dobrać parametry, że i przy półkrokowym będzie gładko. Jeżeli silnik jest mało obciążony, a sterowany mocno (powiedmy że ma nadwyżkę momentu), to będzie drgał, można wtedy zmniejszyć prąd - powinien złagodnieć, ale jak się przesadzi - będzie gubił kroki. Widziałem silniki z tłumikiem drgań - taki talerz stalowy osadzony na wale po przez tuleję gumową - taki silnik pracuje bardzo gładko - ale też w preferowanym zakresie prędkości/obciążeń.

Miłego. __ Irek.N.

U¿ytkownik snipped-for-privacy@WYTNIJ.gazeta.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:jkd1ec$qtt$ snipped-for-privacy@inews.gazeta.pl...

Dziêki za podpowiedzi. Do osi silnika 1.8st zamocowane jest do¶æ d³ugie ramiê. Chodzi mi w³a¶nie o wyeliminowanie tych skoków wa³u przy bardzo ma³ych prêdko¶ciach gdyz ramiê wpada w rezonans. Planujê zrobiæ 4 lub 8 mikrokroków aby to wyeliminowaæ.

  1. Bo akurat dosta³em kilka sztuk za friko.
  2. Maj± ogranicznik pr±du, oraz zmienny decay w zale¿no¶ci od obrotów.
  3. Maj± mo¿liwo¶æ sterowania w mikrokrokach.

Marek

Am 22.03.2012 13:26, schrieb 4CX250:

Irek.N. już ci parę rzeczy na temat napisał. Dodam jeszcze, że silniki krokowe i duży moment obciążenia dają w rezultacie kurwicę narządów rozrodczych. W każdym razie musisz dobrze hamować, na ogół moment napędowy jest 10x większy od hamującego. W efekcie kroki idą się kochać. Mikrokroki, przy większym obciążeniu są niespecjalnie powtarzalne, ale do rozruchu i hamowania są niezłe. Pozostawianie silnika na mikrokroku (też na półkroku) jest dość niekorzystne, drań się grzeje. Nie wiem, czy twój controller ma current shaping, ale skorzystałbym z takiej usługi.

Waldek

U¿ytkownik "4CX250" snipped-for-privacy@posta.ornet.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:4f698b47$0$26696$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl...

Mo¿esz to zrobiæ sam w Excelu . Je¶li PWM steruje pr±dem w biegunach silnika to mo¿na przyj±æ, ¿e mikrokroki odpowiadaj± takim skokowym obrotem wektora pr±dów faz A i B na wykresie w uk³adzie prostok±tnym Ia, Ib w zakresie 0-90stopni (odpowiada to jednemu normalnemu krokowi silniczka). Wektor pr±du wypadkowego krêci siê wokó³ punktu zerowego skokiem co 90/N stopni, wtedy sk³adowe s±:

Ia=I*N*sin(n/64*pi/2) Ib=I*N*cos(n/64*pi/2)

Zrób w Excelu tabelê na n=64 wiersze i 3 kolumny z tymi funkcjami (trzeba wyniki odpowiednio zaokr±glaæ!). Otrzymasz co¶ takiego:

n PWM(sin) PWM(cos)

0 0 63 1 1 63 2 3 63 3 4 63 ... 14 21 60 15 23 59 ..... 44 56 30 45 57 28 ... 62 63 3 63 63 1

Tym sposobem mo¿na wyliczyæ mikrokroki te¿ dla innych n.

Powodzenia Roman

U¿ytkownik "Waldemar Krzok" snipped-for-privacy@zedat.fu-berlin.de> napisa³ w wiadomo¶ci news: snipped-for-privacy@mid.uni-berlin.de...

Wczoraj wieczorem mia³em pierwsz± randkê z tym sterownikiem. Kilka spostrze¿eñ. Na najmniejszych obrotach o¶ silnika trudno jest zatrzymaæ rêk± (silnik

11,2V 0,44A), inny dwa razy wiêkszy silnik rosyjskiej produkcji jak pod³±czy³em to musia³bym u¿yæ chyba kombinerek aby drania zatrzymaæ. Przy wolnych obrotach, silniki przy zredukowanej ilo¶ci mikrokroków maj± zdecydowanie mniejszy moment. Tryb slow decay poprawia moment przy zredukowanej ilo¶ci mikrokroków ale trochê bardziej szarpie. Przy du¿ych prêdko¶ciach obrotowych moment do¶æ znacznie siada, ¿e da siê palcami zatrzymaæ o¶, ale to jest normalne i tego siê spodziewa³em. Obroty maksymalne jakie uda³o mi siê uzyskaæ to oko³o 8obr/s. Wpisa³em do uC tabelê z mikrokrokami, któr± znalaz³em jako przyk³adowe warto¶ci dla tego sterownika, ale efekt jest taki, ¿e na bardzo wolnych obrotach podczas obracania o¶ pulsuje, tzn przej¶cia mikrokroków na pocz±tku o¶ przy¶piesza, potem zwalnia potem znów przy¶piesza przy nastêpnym pe³nym kroku. Co ciekawe, mam te¿ modu³ steruj±cy z kamery obrotowej w którym uruchomi³em czê¶æ steruj±c± silnika krokowego te¿ na tym uk³adzie i przy wolnych obrotach te¿ jest ten efekt falowania. Wiêc albo producent kamery korzysta³ z tej samej tabeli albo inaczej siê nie da. Mnie siê wydaje ¿e warto¶ci PWM w tej tabeli nale¿y tak dobraæ aby o¶c silnika obraca³a siê liniowo i warto¶ci zale¿± od typu silnika. Co¶ mi siê wydaje ¿e zrobiê tak, ¿e silnik bêdzie siê zatrzymywa³ tylko w pe³nych krokach a mikrokroki bêd± tylko przej¶ciem pomiêdzy krokami. To zapewni pewny start i hamowanie oraz brak grzania silnika.

Marek

U¿ytkownik "Roman" snipped-for-privacy@onet.eu napisa³ w wiadomo¶ci news:jkg8d7$k0a$ snipped-for-privacy@inews.gazeta.pl...

Bardzo pomocne. Dziêki.

Marek

U¿ytkownik "4CX250" snipped-for-privacy@posta.ornet.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:4f6c2936$0$1212$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl...

Ju¿ sobie wyliczy³em. Po wyrysowaniu wykresu z wyliczonych warto¶ci wychodzi co¶ a'la po³owa paraboli. Porówna³em do tabeli któr± znalaz³em jako przyk³adow± dla tego sterownika i ró¿ni± siê nieco. Tabela wyliczona wed³ug twojego wzoru wydaje siê ¿e jest silnik nie powinien mieæ tego efektu pulsowania. Sprawdzê to pó¼niej w rzeczywisto¶ci jak to siê z tym krêci. A jeszcze jedno. Wystarczy przecie¿ ¿e wyliczê tylko jedn± tabelê, dla sin albo cos, i w programie bêdê pobiera³ warto¶ci z tabeli przeciwsobnie.

Marek

[...]

Jak zostawisz cewkę silnika pod prądem w pełnym kroku, zapewniając tym samym moment statyczny, to silnik będzie się grzał - "oczywista oczywistość". K.

U¿ytkownik "John Smith" snipped-for-privacy@buziaczek.pl napisa³ w wiadomo¶ci news:jkhcu9$15v$ snipped-for-privacy@node2.news.atman.pl...

Mo¿e nie ca³kiem wyja¶ni³em, ale chodzi mi o to ¿e aby utrzymaæ wystarczaj±cy moment trzymaj±cy na pe³nym kroku mogê ograniczyæ pr±d cewki wiêc bêdzie siê mniej grza³ a pozycji nie zmieni.

Marek

W dniu 2012-03-23 09:48, 4CX250 pisze:

Słusznie, wtedy będzie się mniej grzał. K.

Dość wysokie napięcie pracy - zasilasz z odpowiednio większego?

Afaik to się może zdarzać jak silnik nie ma zapasu mocy.

Kontroler wymaga minimum 15V dla poprawnej pracy. Da³em mu wiêc minimum czyli te 15V. Rezystory ograniczaj±ce dobra³em tak aby pr±d Itrip max wynosi³ 0,44A czyli tak jak chce tego silnik.

Ano trochê ma³o, ale dalsze zwiêkszanie obrotów jest trochê bez sensu gdy¿ moment siada i silnik zacznie gubiæ kroki pod byle obci±¿eniem.

Ale to na biegu ja³owym takie efekty s±. No chyba ¿e dobraæ nieco mniejszy rezystor co da wiêkszy pr±du mostka, np.

0,6A ale wtedy silnik bêdzie siê grza³.

Mam jeszcze jeden zgryz. Nie mam noty katalogowej silników krokowych. S± to jakie¶ Japoñskie ale stare modele i producent pojecha³ ju¿ z nowo¶ciami na stronie. ¯adnych wykresów momentu, nic nie ma dostêpnego. Silniki posiadaj± po 4 uzwojenia które mo¿na ³±czyæ w szeregu lub równolegle. Bêdê musia³ przeæwiczyæ zmianê po³±czenia cewek w szereg co podobno daje wiêkszy moment przy wy¿szych obrotach.

Marek

To i dlatego silnik ma niski moment przy większych obrotach.

Daj napięcie w okolicy 30-40V i zobaczysz magię momentu (obrotowego) ;)

U¿ytkownik "4CX250" snipped-for-privacy@posta.ornet.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:4f6c2c8a$0$1218$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl...

No nie - to jest digitalizowane (trochê chropate) æwieræ okregu.

Czyli od koñca tabelki. Oczywi¶cie, bo sin(x)=cos(90-x) w pierwszej æwiartce. Wiêc sterowanie ci±g³e idzie jak n od 0 do 63 potem cofanie do 0 itd. Dla bipolarnego jeszcze zmiana kierunku pr±du. Najlepiej narysowaæ sobie sinusoidê i cosinusoidê w zakresie 0-360 stopni. S± tam cztery æwiartki, w których warto¶ci sinusa i cosinusa maj± za ka¿dym razem inne znaki, a ich warto¶ci powtarzaj± siê kolejno góra/dó³ z "mojej" tabelki.

Roman

Moze i tak, ale oscyloskop powie ci ze sinus to nie sinus. Dla mnie przy tym trybie sens mikrokrokow nie istnieje, przynajmniej nigdy nie udalo sie uzyskac poprawnego wykresu na oscyloskopie, a fast owszem. Mozesz jeszcze popatrzec na note a3986 masz tam wyliczone wartosci pradu dla mikrokrokow 1/2, 1/4 i 1/16. Napiecie zasilania dla twojego sterownika >30V bez dodatkowych 8szt diod przy silniku to smierc dla sterownika.

Trochę rozbudowując:

silniki krokowe mają oznaczenia U/I co oznacza, że przy zasilaniu stałym napięciem U popłynie nominalny prąd I a silnik uzyska nominalny moment trzymający wg dokumentacji.

W ruchu musimy uwzględnić indukcyjność uzwojenia co sprawia, że przestajemy mieć do czynienia z prądem stałym. Przy stałym napięciu zasilania równym U okazuje się, że po uwzględnieniu wyindukowanej w silniku SEM napięcie na nim jest znacznie mniejsze a co za tym idzie prąd również, więc spada moment.

Można sobie z tym zjawiskiem poradzić przez zasilanie silnika napięciem wyższym niż nominalne, ale powoduje to problemy przy postoju silnika - duże grzanie i afaik "opóźnienia" przy ruszaniu.

Tu wchodzą do gry sterowniki PWM, które robią z uzwojenia silnika stabilizator step-down działający w trybie prądowym. W spoczynku sterownik zapewnia nastawione I a więc i związane z nim nominalne U, natomiast gdy prędkość rośnie (8 obrotów na sekundę to np 1600 kroków/s) w celu utrzymania stałego I musi podnieść U. Wymaga więc dla wyższych prędkości zauważalnie wyższego napięcia zasilania niż napięcie nominalne silnika (nie jest niczym dziwnym silnik 3V/0.8A zasilany z 20V).

Użytkownik "Michoo" <michoo snipped-for-privacy@vp.pl napisał w wiadomości news:jkr5ar$1us$ snipped-for-privacy@mx1.internetia.pl...

No to mi się już wyjaśniło. Rzeczywiście zwiększenie napięcia daje kopa a wyższych obrotach a silnik i tak się nie grzeje bo prąd ograniczają rezystory ustalające. Niestety ale nadal silnik faluje mimo wpisania poprawnej tabeli do której wzór podał Roman. Wprowadziłem małą poprawkę i się coś poprawiło.

Marek

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required