Напряжение/сопротивление шагового двигателя на фазу

Я пытаюсь запустить этот шаговый двигатель (XY42STH34-0354A), но столкнулся с двумя странными проблемами, связанными с его производительностью: замедление двигателя в режиме 1/32 микрошага и «мягкий предел» числа оборотов в минуту, когда скорость двигатель почти не меняется, несмотря на увеличение параметра RPM.

Вот характеристики мотора:

Номинальное напряжение: 12 В

Ток/фаза: 0,35 А

Сопротивление/фаза: 34 Ом

Индуктивность/фаза: 33 мГн

Удерживающий крутящий момент: 20 Н-см

В настоящее время я использую драйвер шагового двигателя DRV8825 с двигателем, использующим источник питания 30 В, и управляю им с помощью Arduino Mega, используя эту библиотеку шаговых двигателей, которую я нашел в Интернете. Я считаю, что вся моя проводка верна, и я правильно установил ограничение тока на DRV8825 на номинальное ограничение тока 0,35 А, следуя инструкциям на веб-сайте Polulu. Двигатель работает плавно в определенном диапазоне оборотов при всех настройках микрошага.

Когда я использую микрошаговый режим 1/32 DRV8825, он заметно медленнее (~ 20%), чем в других режимах (1/16, 1/8, 1/4, 1/2, 1) для того же Настройка RPM, но в остальном работает отлично (плавно, без дребезжания или другого странного поведения). Я думаю, что скорость двигателя может немного увеличиться по мере того, как настройка микрошага становится более грубой (в сторону полного шага), но она настолько мала, что я действительно не могу сказать.

Второе, что я заметил, это то, что, несмотря на увеличение оборотов, мой двигатель достигает максимальной скорости около 4-5 об/с. Существует диапазон настроек оборотов (300–900 об/мин), при котором изменение значения оборотов не приведет к какой-либо заметной разнице в скорости двигателя, что я и имею в виду, когда говорю «мягкий колпачок». Превышение этого предела приводит к дрожанию двигателя.

Может ли кто-нибудь помочь мне понять, почему двигатели ведут себя таким образом? Глядя на некоторые другие шаговые двигатели NEMA17 в Интернете, я вижу, что они имеют гораздо более низкое номинальное напряжение (2-3 В), но гораздо более высокий ток / фаза (1-2 А). Может ли быть так, что драйвер, который я выбрал, не соответствует техническим характеристикам моего шагового двигателя, или типы с более низким напряжением и большим током работают быстрее или лучше? Спасибо.

Двигатели с более низким напряжением также будут иметь более низкую индуктивность. Используйте вход высокого напряжения для прерывателя, и вы сможете получить от них хорошую производительность даже при высокой частоте шагов.
меньшие микрошаги уменьшают крутящий момент и, таким образом, ограничивают ускорение и нагрузку, ограничивают максимальное число оборотов в минуту/В, отсутствие микрошагов максимизирует крутящий момент, ускорение и скорость. Я использовал Gcode на CNC-экране с программным обеспечением GRBL Panel для Windows с последовательным портом Uno для максимальной производительности при больших сервоприводах и микрошагом для плавных небольших движений. Скорость 1 м/с по NEMA17. Насколько я помню, максимальная скорость шага была 100 кГц.
Ключ к производительности шагового сервопривода для определения максимального ускорения, скорости и массы для движения с низким уровнем шума и жестким удерживающим моментом, но без перегрева драйвера. Начните с хороших характеристик. Каковы ваши?
Это было почти оптимизировано и просто выполняло поиск по 4 углам. youtube.com/watch?v=I7DCYEM3dW8
Это также использовало 3 шаговых двигателя с питанием 12 В 2 А и DRV8825.
В настоящее время я запускаю степперы без нагрузки. Я использую источник питания 30 В 5 А, только один шаговый двигатель с DRV8825. Я играл с различными вариантами микрошагов, но я не могу получить более высокую скорость, используя полный шаг. Номинальные значения напряжения и тока/фазы ваших двигателей аналогичны моему (12 В и 0,35 А/фаз)?

Ответы (1)

В шаговых двигателях с большим числом шагов индуктивность катушек играет большую роль в ограничении скорости, которой вы можете управлять при заданном напряжении на клеммах.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab введите описание изображения здесь

Обратите внимание на схему выше, что ток катушки упал ниже трети номинального тока удержания при 12 В, что привело к меньшему крутящему моменту. Кроме того, имеется значительный фазовый сдвиг тока, который в системе с замкнутым контуром приведет к дополнительной разнице в приложенном крутящем моменте, если вы не исправите его в угле переключения.

Это снижение крутящего момента приводит к снижению максимальной скорости при любой заданной нагрузке на вал.

Если ваш драйвер шагового двигателя регулируется по току, использование более высокого напряжения питания уменьшит этот эффект и позволит двигателю работать быстрее при заданной нагрузке.

Другой альтернативой является использование двигателя со значительно меньшей индуктивностью.

Спасибо - из-за высокой индуктивности высокая частота шагов вызывает слишком сильное ослабление тока в катушках и приводит к плохой работе на более высоких скоростях. Вопрос по драйверам: читал, что они подают гораздо более высокое напряжение и потом "рубят" питание, когда ток в катушке превышает установленный лимит драйвера. Вы показываете на своей диаграмме, что ток катушки упал до менее 1/3 тока удержания, но, если драйвер прерывает ток только при превышении установленного предела, не должен ли ток катушки быть таким же, как ток удержания предел?
@sanlefa драйвер начнет регулировать ток только тогда, когда он достигнет уровня, который вы указываете / устанавливаете в качестве максимального тока привода. На высоких ступенчатых частотах этот уровень никогда не достигается. Использование более высокого напряжения приводит к более быстрому росту тока.
Напряжение/сопротивление шагового двигателя на фазу
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v