Понимание того, сколько энергии потребляет шаговый двигатель

Мощность шагового двигателя определяется как скоростью, так и инерцией нагрузки. Помните, что если вы управляете шаговым двигателем на низкой скорости, вы разгоняете нагрузку от полной остановки до следующего шага, а затем замедляете двигатель до полной остановки. Двигатель может двигаться с ускорением на полном токе на каждом шаге, потому что не сохраняется угловой момент от последнего шага. Мотор может сильно нагреться, но контроллеру вы, скорее всего, не повредите. Вы можете «потерять свое место», пропустив шаги, если попытаетесь бежать слишком быстро.

Если нагрузка и скорость двигателя находятся в «наилучшем диапазоне», система может быть более эффективной, но поскольку обратной связи нет, нагрузку и инерцию необходимо согласовать с характеристиками двигателя. Производители иногда указывают характеристики скорости при оптимальных условиях, так что будьте осторожны. В общем, вы бы не хотели использовать степперы в приложениях, где все выполняется непрерывно. Они хороши для приложений, где стоимость должна быть низкой, а эффективность не требуется (обычно низкий рабочий цикл). Ваш контроллер, вероятно, позволяет вам выполнять некоторые текущие настройки, чтобы предотвратить перегрузку двигателя по току.

Крутящий момент прямо пропорционален току, а повышение напряжения позволяет работать на более высоких скоростях.

Отвечая на ваши вопросы, вы можете испытывать нагрев двигателя при изменении нагрузки. Контроллер будет продолжать пульсировать, когда двигатель остановлен, но, поскольку никакая часть мощности не идет на работу, вся она уходит в тепло. Бегите как можно медленнее и держите максимальный ток на низком уровне, чтобы при возникновении этих условий вы не перегрелись. Если возможно, понизьте рабочий цикл.

Когда вы выбираете более низкий ток, вы ограничиваете скорость, потому что двигатель будет разгоняться медленнее, и потребуется больше времени, чтобы перейти к следующему шагу. Микрошаг может быть немного менее эффективным, но с интеллектуальными контроллерами это, вероятно, не так много, и он определенно «сгладит» вибрацию при работе. Работа при более низком токе должна снизить мощность на контроллер, а потребляемая мощность при остановке примерно такая же, как при максимальной нагрузке, с оговоркой, что все нагревается. Возьмите несколько больших радиаторов и выключите питание двигателя, если вам не нужно удерживать крутящий момент. Принудительное конвекционное охлаждение может быть вариантом для рассмотрения.

Вам нужно изменить свой вопрос:

1. Спецификация двигателя, которую вы цитируете выше, предназначена для трехфазного шагового двигателя с током 5,8 А.
2. Драйвер, который вы указываете, предназначен для 2-фазного шагового двигателя с максимальным током 4,5 А на фазу.

Первое, что нужно понять, это то, что 2-фазные и 3-фазные шаговые двигатели совсем не работают как двигатели переменного тока. Посмотрите на характеристики крутящего момента, которые вы указали в вопросе.
Крутящий момент самый высокий, когда двигатель неподвижен (остановлен), и довольно быстро падает, как только вы начинаете вращать его.

Не существует простого уравнения для производимого крутящего момента или потребляемой мощности. Я могу предложить очень хороший учебник , который объяснит все, что вам нужно знать.
Глава 5 охватывает большую часть того, что вам нужно... особенно от 5.3.x до 5.4.x.

Поскольку вы используете привод прерывателя, вы можете рассматривать стационарную ось с выбранным текущим током как условие максимальной мощности для любого осевого двигателя. Если вы используете полный или половинный шаг, максимальная мощность будет вдвое больше мощности одной фазы (обычно только две фазы управляются одновременно с трехфазным шаговым двигателем).

Таким образом, для 5,8 А (что, я думаю, вы ошиблись) и указанного двигателя у вас будет I ^ 2 * R -> 5,8 ^ 2 * 0,62 = 20 Вт на фазу. Активны две фазы --> 40 Вт (даже если все 3 фазы активны при максимальном токе, что является неисправностью, она не может превышать 60 Вт)

Если вы на самом деле используете двухфазные шаговые двигатели с максимальным током 4,5 А (возможности контроллера), то вы можете ожидать 4,5^2 * 0,6 = 12 Вт на фазу. Если вы используете микрошаг x2 (шаг 400, что составляет половину шага), то при включенных обеих фазах вы получите максимальное рассеивание около 24 Вт.

Используя ваши заявленные 5,8 А, если вы используете, скажем, источник питания на 24 В, тогда средний ток будет 1,6 А ... пиковый ток (который исходит от выходного конденсатора) будет пиковым 11 А. На это влияет частота коммутации привода прерывателя, и чем ниже частота коммутации, тем хуже она влияет на выбор источника питания.

Это означает, что вы должны тщательно выбирать источник питания, в этом случае вы можете выбрать источник питания 10 А при 24 В, поскольку вы не знаете, каково значение выходной емкости.
Мое предложение заключалось бы в том, что вы могли бы добавить емкость к выходу (1000-2000 мкФ) и легко справиться с наихудшим случаем двух осей при одном источнике питания 10 А 24 В. В качестве примера я запускаю 3 двухфазных шаговых двигателя по 3,5 А от одного источника питания 15 А 32 В без какой-либо дополнительной выходной емкости и без каких-либо проблем.

Вы также должны бороться с потерями, ваш контроллер привода, по сути, представляет собой импульсный источник питания (думайте о каждом микрошаге как о еще одном заранее определенном уровне тока). Вряд ли потери составят более 20%