Про микрошаг и синус с косинусом

Soling
Dominator:

Значит используем полушаг …

И внимательно следим за электроникой. Что и требовалось выяснить.

😃

mura
Dominator:

Значит используем полушаг или если есть резонансы и хочется более мягкого хода то микрошаг , но не более 1/8 .

Интересно, есть хоть один чел, кте НЕ ХОЧЕТ плавного хода?

Dominator
mura:

Интересно, есть хоть один чел, кте НЕ ХОЧЕТ плавного хода?

Проблема в том что мне нужны токи 4 А , TB6560HQ не так легко купить , да и не совсем подходят она у них только 3 А . Поэтому приходится ограничиватся полушагом , так что это немного вынужденная мера , а мудрить что то мощное с микрошагом что то неохота … да и не к чему и с полушагом довольно неплохо все работает , особенно если есть натяг в направляющих , как у меня в ластохвосте , так как мотору не очень легко крутится то нет резонансов и мягкость хода достаточная .

Soling
Dominator:

… особенно если есть натяг в направляющих , как у меня в ластохвосте , так как мотору не очень легко крутится то нет резонансов и мягкость хода достаточная .

Природная вредность не позволяет не отметить, что это как раз веский довод в пользу механического решения. При нем не только дискрет шага дробится, но и момент увеличивается. Что при нагрузках не есть плохо.
😃

Dominator
Soling:

Природная вредность не позволяет не отметить, что это как раз веский довод в пользу механического решения. При нем не только дискрет шага дробится, но и момент увеличивается. Что при нагрузках не есть плохо.
😃

Извините , не очень понял , если мотору не очень легко двигать суппорт то нужен микрошаг или полушаг ?

Soling

Если Вы ставите зубчатки для деления шага в два раза, (полушаг из полного шага), соответственно и момент Вы умножите на 2. Ну и так далее… 2, 4, 8…

Dominator
Soling:

Если Вы ставите зубчатки для деления шага в два раза, (полушаг из полного шага), соответственно и момент Вы умножите на 2. Ну и так далее… 2, 4, 8…

А понятно , Вы ремень имели ввиду , а я не понял . Нет , я противник ремня , лучше ШВП и некаких проблем , все будет летать но и так как я все делаю на ластохвостах и есть натяг в направляющих то мотору приходится чуть чуть напрягатся ( и не каких резонансов зато ) .

Soling
Dominator:

лучше ШВП и некаких проблем

Ну. это дело вкуса. Хотя, одно другому не мешает. А иногда удачно дополняет.

Dominator
Soling:

Ну. это дело вкуса. Хотя, одно другому не мешает. А иногда удачно дополняет.

Дело в том что ШВП за счет высокого кпд дает очень высокий момент на движущихся частях станка , поэтому ремень становится ненужен , а вот скоростные качествы станка увеличиваются , что гораздо важней при некоторых видах работы а так как точность выше 0.01 мм изза механики ( мы же не будем делать настольные станки в тонну весом для жесткости 😉 ) нам не достич то дробить шаг механикой для точности не к чему , при шаге ШВП в 5 мм при полушаге мы получаем точность 0.0125 мм это предел точности для легких настольных станков , поэтому дробить не к чему .

7 days later
Аэробус

Такой вопросец. Смотрю в даташит на движок FL57STH56-2006.
График говорит, что в полушаге двиг обеспечит момент в 40Н\см гдето при частоте порядка 4000pps Т.е. Делим 4000 на 400 и получаем 10 оборотов в сек (600 в мин).
Вопрос, А какой момент буит при микрошаге 1/8 или 1/10 при тех же частотах? И вообще есть какой нить способ посчитать отношение частота= момент-микрошаг? Или только методом тыка? Т.е. для достижения тех же 600 об/мин при микрошаге 1/10 надо подавать шаги с частотой 20 000 ппс Ну тут похоже момент сильно упадет 😦
Т.е. с точки зрения плавности хода и резонансов микрошаг - замечательно.
С точки зрения скорости микрошаг замедляет работу станка?
Или я не правильно считаю?
Я понимаю, что все еще сильно зависит от контроллера, но основная идея так?

ATLab

Вопрос надо разделить на три:

  1. область применения микрошага
  2. влияние микрошага на момент
  3. скоростные параметры ШД и драйвера.

Ответы:

  1. Основная область применения микрошага - низкие и средние скорости, можно условно считать за границу скорость 1000 полных шагов в секунду.
  2. Микрошаг при низких/средних скоростях несколько снижает момент
  3. Скоростные параметры ШД в основном зависят от его индуктивности, поэтому на скоростях выше (условно!) 1500 полных шагов/сек. разницы между микрошагом (синусом) и полным шагом (прямоугольником или трапецией) почти нет и скорость нарастания тока определяется в основном индуктивностью, напряжением питания и активным сопротивлением обмотки, внутренним сопротивлением источника питания.
    Грубо говоря, что микрошаг, что полный шаг - на большой скорости почти одинаково.
    Поэтому, чтобы ликвидировать это почти, в драйверах делают трансформируемое опорное напряжение: на низкой скорости - синус, на высокой - прямоугольник (трапецию).

С точки зрения скорости микрошаг замедляет работу станка?

Если исходить из того, что управляющая программа в состоянии выдавать STEP с максимальной скоростью 20000 импульсов в секунду, то выходит:

  • при использовании полушага ШД можно раскрутить (если получится!) до 20000/400=50 оборотов/сек
  • при использовании микрошага 1/10 ШД можно раскрутить до скорости впятеро меньшей - ограничение от управляющей программы - до 10 оборотов/сек.
    Если ШД реально обеспечивает требуемый момент на 2000 полных шагах/сек, а при большей скорости не обеспечивает, то разницы между полушагом и микрошагом 1/10 нет:
  • при микрошаге требуется скорость STEP 2000*10=20000 импульсов/сек- программа еще может такую скорость выдать
  • при полушаге требуется скорость STEP 2000*2=4000 импульсов/сек.
    Если ШД обеспечивает момент при 4000 полных шагов/сек, то тормозом будет управляющая программа, поэтому микрошаг нужно будет изменить на 1/4 или 1/5 или отказаться.
    Короче, голая арифметика.
boldive

В продолжение темы.
Как лучше организовывать морфинг микрошага?
С микрошага уходить на 1/4 потом на 1/2 потом на полный шаг, или можно сразу на полушаг и потом на полный шаг? На каких скоростях (rpm двигателя) это лучше делать?
Что творится с токами в обмотке двигателя когда наступает явление резонанса?
Какие есть рекомендации по борьбе с резонансом (алгоритм поведения драйвера для подавления резонанса)?

Пока собираю информацию для “усовершенствования” драйвера.

Dominator
boldive:

Какие есть рекомендации по борьбе с резонансом

Маховичок на валу шаговика .

Soling

Механическое демпфирование. Изменение механической нагрузки.

boldive

ну а если отбросить механику и воплотить это в электронике. Есть идеи?

georgnsk

Если не нравится механическое(нерегулируемое) демпфирование, то можно сделать его электрический аналог, имеется в виду, вместо маховика поставить двигатель в генераторном режиме с регулируемым баластом. Баласт может иметь и активную и реактивную составляющие.

Soling
georgnsk:

то можно сделать его электрический аналог,

Для ШД это, все равно, механическое демпфирование. Электрически такая нагрузка не связана.
😃

georgnsk
Soling:

Для ШД это, все равно, механическое демпфирование. Электрически такая нагрузка не связана.
😃

Задача избежать мех. резонансов. Можно изменять токи фаз ШД, но получается, что это надо делать быстро(даже слишком…), поэтому и предлагаю зайти еще с другой стороны задачи.
Меняя нагрузку генератора(электрическими параметрами!) вы меняете и мех. свойства системы, грубо говоря при частотах резонанса берем и уменьшаем активное сопротивление балласта, мех. добротность системы падает, резонанс не возникает, если играть реактивными параметрами балласта, то можно сдвинуть частоту мех. резонанса.

ATLab
boldive:

В продолжение темы.
Как лучше организовывать морфинг микрошага?
С микрошага уходить на 1/4 потом на 1/2 потом на полный шаг, или можно сразу на полушаг и потом на полный шаг?

Если делать, как Вы предполагаете, то управляющая программа должна это (переход) делать синхронно с драйвером. Очевидно же, что это нереально, поскольку управляющей программе вообще “морфинг микрошага” неведом.
Морфингом занимается непосредственно контроллер, изменяя только форму опорного напряжения, например как у Kreutz-a:

  • на низкой скорости это SIN/COS
  • на средней скорости ШД работает в режиме High Torque, (и тут есть варианты формирования опорного)
  • на высокой скорости опорное либо постоянного уровня, либо трапеция.
    Количество импульсов STEP для выполнения шаговым двигателем полного шага во всех этих режимах одинаково. Поэтому проблем с управляющей программой нет.

На каких скоростях (rpm двигателя) это лучше делать?

Здесь все сильно зависит от двигателя, начать можно со скоростей 800<->1400 полных шагов/сек. Или вообще сделать плавный морфинг формы опорного напряжения.

Что творится с токами в обмотке двигателя когда наступает явление резонанса?
Какие есть рекомендации по борьбе с резонансом (алгоритм поведения драйвера для подавления резонанса)?

Это “страшная секретная тайна” 😉, никто этого Вам не скажет. Марисс на аналогичный вопрос ответил прямо: это мой хлеб, я не буду этого рассказывать.
Лично у меня не получилось повторить по его рекомендациям эксперимент с получением СЧ резонанса на ШД - это еще и от ШД зависит.

mura

Лично у меня не получилось повторить по его рекомендациям эксперимент с получением СЧ резонанса на ШД - это еще и от ШД зависит.

ДШИ200 на полном шаге уверенно входит в резонанс.

boldive
ATLab:

Морфингом занимается непосредственно контроллер, изменяя только форму опорного напряжения, например как у Kreutz-a:

Количество импульсов STEP для выполнения шаговым двигателем полного шага во всех этих режимах одинаково.

Ну собственно это и имеется ввиду. Меняется только форма опорного напряжения. Плавно ее менять сложновато. А вот разбить диапозон скоростей на какие-то зоны и для каждой сделать свою форму опорного напряжения намного проще. Есть ли смысл разбивать диапозон скоростей на “много” зон или достаточно с микрошага (например 1/10) уйти в полушаг а потом в полный шаг?

ДШИ200 на полном шаге уверенно входит в резонанс.

А можно осциллограммы токов обмоток для этого двигателя в момент резонанса? Или соединить выходы токовых резисторов между собой через резисторы по 10к и снять осциллограмму с центральной точки этих резисторов? Т.е. посмотреть на форму “суммарных токов”.

На своих двигателях я пока резонанса не вижу. Они или крутятся или совсем не крутятся в зависимости от того то я вытворяю с драйвером.

ATLab:

Марисс на аналогичный вопрос ответил прямо: это мой хлеб, я не буду этого рассказывать.

Оригинал ответа.