Шаговые vs Коллекторных
Предлагаю вообще обьеденить две части - ходовой винт и двигатель. Идея в том чтобы вращать не винт, а гайку. И гайка должна быть частью самого серво, а можно и мотора. При такой схеме размер будет маленький, а характеристики впечатляющие! Пропадет ток удержания якоря который так хорошо прогревает ШД. По сути система будет сама огромным редуктором и сдвинуть ее сместа при граматном построении будет невозможно внешним воздейстием.
Многое конечно зависит от самого ШД, но чем он точнее и лучше изготовлен тем дороже он и тем труднее найти сразу в трех экземплярах. Плюс тенденция на форуме к построению станков больших габаритов рано или поздно приведет к недостатку моторов с более мощным моментом. Про быстодействие вы уже сами ответили - оно достигло предела даже на самых “крутых” образцах. И как альтернатива рано или поздно придут системы с обратной связью. Серво же позволяет применить самые распространенные двигатели - вплодь до ДПР-ок стоимостью в 100р. Снижение мощности означает уменьшение габаритов, однозначно и веса, что весьма немаловажно в подвижных частях. Другое дело что нет как таковых “обкатанных” схем и решений, которые можно просто взять и повторить. Посмотрите что пишут люди - “нашел чертеж, подправил, хочу изготовить. будет такое работать или нет?” только очень некоторые строят сами придумывая нестандартные схемы и решения. Этак скоро все превратится в коллективный разум повторения…
Да нет все покупается без проблем ! и например в купленных китайских шаговиках у Конаплева я не заметил никаких недостатков по точности и скорости в сравнении с шаговиками купленными в германии по 70-100евро. Купить можно хоть 50 штук , вопрос в деньгах ! Были бы необходимые средства у народа , тут бы пол форума при наличии необходимых знаний и желания себе супер-пупер станков не уступающим фирменным понаделали. И не стали бы из всякого г…на конфетки лепить 😃 . Я уважаю таких людей которые что-то делают, и рождают на свет новые решения … правда в нашей стране тяжело таким жить…
Ошибочка … Шаговый двигатель в 99 процентах случаев заменяет 3 объекта: двигатель, редуктор, тормоз.
ДПР можно сразу засунить куда нибудь подальше, что бы никогда не видеть и не соблазняться 😃
В нем нет редуктора и тормоза, а без них (скока они там стоют ?) вы ни туды и не сюды.
Ах там нет еще и энкодера … А скока он стоит ? Может лучше ШД и не тр?
Про ДПР я конечно пошутил:) А коллекторные двигатели часто идут с редуктором, взять к примеру отвертку для ленивых:) Тормоз при хорошем редукторе не нужен. Моментально остновить его не вопрос - просто замкни щетки:)
Да нет все покупается без проблем ! и например в купленных китайских шаговиках у Конаплева я не заметил никаких недостатков по точности и скорости в сравнении с шаговиками купленными в германии по 70-100евро. Купить можно хоть 50 штук , вопрос в деньгах ! Были бы необходимые средства у народа , тут бы пол форума при наличии необходимых знаний и желания себе супер-пупер станков не уступающим фирменным понаделали. И не стали бы из всякого г…на конфетки лепить 😃 . Я уважаю таких людей которые что-то делают, и рождают на свет новые решения … правда в нашей стране тяжело таким жить…
Если все можно купить то зачем думать?😃 По сути хобби - привычка думать. По китайским ничего сказать не могу, попадали в руки только немецкие и американские, но из опыта эксплуатации китайских изделий могу посоветовать заменить подшипники хотя бы на “ФАГ”. Масло в китайцах от температуры сворачивается иногда. Из г… не слепишь, это точно. Но мы же в руки берем не г…, а материал. “Статуя была здесь всегда, я просто освободил ее”
Если все можно купить то зачем думать? 😃 По сути хобби - привычка думать.
Абсолютно в душу верно! 😃
На форуме уже неоднократно рассматривался вопрос преимуществ и недостатков шаговиков и коллекторников в приводах станков. Но точных разграничений по этому поводу так и не було установлено. Но, я не об этом.
А как по вашему, в качестве безумной идеи применить безколлекторный мотор как промежуточный вариант между шаговиком и коллекторником. Поелику он все таки синхронный, то на малых оборотах управлять как шаговым в режиме микрошага. На больших скоростях динамики мотора хватит за глаза.
Абсолютно в душу верно! 😃
На форуме уже неоднократно рассматривался вопрос преимуществ и недостатков шаговиков и коллекторников в приводах станков. Но точных разграничений по этому поводу так и не було установлено. Но, я не об этом.
А как по вашему, в качестве безумной идеи применить безколлекторный мотор как промежуточный вариант между шаговиком и коллекторником. Поелику он все таки синхронный, то на малых оборотах управлять как шаговым в режиме микрошага. На больших скоростях динамики мотора хватит за глаза.
Я об этом сам подумал, но не спешил с оглаской, так как народ боится всего что напрямую к лпт не подключается:) Еще он интересен так как конструктив легкий и везде их напичкано. А самое главное - моменты у них огромные из-за размеров ротора. Только есть одно но - на него придется тормоз прикреплять, но это все-равно лучше чем греть одну обмотку в ШД.
Я об этом сам подумал, но не спешил с оглаской, так как народ боится всего что напрямую к лпт не подключается:) Еще он интересен так как конструктив легкий и везде их напичкано. А самое главное - моменты у них огромные из-за размеров ротора. Только есть одно но - на него придется тормоз прикреплять, но это все-равно лучше чем греть одну обмотку в ШД.
присоединяюсь!
как насчет перепрошить какой нибудь из уже существующих хоббийных контроллеров?
хотя бы для начала для шагового трехфазного режима, с шим стабилизацией?
Только есть одно но - на него придется тормоз прикреплять, но это все-равно лучше чем греть одну обмотку в ШД.
Конечно - лучше тормоз греть чем двигун!
Только все эти ШД, контроллеры под них и пр. в основном покупается из-за нехватки средств, редко по конструктивным соображениям. А ШД есть и в 9N/m и в 90, поставь ШВП 10мм шаг и получиш 7500мм/мин.
А если есть деньга то можно купить и безколлекторник и контроллер к нему и ненадо заморачиваться с изобретением из г… конфетки. Цена вот только…
Собственно по этим вопросам на форуме достаточно информации.
А если есть деньга то можно купить и безколлекторник и контроллер к нему и ненадо заморачиваться с изобретением из г… конфетки. Цена вот только…
Собственно по этим вопросам на форуме достаточно информации.
Согласен полностью
Однако, ИМХО, каждому овощу свое время.
Мне кажется, в решении этой проблемы надо исходить из критериев целесообразности применения того или иного решения.
Например, рассмотрим группу решений
Сервопривод на коллекторном двигателе постоянного тока (ДПТ) с тахогенератором (первая цепь управления регулирования скоростью перемещения подачей с электронной (оптической) линейкой как датчиком положения каретки). Самая старая и известная.
Сервопривод на ДПТ с энкодером подвешенный прямо или через редуктор на винт или ШВП. Тоже применяется, но очень не часто.
Сервопривод на простом ДПТ с линейкой.
Установив линейку можно высчитать и скорость и узнать положение каретки. Сам видел, где применялось, однако нагрузки в такой системе должны быть небольшими, потому как ХЗ как отыграет изгиб нежесткой конструкции или случайно неучтенный или образовавшийся от износа люфт.
Установив энкодер, легче всего получить значение скорости, а положение каретки высчитать, исходя из параметров механики (шага винта и т.д.)
Шаговый мотор как привод без ничего. Конструкция распространенная, но где-то ущербная. Положение каретки задается только винтом, точность которого можно варьировать, применяя от простейшей строительной шпильки до высокоточного ШВП. Однако, верить где остановиться каретка даже в случае с применением ШВП - это вопрос программного пересчета параметров механики и жесткости конструкции. Скорость регулируется прямо, частотой импульсов.
Поставив энкодер на ШД можно добиться лишь увеличение устойчивости системы к нагрузкам и инерции, однако, таки ИМХО не идеал. Наличие энкодера на винт или привод на ШВП оправдано ,если его применять в качестве датчика пропуска шагов при больших скоростях или больших нагрузках.
Наворачивая к этому ШД энкодеры, линейки упираемся рогом в параметры двигателя: ограничение по моменту и скорости.
В общем сумбуре мыслей на эту тему при конструировании привода, мы должны найти оптимум в этом клубке компромиссов, не забывая о том, чтобы цена реализации принятого решения соответствовало классу изготавливаемого изделия.
Согласен полностью
Однако, ИМХО, каждому овощу свое время.
Мне кажется, в решении этой проблемы надо исходить из критериев целесообразности применения того или иного решения.
Например, рассмотрим группу решений
Сервопривод на коллекторном двигателе постоянного тока (ДПТ) с тахогенератором (первая цепь управления регулирования скоростью перемещения подачей с электронной (оптической) линейкой как датчиком положения каретки). Самая старая и известная.
Сервопривод на ДПТ с энкодером подвешенный прямо или через редуктор на винт или ШВП. Тоже применяется, но очень не часто.
Сервопривод на простом ДПТ с линейкой.
Установив линейку можно высчитать и скорость и узнать положение каретки. Сам видел, где применялось, однако нагрузки в такой системе должны быть небольшими, потому как ХЗ как отыграет изгиб нежесткой конструкции или случайно неучтенный или образовавшийся от износа люфт.
Установив энкодер, легче всего получить значение скорости, а положение каретки высчитать, исходя из параметров механики (шага винта и т.д.)
Шаговый мотор как привод без ничего. Конструкция распространенная, но где-то ущербная. Положение каретки задается только винтом, точность которого можно варьировать, применяя от простейшей строительной шпильки до высокоточного ШВП. Однако, верить где остановиться каретка даже в случае с применением ШВП - это вопрос программного пересчета параметров механики и жесткости конструкции. Скорость регулируется прямо, частотой импульсов.
Поставив энкодер на ШД можно добиться лишь увеличение устойчивости системы к нагрузкам и инерции, однако, таки ИМХО не идеал. Наличие энкодера на винт или привод на ШВП оправдано ,если его применять в качестве датчика пропуска шагов при больших скоростях или больших нагрузках.
Наворачивая к этому ШД энкодеры, линейки упираемся рогом в параметры двигателя: ограничение по моменту и скорости.
В общем сумбуре мыслей на эту тему при конструировании привода, мы должны найти оптимум в этом клубке компромиссов, не забывая о том, чтобы цена реализации принятого решения соответствовало классу изготавливаемого изделия.
Хорошо, давайте так: 1) модель сугубо пробная и примем как у Стивена Кинга “а что если такое могло бы быть” 2) озадачимся самым простым - пусть моторчик ползает по винтовой туда-сюда и только так как нам надо. Т.е. винтовая шпилька будет для него системой координат а отсчет будем вести количеством оборотов (а лучше зная количество полюсов в бесколлектонике датчиком холла. а еще лучше линейкой, которую нанесем на ротор, благо он не маленький:) ) Итак что нужно. 1) подопытный неважно каких размеров. Завтра разберу чего-нибудь:) 2) просверлить отверствие и нарезать резьбу в роторе под какую-нибудь шпильку, хоть м3. 3) припаять куда следует, чтобы управлять собственно этим. Напомню, все это делается для проверки идеи. А отполировать ее вам никто не мешает.
Да и не плохо бы заранее подумать к какому контроллеру все это прикрутить. Я бы отдал предпочтение простому, но поддерживаемому разным софтом. Тут не мешало бы послушать что народ скажет. Пусть будет хоть на лпт, в начале пути важно направление:)
Плюсы и минусы -
ШД:
простота исполнения +
отсутствие лишних механизмов и датчиков +
простота крепления +
минимум изнашиваемых частей (подшипники) +
потребление энергии -
нагрев при максимальных режимах -
резонанс и писк -
малая скорость -
удержание -
защищенность от стружки и пыли +
цена -
Сервопривод с червячной передачей:
сложность исполнения -
требуются датчики обратной связи и схема управления -
сложность крепления -
больше изнашиваемых частей(шестерни редуктора) -
потребление энергии меньше +
нет нагрева +
нет резонанса и писка +
любая скорость +
ненужно удержание(при больших коэффициентах передачи) +
трудности с защитой от пыли и стружки -
цена ?
Вобщем несмотря на ряд существенных плюсов сервоприводов, всеже предпочтительнее использовать ШД.
Если бы были готовые сервопривода со всем необходимым, заключенные в отдельный корпус и имеющие легкое крепление, со встроенными датчиками обратной связи, то тогда я бы предпочел сервопривода. Но дешевизна такого законченного устройства возможна только при массовом производстве, что врядли возможно…
Хотя если кто сможет найти достаточно надежную злектроотвертку и просто приспособить, то это упростит задачу.
Плюсы и минусы …
А вот какие по вашему мнению таковые видите +/- у сервоприводах на бесколлекторных двигателях?
А вот какие по вашему мнению таковые видите +/- у сервоприводах на бесколлекторных двигателях?
Разницы большой не вижу по сравнению с коллекторными, плюс - нет износа щеток, ввиду отсутствия таковых, минус - более сложная схема регулировки оборотов. Еще у них уменьшается момент на малых оборотах, но при хорошем редукторе это не столь важно.
Разницы большой не вижу по сравнению с коллекторными, плюс - нет износа щеток, ввиду отсутствия таковых, минус - более сложная схема регулировки оборотов. Еще у них уменьшается момент на малых оборотах, но при хорошем редукторе это не столь важно.
По поводу регулировки: сложности особой нет, надо только немного подумать. Если мы его хотим включить как шаговый, то нас волнуют два сигнала - шаг/направление. В принципе БК это тот же шаговый, только шаг пошире, по-этому резона напрямую им крутить нет. Но если включить его в редуктор, то нужно снимать показания именно на выходе редуктора и тогда мы получим агрегат аналогичный ШД но с динамикой коллекторного. А в этом случае можно даже применять их родные контроллеры, легко подойдет даже от дисковода. Нужен ток - поставить ключи.
По поводу регулировки: сложности особой нет, надо только немного подумать. Если мы его хотим включить как шаговый, то нас волнуют два сигнала - шаг/направление. В принципе БК это тот же шаговый, только шаг пошире, по-этому резона напрямую им крутить нет. Но если включить его в редуктор, то нужно снимать показания именно на выходе редуктора и тогда мы получим агрегат аналогичный ШД но с динамикой коллекторного. А в этом случае можно даже применять их родные контроллеры, легко подойдет даже от дисковода. Нужен ток - поставить ключи.
Я непонял вопрося в предыдущем ответе. Вы собираетесь использовать асинхронный двигатель как шаговый? Вы себе представляете, как работает первый, а как другой?
В шаговом двигателе магнит ротора имеет полюсные наконечники(как бы он представляет из себя кучу мелких магнитов, рассположенных по хитрому) а статор поочередно притягивает те или иные группы зубьев этих полюсных наконечников по определенному закону - rcopen.com/forum/f110/topic98377/10
В асинхронном, что на 50 герц, что на 400 все наоборот, магнитное поле статора наводится на короткозамкнутые обмотки(они не содежат провода в обычном виде, но имеют специальную структуру) ротора, и там тоже создается магнитное поле, но оно не может быть достаточно четко соориентированно, что бы пошагово вращать ротор.
Можно перемотать движок, но это непростая задача.
Он сможет работать пошагово, только шаг будет равен количеству секций обмоток делееных на два(чтобы противоположные секции создавали одно общее поле, возможно понадобится выбирать еще одну геометрическую пару с таким расчетом, что бы уравновешивать поля в роторе, даже не представляю к чему такие эксперименты могут привести), и рывки будут сильные, а в режиме удержания - перегрев.
Википедия вам в помощь - ru.wikipedia.org/…/Рлектродвигателх
Я непонял вопрося в предыдущем ответе. Вы собираетесь использовать асинхронный двигатель как шаговый? Вы себе представляете, как работает первый, а как другой?
В шаговом двигателе магнит ротора имеет полюсные наконечники(как бы он представляет из себя кучу мелких магнитов, рассположенных по хитрому) а статор поочередно притягивает те или иные группы зубьев этих полюсных наконечников по определенному закону - rcopen.com/forum/f110/topic98377/10
В асинхронном, что на 50 герц, что на 400 все наоборот, магнитное поле статора наводится на короткозамкнутые обмотки(они не содежат провода в обычном виде, но имеют специальную структуру) ротора, и там тоже создается магнитное поле, но оно не может быть достаточно четко соориентированно, что бы пошагово вращать ротор.
Можно перемотать движок, но это непростая задача.
Он сможет работать пошагово, только шаг будет равен количеству секций обмоток делееных на два(чтобы противоположные секции создавали одно общее поле, возможно понадобится выбирать еще одну геометрическую пару с таким расчетом, что бы уравновешивать поля в роторе, даже не представляю к чему такие эксперименты могут привести), и рывки будут сильные, а в режиме удержания - перегрев.Википедия вам в помощь - ru.wikipedia.org/…/Рлектродвигателх
Вообще разговор шел о бесколлекторных двигателях с постоянными магнитами. А-ля моторчик в дисководе. Их еще фазовыми называют из-за работы толкания магнита пофазно.
Вообще разговор шел о бесколлекторных двигателях с постоянными магнитами. А-ля моторчик в дисководе. Их еще фазовыми называют из-за работы толкания магнита пофазно.
В таких мотрчиках количество шагов будет равно количеству образованных магнитов(полюсов, деленных на два) если количество пар обмоток не меньше этого числа. Сила магнитного поля зависит от зазора между противоположными полюсами взаимодействующих магнитов, поэтому в шаговых двигателях этот зазор минимален. Я нерекомендовал бы вообще этим заниматься, получить результат лучше чем в шаговиках неполучится.
… В принципе БК это тот же шаговый, только шаг пошире, по-этому резона напрямую им крутить нет. Но если включить его в редуктор, то нужно снимать показания именно на выходе редуктора и тогда мы получим агрегат аналогичный ШД но с динамикой коллекторного…
Грубо если принципиально рассмотреть шаговый мотор то можно его действительно рассматривать как безколлекторный со встроенным редуктором, основным недостатком которого есть низкая мощность (Как у обычных асинхронников: при одном и том же количестве железа мощность падает пропорционально увеличению количества пар полюсов) А соответственно и малый момент. Безколлекторник в этом случае выигрывает и по мощности и по размерам. Как то в форуме я рассказывал про аксиальный волновой редуктор, который состоит из двух почти одинаковых конических шестернь с коеффициентом редукции 1:30. И изготавливать его имеет смысл как присоединяемый модуль к уже стандартному мотору в качестве довеска к сервоприводу. Но это сейчас только в качестве безумной идеи…
С точки зрения систем управления, безколлекторный мотор, как и любой другой шаговый, есть система со внутренней системой дифференцирования по шагу, супротив описанию обыкновенного коллекторного двигателя, характеристики управления которого описываются простой интегрирующей функцией инерции от массы ротора. Поэтому в довесок к коллекторному мотору в сервоприводах к нему присоединяют в качестве дифференцирующей цепи датчик скорости вращения - тахогенератор или энкодер.
По сути, если уж использовать редуктор, то большой разницы уже нет, чем изначально крутить, коллекторным или каким другим, всеравно понадобится система обратной связи, но управление коллектрными двигателями сводится к изменению напряжения питания, а в бесколлекторных еще прийдется городить схему управления обмотками. Я бы предпочел коллекторные.
И лучше коллекторных двигателей с полым ротором, аля ДПР я не представляю - www.rcdesign.ru/var/rcd/storage/…/dpr1.jpg
Грубо если принципиально рассмотреть шаговый мотор то можно его действительно рассматривать как безколлекторный со встроенным редуктором, основным недостатком которого есть низкая мощность (Как у обычных асинхронников: при одном и том же количестве железа мощность падает пропорционально увеличению количества пар полюсов) А соответственно и малый момент. Безколлекторник в этом случае выигрывает и по мощности и по размерам. Как то в форуме я рассказывал про аксиальный волновой редуктор, который состоит из двух почти одинаковых конических шестернь с коеффициентом редукции 1:30. И изготавливать его имеет смысл как присоединяемый модуль к уже стандартному мотору в качестве довеска к сервоприводу. Но это сейчас только в качестве безумной идеи…
С точки зрения систем управления, безколлекторный мотор, как и любой другой шаговый, есть система со внутренней системой дифференцирования по шагу, супротив описанию обыкновенного коллекторного двигателя, характеристики управления которого описываются простой интегрирующей функцией инерции от массы ротора. Поэтому в довесок к коллекторному мотору в сервоприводах к нему присоединяют в качестве дифференцирующей цепи датчик скорости вращения - тахогенератор или энкодер.
Значит получается вот что: стандартный ШД за оборот делает 200 шагов (я говорю о ШД которые чаще всего применяются в станках). В режиме микрошага эту цифру смело умножаем на 8. Получаем 1600 контрольных импульсов на оборот. Пусть будет БКД и редуктор с отношением 1/20. значит нужно уметь им управлять с точностью 80 едениц на оборот (двигателя). неужели это непреодолимая задача? а с повышение редукции она пропорционально падает…
По сути, если уж использовать редуктор, то большой разницы уже нет, чем изначально крутить, коллекторным или каким другим, всеравно понадобится система обратной связи, но управление коллектрными двигателями сводится к изменению напряжения питания, а в бесколлекторных еще прийдется городить схему управления обмотками. Я бы предпочел коллекторные.
В том то весь и фокус, вто для безколлекторника как и для шаговика с его характеристикой управления вовсе НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНА цепь обратной связи. Она становиться актуальной только при наличии предельных нагрузок и скоростей. И в том и другом случае городить управление моторами надо, как не крути, а вот какое оно будет - это уже вопрос. Просто для безколлекторника грань предельных нагрузок отодвигается подальше, где роль применения энкодеров сводится к роли аварийного датчика
По сути, если уж использовать редуктор, то большой разницы уже нет, чем изначально крутить, коллекторным или каким другим, всеравно понадобится система обратной связи, но управление коллектрными двигателями сводится к изменению напряжения питания, а в бесколлекторных еще прийдется городить схему управления обмотками. Я бы предпочел коллекторные.
И лучше коллекторных двигателей с полым ротором, аля ДПР я не представляю - www.rcdesign.ru/var/rcd/storage/…/dpr1.jpg
Кстати схему я найду и выложу. 6 ранзисторов кажется, два входа уже на ттл уровни. 00 - торможение, 01 - крутим в одну сторону, 10 - в другую, 11 - ничего. собирал, работает отлично. Для интереса крутил дрель, так у нее при торможении мертвая хватка. в купе с отверткой должен привод получиться…
вот схема: www.bobblick.com/techref/projects/…/hbridge.html
Остается только придумать цепь обратной связи, но это уже чистая логика где показатель с датчика сравнивается с управляющим сигналом с контроллера и она и манипулирует Н-мостом.