Outrunner как 3-х фазный сервомотор...
возникла мысль,
Так как для многих бюджетных приложений самодельных станков с ЧПУ используются купленные на строительных рынках шпильки, и классических шаговые двигатели, то возникает проблемма медленного перемещения рабочего инструмента.
решение
А почему бы не воспользоваться для вращения подобных сервоприводов трехфазными модельными двигателями, с переоборудованными (перепрограммированными) контроллерами бесколлекторных двигателей (контроллеры БК, кстати, в соседней теме обсуждаются)
пример:
будем считать что у нас шпилька с шагом 2 мм (не знаю настоящего шага но не думаю что превышает)
критерий 1.
дискретность движения не должна превышать физической точности станка.
допустим для домашнего конструктива механическая точность - 0,05мм (достаточно точно?)
итого - дискретность должна быть не хуже 2/0,05=40 шагов/об.
у аутраннера 36 полных шагов на оборот…
мне кажется для 90% приложений более чем достаточно.
в тоже время самолетные аутраннеры с пропеллерами имеют следующие примерные характеристики:
скорости вращения порядка 6000 об/м (вплоть до 12 тысяч)
пропеллеры требуют большого момента на валу.
мощности порядка 200 и более ватт, и при этом реализация на стандартных контроллерах (кстати уже имеющих все неободимое, а именно микроконтроллер и цепи питания и управления)
взяв для примера 6000 об/мин получим скорость (допустим холостого) перемещения каретки - 2мм*100об/сек - 200 мм/сек.
или в метрах в минуту - 12 м/мин.
итого:
плюсы
стандартное оборудование (моторы, контроллеры)
высокая (теоретическая) скорость перемещения
минусы:
нестандартное ПО контроллера которое еще необходимо разработать.
нестандартное подключение контроллеров к персоналке (я не знаю стандартного потому так и говорю).
Ну это же надо додуматься: экономить на ходовых винтах, заменяя их резьбовыми шпильками (а направляющие, надо думать, мебельные) и при этом крутить их тремя бесколлекторниками от 50$ каждый с тремя контроллерами от 70$ каждый, да еще что-то придумывать с их перепрограммированием. Вам, собственно, нужно станок построить или модельные аутраннеры применить?
К тому же, что значит “медленное” перемещение? 1 метр в минуту - медленно для домашнего станка на шпильках? А два метра в минуту? Эти скорости вполне достижимы на обычных дши-200-3 с хорошим контроллером и с нормальным источником питания. При чем хороший контроллер на 4 оси можно купить баксов за 200, а приемлемый - за 100.
Ну это же надо додуматься: экономить на ходовых винтах, заменяя их резьбовыми шпильками (а направляющие, надо думать, мебельные) и при этом крутить их тремя бесколлекторниками от 50$ каждый с тремя контроллерами от 70$ каждый, да еще что-то придумывать с их перепрограммированием. Вам, собственно, нужно станок построить или модельные аутраннеры применить?
К тому же, что значит “медленное” перемещение? 1 метр в минуту - медленно для домашнего станка на шпильках? А два метра в минуту? Эти скорости вполне достижимы на обычных дши-200-3 с хорошим контроллером и с нормальным источником питания. При чем хороший контроллер на 4 оси можно купить баксов за 200, а приемлемый - за 100.
разве безколлекторники стооооолько стоят???!!!
я думал значительно дешевле! примерно так думал - мотор+контроллер
за 60 вечнозеленых мотор с контроллером и пересылкой в солнечную великобританию.
хотя согласен - дши-200-3 действительно дешевле особенно если их покупать на радиорынке (обьявления в инете предлагают их по 20 долларов)…
а медленное перемещение - это медленное перемещение, это если у вас станок размером метр - то возвращение его в исходную позицию из крайнего положения - минута.
если же взять аутраннер с редуктором и ремнем (ремень на привод) то можно будет двигать больший портал (у аутраннера значительно выше мощность) чем при использовании ДШИ, да и контроллер шаговых двигателей на допустим токи до 30 ампер, и напряжение 11 вольт стоить будет мне кажется, знааачительно больше трех модельных контроллеров (в силу массовости производства последних).
а медленное перемещение - это медленное перемещение, это если у вас станок размером метр - то возвращение его в исходную позицию из крайнего положения - минута.
Если у вас станок метр, то минута на возврат из одной крайней точки в другую - это мало. Потому что во-первых, при нормальной работе, такого никогда не бывает, а больше всего времени станок занимается пилением, которое происходит на скоростях значительно меньших. Это раз. Если у вас станок размером больше метра и при этом он на шпильках со строительного рынка - это просто без комментариев.
да и контроллер шаговых двигателей на допустим токи до 30 ампер, и напряжение 11 вольт стоить будет мне кажется, знааачительно больше трех модельных контроллеров (в силу массовости производства последних).
Такой не нужен. В подавляющем большинстве случаев нужен вольт на 30 и где-то 3-5 ампер. Сколько это стоит примерно, я уже говорил.
Если у вас станок метр, то минута на возврат из одной крайней точки в другую - это мало. Потому что во-первых, при нормальной работе, такого никогда не бывает, а больше всего времени станок занимается пилением, которое происходит на скоростях значительно меньших. Это раз. Если у вас станок размером больше метра и при этом он на шпильках со строительного рынка - это просто без комментариев.
Такой не нужен. В подавляющем большинстве случаев нужен вольт на 30 и где-то 3-5 ампер. Сколько это стоит примерно, я уже говорил.
ну это да, в общем согласен.
просто заманчивой показалась идея - трехфазный двигатель… быстрая работа…
какие нибудь там контурные пиления лазером …
или гравировка…
насчет более метра на шпильках - согласен на 100%…
просто народ выдумывает что поставить на перемещение портала весом 50 кг со скоростями не менее 2 м/м…
ну я и подумал - аутраннер с редуктором и мощности в 200 ватт хватит с лихвой.
ибо ДШИ имеет мощность ватт 10-20 - не более.
Есть одна значительная жопа, по которой обычные бездатчиковые модельные бесколлекторники не могут применяться в качестве серводвигателей. У них отвратительные стартовые характеристики. Более тогго, под значительной нагрузкой старт такого двигателя вообще не гарантирован! А при работе станка двигатели только и делают, что стартуют и останавливаются.
Единственное, где можно нормально применить бесколлекторник - это высокоскоростной шпиндель. Но тут нужен скорее инраннер, с оборотами тысяч под 40 и с не самыми плохими подшипниками. А это тоже не так уж и дешево.
Есть одна значительная жопа, по которой обычные бездатчиковые модельные бесколлекторники не могут применяться в качестве серводвигателей. У них отвратительные стартовые характеристики. Более тогго, под значительной нагрузкой старт такого двигателя вообще не гарантирован! А при работе станка двигатели только и делают, что стартуют и останавливаются.
Единственное, где можно нормально применить бесколлекторник - это высокоскоростной шпиндель. Но тут нужен скорее инраннер, с оборотами тысяч под 40 и с не самыми плохими подшипниками. А это тоже не так уж и дешево.
ПО поводу старта вы зря так - современные контроллеры стартуют с большим моментом - лишь кушать подавай другое дело что не все, особенно не за 50$.
Есть одна значительная жопа, по которой обычные бездатчиковые модельные бесколлекторники не могут применяться в качестве серводвигателей. У них отвратительные стартовые характеристики. Более тогго, под значительной нагрузкой старт такого двигателя вообще не гарантирован! А при работе станка двигатели только и делают, что стартуют и останавливаются.
кстати еще один момент возможно позитивный:
Стартовые характеристики бесколлекторника в модели плохи оттого что при малых скоростях малы наводимые в обмотках токи, и контроллеру не хватает чувствительности для определения положения ротора.
В случае же сервомотора положение ротора вообще не определяется (в системах без обратной связи), следовательно стартовые характеристики будут хорошие ( на этой фразе меня кто нибудь побьет 😉).
но все равно возможно проще пользоваться готовыми решениями (тем более если они обеспечивают приемлемые характеристики) а трехфазные приводы оставить пока не возникнет в них действительная необходимость (а именно - пока рабочий инструмент не станет обладать характеристиками позволяющими производить фрезеровально раскройные работы со скоростями порядка нескольких метров в минуту)
ибо что-то мне говорит - что для рабочего инструмента мощностью 1 квт требуемые мощности сервоприводов не будут превышать 10, 20 вт (для расскроя допустим фанеры).
Одни стартуют лучше, другие хуже. Но сам принцип старта бездатчиковых б/к основан на шаманстве. Там нет такого, что держишь вал - не крутится, отпустил - поехало, как на обычных коллекторных.
Стартовые характеристики бесколлекторника в модели плохи оттого что при малых скоростях малы наводимые в обмотках токи, и контроллеру не хватает чувствительности для определения положения ротора.
Пока не начнет крутиться вообще никаких токов нет. Шаманство со стартом как раз и заключается в том, чтобы сдвинуть мотор в нужную сторону до определения первого импульса по которому можно переключать обмотки.
В случае же сервомотора положение ротора вообще не определяется (в системах без обратной связи), следовательно стартовые характеристики будут хорошие ( на этой фразе меня кто нибудь побьет 😉).
Вот б-к модельный, до того момента пока нормально не начнет вращаться как раз и есть - система без обрытной связи. И с какой это стати какие-то там характеристики станут лучше?
Одни стартуют лучше, другие хуже. Но сам принцип старта бездатчиковых б/к основан на шаманстве. Там нет такого, что держишь вал - не крутится, отпустил - поехало, как на обычных коллекторных.
но разве не тоже самое произошло бы и с ДШИ если бы он был также подключен к некоему аналогично работающему контроллеру? (т.е. такому где положение бы ротора вычислялось а не давалось в наглую последовательность импульсов)
мне кажется если бесколлекторнику в наглую дать последовательность импульсов на обмотки - то он даст ну ни как не меньший момент на валу.
и это при том, что максимальная скорость у него выше (а шагов на оборот меньше:( )
Одни стартуют лучше, другие хуже. Но сам принцип старта бездатчиковых б/к основан на шаманстве. Там нет такого, что держишь вал - не крутится, отпустил - поехало, как на обычных коллекторных.
Пока не начнет крутиться вообще никаких токов нет. Шаманство со стартом как раз и заключается в том, чтобы сдвинуть мотор в нужную сторону до определения первого импульса по которому можно переключать обмотки.Вот б-к модельный, до того момента пока нормально не начнет вращаться как раз и есть - система без обрытной связи. И с какой это стати какие-то там характеристики станут лучше?
😂 😂 😂 😂
Вы хотите сказать что при остановленном роторе контроллер не может определить его положение?
Могу вас разочаровать определяется положение и по току и по стандартному ЕМК детектору - если ставится такая задача.
Другой вопрос, что модельные контроллеры не поддерживают режим ступора ибо не требуется.
Шаманством старт лишь вам кажется, а алгоритмы вращения якоря в нужную сторону с первой коммутации используются для этого уже давно.
А по теме - верно то, что вместо шагового двигателя используют системы с коллекторниками и обратной связью - получается и скорость перемещения, и момент, и точность получаем.
Другой вопрос, что модельные контроллеры не поддерживают режим ступора ибо не требуется.
А что толку говорить вообще, если мы говорим конкретно про модельный аутраннер и модельный контроллер б/к. Более того, вон там выше по ссылке, про вполне конкретный вариант.
Шаманством старт лишь вам кажется, а алгоритмы вращения якоря в нужную сторону с первой коммутации используются для этого уже давно.
Я не знаю, какие “алгоритмы” вы имеете в виду, но факт остается фактом. Чем медленнее старт модельного б/к, тем больше шансов у него стартовать. Все модельные б/к моторы разные, характеристики моторов сильно отличаются… Отсюда специфика. Отсюда по три (и даже более) алгоритма старта, которые можно переключать. Если бы все было так просто, как вы пишите…
и это при том, что максимальная скорость у него выше (а шагов на оборот меньше:( )
Получается что, двигатель с двумя шагами на оборот лучше чем двигатель с 400 шагами на оборот? 😃 Учите матчасть. Если вы хотите сделать СЕРВО (что отражено в названии темы), то при чем тут вообще шаги? Если хотите использовать б/к как “шаговый”, то при чем тут модельный б/к контроллер? У вас такая каша в голове… Учите матчасть.
Я не знаю, какие “алгоритмы” вы имеете в виду, но факт остается фактом. Чем медленнее старт модельного б/к, тем больше шансов у него стартовать. Все модельные б/к моторы разные, характеристики моторов сильно отличаются… Отсюда специфика. Отсюда по три (и даже более) алгоритма старта, которые можно переключать.
Алгоритмы определения положения якоря при нулевой частоте вращения, при этом скорость старта определяется только источником и характеристиками мотора.
Если вы про них не знаете это не значит что это сделать невозможно.
При этом получаем независимость от KV мотора и его начального положения.
Ленивые разработчики вводет по три режима старта для того чтобы не парится со стартом - это и есть шаманство.
Ни на одном контроллере что я пользовал нет выбора режима старта, потому как незачем. В списке BK-elektronics Shulze.
а медленное перемещение - это медленное перемещение, это если у вас станок размером метр - то возвращение его в исходную позицию из крайнего положения - минута.
не хочу повторяться, но лениво искать в постах.
где-то я выдвигал идею о быстром перемещении каретки в исходное.
принцип прост: повесьте параллельно шаговикам на валы высокооборотистые
движки, и установите кнопочку при нажатии на которую
питание с шаговиков снимается и оборотистые движки загоняют
портал в “0” по концевикам (можно поставить отдельно только для этих моторов).
можно разбить поле датчиками на квадраты и тогда портал
будет летать в заданный квадрат.
вообщем принцип - ясен, дальше - сами
GOOD LUCK
Алгоритмы определения положения якоря при нулевой частоте вращения, при этом скорость старта определяется только источником и характеристиками мотора.
Я не отрицаю такой возможности. Я лишь хочу чтобы вы мне доходчиво объяснили или дали ссылку где доходчиво объяснен такой алгоритм. Что касается регуляторов шульц… Ну есть у меня такой регулятор. Хорошо работает с мотором хакер, но “не очень” с мотором хайвольт. Ну и что?
принцип прост: повесьте параллельно шаговикам на валы высокооборотистые движки, и установите кнопочку при нажатии на которую
питание с шаговиков снимается и оборотистые движки загоняют портал в “0” по концевикам (можно поставить отдельно только для этих моторов).
А зачем это нужно? Как часто вы загоняете станок в 0? Лично я - никогда, это просто мне не требуется. Если, скажем, сломали фрезу и нужно откалибровать по 0 координат, чтобы продолжить пиление, то да. Но это так редко бывает, можно и подождать. Что касается “квадратов” - а кто софт будет модифцировать, чтобы эту функцию поддерживать?
Я не отрицаю такой возможности. Я лишь хочу чтобы вы мне доходчиво объяснили или дали ссылку где доходчиво объяснен такой алгоритм. ?
www.fairchildsemi.com
далее в поиск ABR-42020
Метода датирована 2000годом.
Если применить метод внимательного взгляда, то можно увидеть, что тоже можно сделать с помощью обычного детектора.
еще тоже самое найти можно в гугле - smart start bldc
Это только один пример.
Это только один пример.
Спасибо, идея ясна.
BLDC управление
www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GE…
и еще на первой странице kakavr.narod.ru расмотрен контроллер рабочий.
вот этот апноут