Grzanie się silnika krokowego

[maciekkacper]

Witam

 

Ostatnio zakupiłem taki oto silnik krokowy - https://botland.com.pl/silniki-krokowe/3607-silnik-krokowy-jk42hs34-0404-200-krokowobr-12v-04a-025nm.html . Podłączyłem go do sterownika DRV8825 sterowanego przez Arduino Uno i uruchomiłem .

Problem w tym że po kilkunastu minutach pracy silnik robi się tak gorący że nie można go dotknąć .

 

Czy tak ma być ?

Czy może to przyczyna złego sterownika ?

[antwito]

Ustawiałeś prąd na sterowniku za pomocą tego małego potencjometru?

EDIT:
Zapomniałem wcześniej jeszcze spytać, jakie napięcie podajesz na silnik?

Edytowane 6 Maja 2017 przez antwito

[MateuszW]

Ustawiałeś prąd na sterowniku za pomocą tego małego potencjometru?

 

EDIT:

Zapomniałem wcześniej jeszcze spytać, jakie napięcie podajesz na silnik?

Jeśli zasila go z 12V, to nastawione ograniczenie prądu nie powinno dać możliwości przekroczenia znamionowego prądu (bo prawo ohma...). Nie sądzę, żeby dawał więcej...

 

Generalnie z tym sterownikiem wypada dać silnik na niższe napięcie (koło 3V np) i ograniczyć prąd, żeby był znamionowy. Wówczas silnik pracuje dużo lepiej, niż na Vzas = Vznamionowe.

 

Hmm, kilkanaście minut mówisz? Zasadniczo zakres temperatur pracy silnika sięga nawet 100 stopni, a to już zdrowo parzy. Ja raczej silnika nie włączam z pełnym prądem na dłużej, więc trudno mi powiedzieć, ile na znamionowych parametrach może osiągnąć. Ale sprawdzę to za chwilę z ciekawości (silnik inny oczywiście). Z ciekawostek, układ DRV może pracować do 150 stopni!

[MateuszW]

Test trwa i po ponad pół godzinie silnik osiągnął już chyba, co miał osiągnąć. Jest mocno ciepły, ale w ręce da się go jeszcze trzymać. Stawiam na max 40 stopni. On ma inne parametry, ale watów prawie tyle samo. Także chyba u Ciebie jednak jest cieplejszy, niż powinien (albo masz zbyt delikatne ręce ).

[Jagho]

Tym małym potencjometrem montażowym ustawiasz limit prądu. U Ciebie to ma być 0,4A. Regulujesz nim tak aby na V_ref mieć napięcie równe:

V_ref = I_limit / 2

 

czyli w Twoim przypadku musi to być 0,2V

Edytowane 7 Maja 2017 przez Jagho

[Jagho]

 

[Behlur_Olderys]

Witam

 

Ostatnio zakupiłem taki oto silnik krokowy - https://botland.com.pl/silniki-krokowe/3607-silnik-krokowy-jk42hs34-0404-200-krokowobr-12v-04a-025nm.html . Podłączyłem go do sterownika DRV8825 sterowanego przez Arduino Uno i uruchomiłem .

Problem w tym że po kilkunastu minutach pracy silnik robi się tak gorący że nie można go dotknąć .

 

Czy tak ma być ?

Czy może to przyczyna złego sterownika ?

 

Tak z ciekawości:

Jak zasilanie dostarczasz? Jak sterujesz? Pełnym krokiem, mikrokroki? Ciekawe, czy ma to jakieś znaczenie? Ja zamierzam niedługo też coś podobnego sobie sprawić i jestem ciekaw, jak się sprawuje ten układ

[maciekkacper]

Tak z ciekawości:

Jak zasilanie dostarczasz? Jak sterujesz? Pełnym krokiem, mikrokroki? Ciekawe, czy ma to jakieś znaczenie? Ja zamierzam niedługo też coś podobnego sobie sprawić i jestem ciekaw, jak się sprawuje ten układ

Na razie to tylko testy więc wszystko podłączone jest na zasilaczach 12v - jeden do arduino a drugi do sterownika (zasilanie silnika) .

Co do mikrokroków to stosuje 1/2 - pozostałe tracą dynamikę .

 

 

Problem rozwiązany - Vref ustawiony na 0,1 V , dodatkowo zastosowałem kondensator 100 uf na

kablach doprowadzających zasilanie silnika i wszystko działa jak należy , silnik jest wręcz zimny .

 

Dzięki za odpowiedzi

Pozdrawiam

[Jagho]

Na razie to tylko testy więc wszystko podłączone jest na zasilaczach 12v - jeden do arduino a drugi do sterownika (zasilanie silnika) .

Co do mikrokroków to stosuje 1/2 - pozostałe tracą dynamikę .

 

 

Problem rozwiązany - Vref ustawiony na 0,1 V , dodatkowo zastosowałem kondensator 100 uf na

kablach doprowadzających zasilanie silnika i wszystko działa jak należy , silnik jest wręcz zimny .

 

Dzięki za odpowiedzi

Pozdrawiam

Gratulacje. Możesz spokojnie ustawić na 0,2 V. Silnik nawet dobrze ciepły to zupełnie normalna sytuacja. Przy zbyt niskim limicie możesz gubić mikrokroki.

[MateuszW]

Co do mikrokroków to stosuje 1/2 - pozostałe tracą dynamikę .

Co przez to rozumiesz? Może to, że na drobnych mikrokrokach silnik pracuje nierówno? Przyczyną jest zły silnik pod ten sterownik - potrzebujesz takiego na niskie napięcie (mimo zasilania wciąż z 12V).

[Behlur_Olderys]

Co przez to rozumiesz? Może to, że na drobnych mikrokrokach silnik pracuje nierówno? Przyczyną jest zły silnik pod ten sterownik - potrzebujesz takiego na niskie napięcie (mimo zasilania wciąż z 12V).

A jaki byś sugerował silnik i parametry pracy, żeby mikroruchy "dawały radę"?

[Jagho]

Jest jeszcze opcja zmiany sterownika na niskoprądowy DRV8824 (chyba wyszłoby taniej niż zmieniać teraz silnik )

Edytowane 7 Maja 2017 przez Jagho

[MateuszW]

A jaki byś sugerował silnik i parametry pracy, żeby mikroruchy "dawały radę"?

Ja używam takiego: SM 42/38-1684B

[Behlur_Olderys]

Ja używam takiego: SM 42/38-1684B

A skąd zasilasz? 2.8A to chyba sporo...

[MateuszW]

A skąd zasilasz? 2.8A to chyba sporo...

2,8V, 1,68A Zasilam zwykłym zasilaczem 12V. Tak na prawdę, to średnio z zasilacza silnik ciągnie niecałe 0,6A. A to dlatego, że prąd jest podany na napięcie 2,8, a ja zasilam z wyższego, więc prąd jest mniejszy. W impulsie pojawiają się wyższe piki, ale już zasilacz 1A sobie z nimi spokojnie radzi. Mocowo wychodzi podobnie do silnika z pierwszego postu.

[Behlur_Olderys]

Chciałbym trochę odgrzebać temat, bo wolę dwa razy się dopytać, niż w milczeniu spalić silnik/sterownik/zasilacz/mieszkanie

 

Mam silniczek o znamionowych parametrach: 12V, R cewki = 24Ohm, prąd na cewkę 0.5A (nic dziwnego )

Należałoby więc - jak mniemam - zasilać wszystko przynajmniej 12V 1A zasilaczem, żeby było po bożemu (2 cewki).

 

Ale ja mam tylko 12V 800mA albo 24V 500mA

Czy używając wspomnianego DRV8825 jest szansa, że po prostu ustawię mu limit na 0.5A i podłączę do 24V zasilacza, i nie spali mi silnika?

Czy lepiej po prostu podłączyć 12V 800mA, ustawić limit na 400mA i pogodzić się z 20% spadkiem momentu (jak mniemam) ?

 

Pozdrawiam!

[Jagho]

W swoim montażu G-40 mam silniczki Sanyo Denki Stepper Motor 103-770-1640 (3,6V 1,4A 2,6om) a DRV8825 zasilam napięciem 12V i oczywiście ustawiony jest limit prądowy zgodnie ze specyfikacją silniczków (1,4A) i nic nie ma prawa się spalić.

Nie wiem jednak czy również i w Twoim przypadku nie lepszy byłby jednak DRV8824 zamiast DRV8825.

[MateuszW]

Zasilając DRV8825 z 12V, gdy silnik też "chce" 12V nie jest najlepszym pomysłem - silnik nie będzie równo i płynnie pracować. Ten układ jest stworzony do zasilania napięciem wyższym, niż znamionowe, a nie takim samym. Tak więc przy zasilaczu 24V praca powinna być dużo lepsza.

Ale... sterowanie działa tak, że w momencie przełączania kroku układ pobiera w impulsie 0,5A na cewkę z napięcia zasilającego. Oznacza to, że przez krótką chwilę przez cewkę silnika płynie nawet 24V przy prądzie <0,5A. Nie jest to oczywiście szkodliwe dla silnika, a ma na celu poprawienie jego dynamiki i szybsze "przeładowanie" uzwojeń (i po to daje się właśnie Uzasilania > Usilnika, aby był ten zapas mocy). Wynika z tego jednak, że układ może pobrać z zasilacza w impulsie prawie 1A (bo są dwie cewki). Czyli wypada mieć zasilacz 24V 1A (albo 0,5A, który wytrzyma impulsy po 1A).

[Behlur_Olderys]

Krótko mówiąc: muszę mieć ten 1A w zasilaczu, na 12V lub więcej Czyli, tak naprawdę, najlepiej podłączyć najmocniejszy zasilacz, jaki mam, np 36V 2A, ustawić limit prądu 500mA i powinno ładnie działać i się nie palić?

[MateuszW]

Tak, powinno być dobrze.

[xooon]

Układy DRV8824 i 25 są niemal identyczne. Funkcjonalnie są dokładnie takie same z jedną różnicą: Układ 8825 ma inną konstrukcję mechaniczną - ułatwiającą odprowadzenie ciepła więc ma większą wydajność prądową - o ile pamiętam do 2.5A na uzwojenie. Te maksymalne prądy w obu przypadkach osiąga się z resztą z użyciem radiatorów jakie powinny być  w fabrycznym komplecie tego sprzętu.

Ja radzę stosować silniki o niskiej oporności uzwojeń. Optymalne wartości to 2-5 omów. W ten sposób można w najlepszy sposób wykorzystać pracę mikrorkową. Nawet niewielkie prądy uzwojeń, rzędu 0.3-0.5A dają naprawdę spory moment silnika z niską opornością uzwojeń. Silniki o dużej oporności, z reguły opisywane, że pracują z napięciem 12V (oporność uzwojenia 20-30 omów) i więcej nie nadają się zbyt dobrze do pracy mikrokrokowej ale za to całkiem dobrze radzą sobie w pracy pełnokrokowej lub półkrokowej w sposób klasyczny. Mam tu na myśli sterowanie uzwojeń pełnym napięciem zasilania odpowiednio do pracy pełno lub półkrokowej a nie pracy na zasadzie na jakiej działają układy DRV. One wykorzystują bowiem sterowanie z tzw. modulacją szerokości impulsu dla osiągnięcia zamierzonego celu (praca mikrokrokowa).

Ogólnie mówiąc, silnik krokowy to urządzenie elektromagnetyczne gdzie ruch wirnika wynika z wzajemnych oddziaływań pól magnetycznych - magnesu stałego i zmiennego pola magnetycznego w stojanie. Pole magnetyczne zależy wprost od prądu jaki płynie w uzwojeniach dlatego analizując pracę silnika i jego sterowanie powinno się w zasadzie mówić nie o napięciu zasilania ale o prądzie jaki płynie przez uzwojenia. Modulacja szerokości impulsu jest najlepsza metodą regulacji prądu sterowania dla sterowania mikrokrokowego. Świetnie spisuje się dla silników o niskiej oporności (co pociąga także niską indukcyjność) a gorzej dla silników z wysoką opornością uzwojeń (większa indukcyjność uzwojeń). Właśnie duża indukcyjność uzwojeń silników "wysokonapięciowych" powoduje, że sterowanie mikrokrokowe nie jest tak skuteczne jak dla silników "niskonapięciowych" bo czas narastania pożądanej wartości prądu wydłużany jest przez dużą indukcyjność uzwojeń takiego silnika. Ten efekt można nieco zmniejszyć zasilając silnik z wysokiego napięcia - w niektórych zastosowaniach nawet kilkadziesiąt V. 

Tak więc proponuję Ci Behlur_Olderys , znaleźć jakieś silniki 1.8 stopnia  o małej oporności i zasilać z typowego napięcia 12V o wydajności ok. 1A a sporo problemów przestanie istnieć ;-)

xooon

[Behlur_Olderys]

Czasami mam wrażenie, że każdy kładzie nacisk na coś innego: prąd, napięcie, impedancja... Ja już kupiłem i silnik, i sterownik po krótkiej nerwówce przy źle zapiętych przewodach (nie chce się kręcić!) całość śmiga bez grzania, choć nie bez dość silnych wibracji. Jako że interesuje mnie precyzja, a nie jakiś tam moment (po co to komu ) to będę badał temat mikrokroków. Bo co to znaczy, że mój silnik się nie nadaje? Zobaczymy, co wyjdzie, dam znać! Dzięki za rady i pozdrawiam!

[HAMAL]

32 minuty temu, Behlur_Olderys napisał:

Czasami mam wrażenie, że każdy kładzie nacisk na coś innego: prąd, napięcie, impedancja... Ja już kupiłem i silnik, i sterownik po krótkiej nerwówce przy źle zapiętych przewodach (nie chce się kręcić!) całość śmiga bez grzania, choć nie bez dość silnych wibracji. Jako że interesuje mnie precyzja, a nie jakiś tam moment (po co to komu ) to będę badał temat mikrokroków. Bo co to znaczy, że mój silnik się nie nadaje? Zobaczymy, co wyjdzie, dam znać! Dzięki za rady i pozdrawiam!

 

Krokowce mają miejsca gdzie wpadają w wyjątkowy rezonans, widać to szczególnie wtedy gdy leży taki na biurku i zwiększasz mu płynnie obroty, co jakąś wartość robi na blacie wyjątkowe bzzzzzz, warto aby na takiej wartości nie wypadała nasza prędkość robocza napędu.

[MateuszW]

Godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Czasami mam wrażenie, że każdy kładzie nacisk na coś innego: prąd, napięcie, impedancja...

Ja mam wrażenie, że każdy pisze to samo, ale innymi słowami

43 minuty temu, HAMAL napisał:

Krokowce mają miejsca gdzie wpadają w wyjątkowy rezonans

Tak, to są takie miejsca, gdzie prędkość zgadza się z częstotliwościami harmonicznymi silnika.

[xooon]

W tym przypadku nie ma miejsca na wybór "nacisku" na jakiś aspekt pracy silnika krokowego. Z fizyki tego urządzenia wynika bezpośrednia zależność pola magnetycznego od prądu sterowania - tylko a moża aż tyle. Pracę mikrokrokową uzyskuje się sterując uzwojenia silnika prądami o kształcie sinusoidalnym z przesunięciem w fazie o 90 stopni. Odpowiedni mikrokrok to schodkowe przybliżenie funkcji sinus - najlepsze efekty daje regulacja prądu (wysokość "schodka") za pomocą modulacji szerokości impulsu.

Oczywiście silnik wysokooporowy będzie działał sterowany mikrokrokowo ale zapewne zauważysz, Behlur_Olderys że poszczególne kroki mają różne długości co wynika z trudności zachowania dla tego silnika funkcji sinus prądu sterowania a ponadto taki silnik będzie miał także: dużą histerezę sterowania objawiającą się różną długościa kroku przy sterowaniu w różnych kierunkach oraz strefą martwą nie pozwalającą na zastosowanie mikrokroku o dowolnie małej wartości. To efekt występujący w każdym silniku ze względu na tzw magnetyzm resztkowy ale w silnikach o małej oporności liniowość pracy będzie lepsza.

Koszt silnika krokowego o małej oporności na znanym portalu to kilka PLN (np. tu http://allegro.pl/silnik-krokowy-stp-42d180-i6702277996.html ) wiec może warto pokusić się o próbę porównania choć może zepsuje to dobry nastrój bo silnik już wybrany etc .....

Jeśli używasz sterownika DRV882x to pamiętaj o kilku zasadach:

- układ jest zasilany dwoma napięciami: jednym co najmniej 8.5V oraz drugim o poziomie TTL (5V - sterowanie)

- układ należy "odsprzężyć"  dla każdego z zasilań za pomocą pary kondensatorów 0.1uF oraz co najmniej 100uF dołączonych możliwie blisko wyprowadzeń układu

- zaciski (-) tych elementów powinny być dołączone możliwie blisko wspólnego punktu masy gdzie powinny zbiegać się również ujemne przewody zasilające.

- prąd sterowania silnikami należy ustawić tak aby silnik miał oidpowiedni moment ale aby nie drgał w sposób przypadkowy bez sterowania

- dopuszczalny jest słyszalny stały dźwięk o wysokiej częstotliwości (kilka kHz) pochodzący od sterowania modulacją szerokości impulsu prądowego

Życzę powodzenia w "badaniu" mikrokroków ;-)

xooon