Jump to content

    
iiv

Шаговый двигатель, как правильно выбирать шаг?

Recommended Posts

1 час назад, dimka76 сказал:

А каким образом этот резонанс проявляется ?

Ротор находится в потенциальной яме, которая прыгает с некоторой внешней частотой. Ротор в такой яме представляет собой механический осциллятор со своей собственной частотой. При резонансе мы услышим сильный шум и увидим хаотическое движение.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, dimka76 said:

А каким образом этот резонанс проявляется ?

Падает момент двигателя, если момента не хватит для вращения - двигатель остановится.

resonance.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, iiv said:

Если там реально силы тяги и точности позиционирования хватит, то это будет лучше, чем китайский моторчик, срок жизни которого я не могу оценить. Мне хотелось бы иметь точность позиционирования около 0.2мм (если будет 0.1мм, то еще лучше). Пока с этими моторами мне приходится городить реально большой огород с оптическими сенсорами и по их обратной связи я еле-еле достигаю 0.2мм точность.

Если нарисовать на плате меандр дорожкой толщиной 0.2мм, зазор 0.2мм,

а сверху положить такую же плату с таким же меандром, то раз два проводника с 1А длиной 1м на расстоянии 1м притягиваются с силой 0.2мкН, то 10мм проводники на расстоянии 0.1мм дадут 0.2мН, вам 10мН надо, ну то есть пары квадратных сантиметров такого меандра вроде хватит. Ну и ещё рядом такой же меандр на 90 градусов (100мкм) сдвинутый,

получится линейный шаговый двигатель с 200мкм на шаг. но если место есть, фаз можно и гораздо больше чем 2 нарисовать (обычные шаговые двигатели тоже и 5ти фазные бывают), ну и/или микрошаг.

И там ещё какой-нибудь корень из двух, а то и больше, скорее всего потерян потому что две такие платы друг к дружке притягиваться/отталкиваться будут и сила не только вдоль, но и частитно вертикально.

1А в 0.2мм дорожку тоже так себе идея, греться будет, но возможно не очень и сильно.

Эту пару плат можно подпружинить/подмагнитить чтобы они на трении без тока удержания держались против 10мН, а кратковременно можно тогда и гораздо больше тока вдуть.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 hours ago, _pv said:

Если нарисовать на плате меандр дорожкой ...

Спасибо большое, _pv, классно, не думал, что так тоже возможно! Спасибо большое всем за полезные советы!!!

Сейчас подумал, что силы трения не обязательно всегда могут быть маленькими в моем случае - что-то может закиснуть и, чтобы сдвинуть, может потребоваться довольно большие усилия.

Пришла в голову еще глупая идея просто управлять магнитом, помещенным вместо сердечника в магнитное поле катушки. Как я понимаю, я смогу и динамику обеспечить, и, если поставить датчик положения, довольно хорошую точность позиционирования.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, iiv said:

Пришла в голову еще глупая идея просто управлять магнитом, помещенным вместо сердечника в магнитное поле катушки. Как я понимаю, я смогу и динамику обеспечить, и, если поставить датчик положения, довольно хорошую точность позиционирования.

Изучите "voice coil actuator" - их много разных, соседний раздел - "магнитные подшипники", рядом "линейные двигатели ".

Как пример - разобрать HDD(посмотреть, как работает привод магнитных головок), и какой нибудьт привод DVD - там и мелкий шаговик будет, и магнитный подвес линзы с микро перемещениями.

"Точность позиционирования" это хорошо, но будет следующий вопрос - погрешность и повторяемость.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо большое, izerg за советы!

23 minutes ago, izerg said:

но будет следующий вопрос - погрешность и повторяемость.

а если обратную связь на LVDT сделать, вроде можно будет повторяемость хорошую обеспечить, или это тут не реально и я что-то не учел?

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, izerg сказал:

"Точность позиционирования" это хорошо, но будет следующий вопрос - погрешность и повторяемость.

Это не один и тот же вопрос?

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, iiv said:

а если обратную связь на LVDT сделать, вроде можно будет повторяемость хорошую обеспечить, или это тут не реально и я что-то не учел?

https://aliexpress.ru/item/4000807560712.html

да можно и без "D", просто по измерению индуктивности этой же катушки с какой-то точностью положение получить.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
46 minutes ago, Herz said:

Это не один и тот же вопрос?

Могу ошибаться, но в моем понимании - это разные вопросы. 

Повторяемость привода будет зависеть от применяемых элементов (например магнитов, как намагничены...), в разных партиях можно ожидать разные результаты. 

Погрешность, я думаю, в "магнитных" приводах, больше будет зависеть от средств измерения ( датчики обратной связи, их характеристика и возможности).

Хотя бывает такая штука, как "backlash compensation" - компенсация люфтов, это ближе к алгоритмам управления, но применяется скорее в ЧПУ, чем в простых приводах :) 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо большое всем за очень полезные советы!!!

1 hour ago, _pv said:

https://aliexpress.ru/item/4000807560712.html

да можно и без "D", просто по измерению индуктивности этой же катушки с какой-то точностью положение получить.

без "D" как-то страшно, у меня шток может ударить о край или о другой шток, конечно по скачку тока в катушке это можно засечь, но кажется там могут быть механические повреждения, поэтому точность нужна хорошая, и, подходя к таким опасным точкам, хотелось бы сильно уменьшать скорость, чтобы не было удара.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, izerg сказал:

Могу ошибаться, но в моем понимании - это разные вопросы. 

Повторяемость привода будет зависеть от применяемых элементов (например магнитов, как намагничены...), в разных партиях можно ожидать разные результаты. 

Погрешность, я думаю, в "магнитных" приводах, больше будет зависеть от средств измерения ( датчики обратной связи, их характеристика и возможности).

Хотя бывает такая штука, как "backlash compensation" - компенсация люфтов, это ближе к алгоритмам управления, но применяется скорее в ЧПУ, чем в простых приводах :)

Нет, почему же, и в "простых" приводах компенсация (выборка) люфтов выполняется достаточно часто, например, механически.

Что касается точности, погрешности и повторяемости, то это лишь различные аспекты одного понятия. Если гарантируется такая-то точность позиционирования, то это то же самое, что она гарантируется с не превышающей такую-то погрешностью. Повторяемость, строго говоря, может быть различной, но, опять же, - такой, чтобы обеспечивалась заданная точность. Это так, упрощённо.

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 minutes ago, Herz said:

Нет, почему же, и в "простых" приводах компенсация (выборка) люфтов выполняется достаточно часто, например, механически.

Да, можно компенсировать люфты, устраняя их , например механическим прижимом, с усилием , действующим на устранение зазора в механизме.

Иногда используют "чисто программный"  способ: рабочее точное перемещение только в одном направлении.

Т.е. механизм до точного позиционирования делает возвратное движение на расстояние больше, чем механический люфт в деталях ( винт-гайка, для примера), Далее - делаем точное позиционирование - перемещаясь в рабочем направлении. Таким образом, при движении опорная поверхность в механизмах всегда одна, т.е. величина люфта на точность позиционирования не влияет. Но тогда нужно помнить, что рабочие поверхности тоже изнашиваются (если не используется внешний датчик положения).  

 

34 minutes ago, Herz said:

Повторяемость, строго говоря, может быть различной, но, опять же, - такой, чтобы обеспечивалась заданная точность.

Тогда мы говорим о разной "повторяемости" :) 

"Повторяемость" положени позиционирования - да соглашусь, там же , где и "погрешность".

Я больше смотрю на повторяемость конструкции / механизма / привода при его производстве ...

т.е. сегодня сделали привод из того что было под рукой, завтра - из того что закупили, если компоненты могут отличаться по параметрам, то есть технологические допуски на эти параметры - их нужно учитывать. Иначе механизм собранный сегодня  будет по параметрам позиционирования отличатся от механизма из компонентов следующией партии :)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, iiv said:

без "D" как-то страшно, у меня шток может ударить о край или о другой шток, конечно по скачку тока в катушке это можно засечь, но кажется там могут быть механические повреждения, поэтому точность нужна хорошая, и, подходя к таким опасным точкам, хотелось бы сильно уменьшать скорость, чтобы не было удара.

нет по току не надо, я про то что вместе с управлением положением "постоянным" током, одновременно по ВЧ можно попробовать измерять собственную индуктивность этого же соленоида, и она будет зависеть от положения сердечника, то есть сам соленоид может работать ещё и как абсолютный энкодер положения. Без каких-либо дополнительных обмоток для "дифференциального" трансформатора.

100мкм от 10мм =1% не такой уж и большой динамический диапазон

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 6/23/2021 at 4:32 PM, _pv said:

одновременно по ВЧ можно попробовать измерять собственную индуктивность этого же соленоида

Спасибо большое, _pv! Согласен с Вами, похоже так тоже можно сделать, а современные полумосты на раз могут на 200+ КГц переключаться. Наверное в динамике там будут нюансы, но, надеюсь, проходимые. А иметь готовое уже намотанное гораздо удобнее, чем мотать 3-4 катушки.

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 6/22/2021 at 3:31 PM, iiv said:

Еще момент померил прибором индуктивность обмоток, то ли у меня прибор глючит, то ли я что-то не понимаю. На 10кГц индуктивность составляет 250uH, 1кГц индуктивность составляет 600uH и на 100-120Гц - около 900uH. Сопротивление покоя обмотки 14.5Ом. 

 

Это нормально, на высоких частотах магнитное поле частично экранируется вихревыми токами и не проникает на всю глубину сердечника, в результате эффективное сечение уменьшается, пластинчатая структура от этого не спасает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.