Nuova vita allo stepper!

[ganzissimo]

Ciao a tutti
Volevo raccontarvi la mia avventura del fine settimana.
Ho un motore stepper che volevo usare per l'asse z della nuova cnc che sto realizzando, ma al momento di usarlo mi sono trovato a dovergli togliere il pignone che aveva montato per calettarci quello che dovevo usare...
Pur stando attento, ho finito per far scorrere via l'albero motore dal rotore... Danno!!
Motore unpolare nema 23 da 24 volt 2,5 A 1,3 ohm
Ovviamente era di recupero e volevo usarlo in bipolare.
A questo punto ho deciso di smontarlo, consapevole che si sarebbe rovinato irreparabilmente, però volevo provarci.
Così una volta aperto ho visto che il rotore era praticamente disassemblato, con le due metà polarizzate separate ed il nucleo ferro magnetico distaccato ed ormai inservibile.
Decido di montare all'interno delle due semicoppe del rotore dei magneti al neodimio che avevo, di quelli a bottone, ne ho messi a riempire tutta la circonferenza con polarità in lodo che le due semiparti del rotore risultassero di poli opposto, poi ho riassemblato il rotore con l'aiuto della pressa ed ho rimontato il motore.
Calettato il pignone, l'ho montato sull'asse z e come previsto girava, il motore era recuperato ma con pochissima forza :inutile!
Allora ho cominciato a cercare in rete ed anche qui un motore usato ma il mio budget non è un granché e quindi mentre aspetto di trovare il da farsi mi viene in mente di fare un altro tentativo...
Comincio a studiare i passo passo, induttanze, resistenze, corrente, tensione, coppia...tutto quanto che sapevo già ma un ripasso non fa mai male...
Armato di pazienza rimonto il motore, tolgo tutti gli avvolgimenti dello statore e comincio a riavvolgere le bobine con filo smaltato 0,60!!
Spire Q. B. e via andare. Ovviamente visto Cho l'ho riavvolto l'ho fatto bipolare.
Venuto discretamente bene ma funzionerà?
Finisco I collegamenti coi fili che devono uscire dal motore, rimonto il tutto e via coi test.
Il motore ora è bipolare con resistenza di fase a vuoto di 0,6 ohm.
Bene, proviamo a rimontarlo...
Sistemo sull'asse z, collego i fili al driver, accendo PC e controller... Sorpresa : il motore gira...e forte anche!!
Lo alimento a 24volt, regolo la corrente piano piano a salire fino ad arrivare a 3, 6A ed il motore ha una coppia discreta e non scalda neanche molto, appena tiepido!!
Risultato: il motore va benissimo, non stalla, con accelerazione 900mm/s2 scatta come una molla senza perdere passi. A vuoto l'ho spinto fino a 85 mm/sec prima che stallase, a 60mm/sev va che è una bellezza e con margine di sicurezza. Ora con il carico dell'asse z l'ho portato fino a 15mm/sec (prima non si muoveva se non a 4mm/sec), ma la meccanica della z devo regolarla, adesso è ancora duretta nello scorrere e le viti sono ancora troppo dure... Conto di rendere il tutto molto più fluido con regolazioni e piccole correzioni, diciamo un buon setup, e poi riproverò, ma già fin qui sono molto soddisfatto.
Adesso, considerando le condizioni del rotore, i magneti che ho usato e le dimensioni del motore non so cosa aspettarmi in termini di durata e affidabilità, ma per ora sembra molto promettente.
Il problema è che adesso ho già in mente di fresare gli stampi per tagliare i lamierini e lanciarmi nella costruzione da zero di un motore più potente con i magneti giusti...
Peccato non aver fatto le foto, ma non ci credevo neanche io...

Scusate la lunghezza ma mi piaceva raccontare la mia esperienza, tempo fa ho riavvolto anche un elettromandrino bruciato che è tornato a nuova vita, uno di quelli da 1,5kw...quello si, le foto le avevo fatte!!

Ciao a tutti, e se avete motori da resuscitare chiamatemi!!
Poi se arriverò a fare davvero qualche motore cercherò qui qualcuno disposto a testarli...

Fabrizio

[turbina]

Premetto che non ho mai riavvolto un motore passo passo quindi complimenti per il lavoro svolto anche se ho ben capito che hai avuto la fortuna del principiante

[ganzissimo]

Eh eh... Quello sicuro... Però non ho fatto propriamente le cose a caso... ...
Comunque vedremo quanto durerà... É che così mi è venuta voglia di "truccare" anche altri motori che ho e cge non sono potenti... Il lavoro è anche abbastanza veloce....

[kAPKA]

Ma un motore 3Nm costa 30/50 euro online. Anche meno se con coppia inferiore.
La mia domanda provocatoria: ne val la pena se non a scopo ludico didattico conoscenza personale ?
Ho sempre letto che sfilare il rotore di uno stepper lo comprometteva perché viene magnetizzato in maniera particolare.
Non ho ben capito dove hai messo i magneti. Comunque se funziona buon per te. Però aggiorna questo post nel tempo così sappiamo come è andata.

[ganzissimo]

Esatto.
Il rotore viene magnetizzato quando si trova nello statore che ne chiude le linee di campo, quando lo sfilò queste linee si interrompono e si perde un buon 50% di magnetizzazione=forza.
Gli stepper che usiamo noi sono ibridi, cioè un misto tra quelli a magneti permanenti e quelli con solo il ferro elettromagnetico che si polarizza solo nel momento in cui è attraversato dal flusso magnetico dello statore quando alimentato.
Nel motore ibrido sono presenti sia i lamierini sia un blocchetto ferromagnetico polarizzato.(una debole calamità)
Per fare quello che ho fatto ci vorrebbero i magneti al neodimio a disco, polarizzati sulle due facce dell'anello stesso e messi al posto del blocchetto nel rotore. Io invece avevo quelli a bottone e li ho messi all'interno dei lamierini del rotore, disposti in maniera che polarizzino metà rotore col polo positivo e l'altra metà negativo...
Per quanto riguarda il discorso se convenga o meno economicamente credo di no, tra materiale se non lo hai già, tempo e affidabilità...
Dimenticavo, aumentando il campo magnetico del rotore serve più forza anche sullo statore, quindi più corrente, quindi sezione filo maggiore e meno spire...
Credo che il motore adesso potrebbe essere alimentato tranquillamente ad un voltaggio ben più alto dei 24 che uso e regge una bella corrente...
Che vi devo dire, per essere uno stepper ora a vuoto gira fortissimo, non ho un tachimetro ma ben più veloce di tutti i motori che ho provato fino ad adesso...
E comunque riesce a movimentare l'asse z che un altro motore da 1,5A neanche muove...
Vedremo a quanto riesco a spingerlo appena riesco a finire di regolare tutte le guide e le viti del carro (armato) z... Poi farò le foto...
Ciao

[filo77]

Complimenti per la .realizzazzione.
Ma vorrei dire la mia su un argomento letto qui più volte che reputo in parte falsa e cioè il fatto di smontare un motore passo passo riduca la coppia del 50%.
Scrivo la mia esperienza.
Nel 2001 acquistai un macchinario industriale dove per farla funzionare erano presenti 13 motori PP e 3 motori bruschless,i motori Pp sono tutti uguali tranne 1 che è più grosso,tutti sono nema 34 e con una coppia di 10N tranne il più grosso da 12N.
Dei motori Pp più piccoli c e ne sono 5 montati verticalmente che lavorando tutto il giorno (10-12 ore) ,scaldano come delle stufe e percio data la posizione e il calore il grasso nei cuscinetti fuoriesce facendoli arrugginite alla lunga e percio rompersi.
Inizialmente sotto consiglio della casa costruttrice che mi profilava quella storiella che non si possono aprire li sostituivo,ma a cifre pazzesche perché i motori sono dei Sanyo Denky,dopo averne sostituiti 4-5 mi feci coraggio e li aprii,(perché il problema dei motori verticali rimaneva)sostituire i cuscinetti con dei cuscinetti con schermatura in plastica (schermatura rossa con doppio labbro di tenuta),tanto oramai sarebbero stati da buttare.
Lo rimontai nel punto più duro della macchina,cioè dove era necessario piu sforzo e il motore funzionava regolarmente.
Ora cambio regolarmente i cuscinetti ad i miei motori PP senza problemi ed ho buttato via recentemente il primo motore dopo avergli sostituito i cuscinetti almeno una decina di volte.
A voi le conclusioni.

[ganzissimo]

Meglio cosi, io non ho testato con metodo scientifico se perdono forza o meno, ma sembrerebbe di si.
Però volevo chiederti se per cambiare i cuscinetti hai sfilato il rotore dallo statore, perchè sembra solo quello che interrompe la magnetizzazione...
E' anche vero però che su macchine industriali se serve un motore che da progetto debba avere forza" x" si montano in realtà motori con forza "x" per 1,5 almeno, se non 2"X"...non ci si può permettere il rischio di perdita di passi o stalli su certe macchine, quindi non si sciala ma non si sta neanche risicati...questo per dire che il tuo motore con 10N se anche fosse sceso a 7N probabilmente sarebbe in grado lo stesso di fare il suo lavoro e tu non te ne accorgi a meno di fare delle prove apposite....
Discorso diverso su motorelli che usiamo per hobby che spesso, come il mio, sono di recupero da stampanti o altro e che a malapena riescono ad avere 0,6N in condizioni ideali e nuovi...figurati dopoo anni di lavoro e smontati...basta toccare l'albero e si ferma...
Poi oh, tutto può essere però ovunque, anche sui siti di chi li costruisce, si raccomanda sempre di non smontarli...

Comunque è un argomento interessante, di sicuro sperimenterò altre configurazioni...per ora il motore gira come non ho mai visto e sentito girare nessuno dei motori provati da me fin qui. Come coppi non saprei, ma certo più di prima...

Fabrizio

[filo77]

Si gli statori li sfilo dalla carcassa sarebbe complicato smontare i cuscinetti.
Sicuramente il tuo ragionamento sulla sovramotorizzazione è corretta su macchine industriali, ma considerando un motore dopo averlo aperto 4 volte il motore dovrebbe essere totalmente smagnetizzat con il ragionamento del 50% cosa che io non ho notato,,io ritengo che al massimo si puo smagnetizzare di un 10% al massimo,ovviamente sfilando lo statore lentamente come ho sempre fatto.

Continua con gli esperimenti e metti foto dettagliate è molto interessante

[ganzissimo]

Mi dispiace non aver documentato con foto, la prossima volta lo farò... Perché ci sarà una prossima volta!!
Per la smagnetizzazione credo che non sia cumulativa: solo sfilando il rotore si interrompono le linee di flusso magnetico con lo statore e si perde potere magnetico ma poi la seconda volta che ripeti l'operazione non interrompi niente perché nessuno le ha ricreate...
Mi servirebbero motori rotti da resuscitare... Se qualcuno ha qualcosa di avanzo si faccia avanti... Quelli che ho io sono nema 17 e 23 ma poco potenti...
Un altro esperimento che voglio fare è unire tre o quattro nema 17... Vedremo...
Fabrizio

[ganzissimo]

Mi dispiace non aver documentato con foto, la prossima volta lo farò... Perché ci sarà una prossima volta!!
Per la smagnetizzazione credo che non sia cumulativa: solo sfilando il rotore si interrompono le linee di flusso magnetico con lo statore e si perde potere magnetico ma poi la seconda volta che ripeti l'operazione non interrompi niente perché nessuno le ha ricreate...
Mi servirebbero motori rotti da resuscitare... Se qualcuno ha qualcosa di avanzo si faccia avanti... Quelli che ho io sono nema 17 e 23 ma poco potenti...
Un altro esperimento che voglio fare è unire tre o quattro nema 17... Vedremo...
Fabrizio