Misurazione della corrente assorbita da uno stepper e..

[Pedro]

ok, quando potrò farò le misure alla coppia massima e ai giri che dice la documentazione del fabbricante

[Pedro]

al volo: non ho un misuratore di coppia e non ne voglio costruire uno per queste prove ma ho messo un estrattore di cuscinetti che premeva sulla puleggia montata sul motore fino a fermarla, non so a che coppia avveniva, poi con molta attenzione sono tornato indietro di una frazione di giro per fare in modo che il motore riprendesse a girare. A parte una buona puzza di bruciato dovuto all'attrito ecco il filmato di come "rovinare" una puleggia


https://www.youtube.com/watch?v=_ONehIQ ... e=youtu.be

ma poveri cuscinetti ma tanto quello è un motore che ormai uso solo per fare prove

stessi parametri delle altre prove, stesse condizioni ma portata la frequenza di clock per gli step a 10kHz quindi il motore ha girato a 375rpm

queste le misure prese negli stessi test point delle altre

Wrms con frenatura.jpeg

[Pedro]

evabbè, sveliamo il "colpevole": colonello Mustard ha ucciso miss Scarlet nel soggiorno usando il candelabro

scherzi a parte: Franco99 è persona degnissima di ogni rispetto e stimato nel forum quindi non è, io ho documentato tutto e chi vuole può ripetere tutte le prove che ho fatto, i costruttori non mentono e quindi?

Quindi sono gli stepper che hanno il loro comportamento intrinseco da macchine sincrone. Cosa voglio dire, che sappiamo tutti il loro calo di potenza al crescere del numero di divisioni sugli step, lo abbiamo provato tutti sulle nostre macchine ed abbiamo letto su queste pagine decine di volte problemi legati ai microstep spinti, macchine piccole che neanche si muovevano. Però i dati forniti sono per la massima coppia a passo intero, inutilizzabile poi praticamente perchè il motore ha un movimento rasposo, fa rumore, vibra e quindi meglio usare i micropassi, qui sul forum in sei anni e mezzo mi sa che non ho mai visto nessuno lavorare a passo intero.

Cosa accade alla coppia? beh, qualcuno si è peritato di spiegarlo e di quantificarlo, senza che lo ripeto leggetevelo voi

http://www.micromo.com/microstepping-my ... -realities

rifacendo tutti i calcoli..i conti tornano solo che poi in realtà si usano davvero in micropasso, forse un quarto è un compromesso giusto di divisione

qui le misure fatte alle stesse condizioni, stessa strumentazione, stesso driver e motore, 325 rpm, ma a passo intero

Passo intero.jpeg

[Franco99]

Confermo che il micropasso diminuisce la coppia di mantenimento del motore. (Holding torque).
La tabella del tuo link spiega di quanto si riduce la coppia di mantenimento in funzione
del tipo di passo / micropasso utilizzato. La coppia di mantenimento del motore è la
massima coppia applicabile al motore alimentato mentre è fermo e tiene la posizione.

La curva del grafico del datasheet del motore dove si vedono i Nm e i giri è la curva
di "pull-out" che indica quale è la massima coppia resistente applicabile al motore in
rotazione ad una data velocità senza che perda la posizione o si blocchi. Il punto
dove la coppia cala bruscamente è il punto dove il motore sviluppa la massima potenza.
A quei giri, l'utilizzo del micropasso riduce solo di poco la coppia rispetto al passo intero
e di solito la coppia ottenuta con il micropasso è uguale o superiore a quella ottenuta con
il mezzo passo.

Il driver e il motore hanno sempre delle perdite. Se per esempio dalla curva di coppia
risulta che la potenza sull'albero motore ad un certo regime di rotazione è di 50 watt
e il nostro carico meccanico è quello, per forza di cose la potenza prelevata dall'alimentatore
sarà maggiore. Per un driver e un motore passo passo, mi aspetto che la potenza assorbita
sia vicina al doppio di quella fornita sull'albero motore, nel mio esempio sopra, circa 100 watt.

Nel tuo filmato con l'estrattore misuri 31,5 watt di assorbimento, stimando che la potenza
sull'albero è circa la metà, ti sembra plausibile che la potenza sull'albero era solo di 15,75 watt?

Non è poi così difficile misurare la coppia sull'albero motore e calcolare la potenza (immagine allegata).
Per completare i tuoi test, sarebbe utile misurare la potenza effettivamente erogata sull'albero
e confrontarla con quella assorbita.

Filmato dinamometro: LINK
Apparecchi professionali che sfruttano lo stesso principio: LINK

Saluti,

Franco

[Franco99]

(Vedi immagine allegata).

Sul sito della Orientalmotor ho trovato i dati dei loro kit driver+motore
dove sul grafico, oltre alla coppia e i giri, è visibile anche la curva
della corrente d'ingresso del driver. Il driver utilizza il micropasso.

Questo è il link dove è possibile scaricare il catalogo PDF: LINK

Il grafico è visibile a pagina A-254 del catalogo, RBK268T alimentato a 48V.
Sulla stessa pagina c'è scritto che serve un'alimentazione di 4,9A che
a 48V sono circa 235 watt.

Il kit RBK268T (driver e motore) costa 426€ + IVA.

Questi dati confermano quanto già scritto in precedenza, la potenza
richiesta all'alimentatore è circa il doppio di quello che riesce a
fornire sull'albero il motore al massimo della coppia. Sul grafico si
vede che con l'aumentare dei giri la coppia diminuisce, ma la potenza
sull'albero rimane più o meno costante come pure la corrente e i watt
che alimentano il driver. A 500 giri la corrente è di circa 3,3A. Prima di
500 giri si vede che la corrente sale partendo da un minimo di circa 1A.

Saluti,

Franco

[Franco99]

Nel tuo oscilloscopio le funzioni matematiche e quelle di misura operano unicamente
sui dati visualizzati in quel momento sullo schermo e di conseguenza la precisione
che si ottiene da queste funzioni dipende dalla risoluzione con la quale la forma
d'onda è visualizzata sullo schermo. In altre parole, le funzioni matematiche e le
funzioni di misura non operano direttamente sui dati nella memoria di acquisizione.
Il contenuto visualizzato sullo schermo è creato con i dati presenti nella memoria
di acquisizione e in funzione di come si è deciso di visualizzarli, si influenzerà
la quantità di dettagli presenti sullo schermo. Di conseguenza, dato che le funzioni
matematiche e quelle di misura lavorano solo con i dati presenti sullo schermo, più
è bassa la quantità di dettagli sullo schermo, più bassa sarà la precisione di calcolo
delle funzioni. Anche la risoluzione verticale limitata a 8-bit è un fattore da tenere
in considerazione.

Saluti,

Franco

[Pedro]

intanto ti ringrazio del suggerimento e delle tue osservazioni ma tranquillo che il mio oscilloscopio lo so usare e bene, uso e misuro con gli oscilloscopi dal 1970 quindi ci sono un po' abituato sai...

comunque gli assi non erano per nulla spenti e non sono state usate memorie o cose strane, trucchetti che non faccio e ripeto sollecito di rifarle queste prove alle medesime condizioni, avevo solo messo il trigger in "single shot" e non in run continuo ma lo tolgo, non c'è proprio problema:D . Però siccome si è posto un dubbio su quello che ho fatto...ecco qui la stessa misura, ho rifatto solo l'ultima ma se sei proprio scettico dei risultati potrei rifarle tutte, basta che me lo dici

tutti i ch.jpeg

la risoluzione verticale? su un fondo scala di 100, se vedi siamo su 100 di fondo scala, diventa un 0.39, ma di cosa stiamo parlando qui? Meglio un sistema a display con più bit ma meno sample rate? non ne conosco di wattmetri con un Gsample/S, forse qualcosa in RF ma per forme d'onda sinusoidali....un Tektronix MDO3052, diciamo il fratello "ricco" del mio (costa il doppio o poco più) anche lui ha 8 bit di risoluzione verticale dopotutto. E comunque l'esattezza della misura su un segnale variabile dipende dalla risoluzione della lettura e dal numero di campionamenti fatti, se se ne fanno pochi anche letture "precise" sono mediate su tempi più lunghi o peggio campionate in modo più rarefatto

Allora, chiudendo l'argomento delle misure "dubbie" e sperando di non tornarci più sopra (forse per la quinta volta: provateci se avete dubbi) mi sto attrezzando con un sistemino semplice di carico per il motore, quantificabile (un piccolo sistema di puleggia, di cui il raggio è noto, e un filo che solleverà dei pesi, quindi facile calcolare i Nm) e appena pronto ripeterò le misure

tra l'altro varie volte la questione si aprì, qui un topic che fece zebrauno a suo tempo, motori montati sulla cnc in movimento e in lavorazione

https://www.cncitalia.net/forum/viewtopi ... it=consumo

[walgri]

Topic moderato. In nessun caso si accettano commenti e giudizi relativi alle persone.

[Pedro]

riprendo l'argomento: sto studiando un sistema affidabile con i mezzi che posso avere per fare misure sulla coppia motore/driver sotto carico, il sistema puleggia/peso forse non è il massimo anche se è già qualcosa. La prova fatta con la frenatura dell'asse riconosco non essere il top delle prove, fatta più per curiosità di vedere cosa succedeva che altro. Ho una cella di carico che userò per fare le misurazioni su un motore lineare ma quella, per ora, è un'altra storia. Mi sto organizzando per quelle prove, non sono sicuro di riuscirle a fare prima delle vacanze Natalizie, ho anche impegni famigliari dopotutto

Insomma so che finora le prove sono state fatte senza carico e per avere le informazioni complete serve farne altre con il carico meccanico, appena sarà possibile verranno compiute e documentate

[progress]

Non ho voluto commentare questo post perchè le mie competenze in materia sono da autodidatta.
Inoltre volevo fare anche io qualche prova.
Ovvero, ho appena montato i due Nema34 da 8Nm sulla mia macchina ed ho provato a fresare con i seguenti parametri un blocchetto di Ergal:

Fresa diametro 6mm 3F, prof. di passata 3mm, impegno fresa 20%D , 16000rpm, Vf=800mm/min con fresatura trocoidale, quindi impegno continuo dei due assi

Questo con i due motori connessi ad un alimentatore switching leadshine SPS705 da 68V e 5A nominali 7A di picco.
I motori sono da 6A ciascuno.

Ebbene ha fresato senza alcun problema, quindi l'alimentatore ha retto l'assorbimento.
Quindi non mi schiero dalla parte di nessuno, e ne rimango stupito.

Se vuoi un consiglio Pedro, per la prova del motore potresti costruire un banchetto con un freno da bicicletta a disco o di un piccolo scooter, connesso in asse al motore, la pinza del freno deve essere flottante radialmente sull'asse di rotazione e connessa con una leva (appoggiata) sulla cella di carico che devi azzerare a sistema completo.
facendo ruotare il motore ad un numero di giri noto, applicando un freno (coppia resistente) leggerai il carico sulla cella che moltiplicato per il braccio ti darà la coppia risultante.
Questo è il principio di un banco dinamometrico di prova motori (endotermici alternativi) che però usano un freno ad acqua o a correnti parassite.

[Pedro]

io ho a disposizione dei motori servo che con i loro driver possono essere pilotati in step/dir, in velocità, quindi +-10 volts e in coppia, volevo sfruttare questa modalità, peraltro è possibile tramite il loro software, e tramite anche una uscita analogica, monitorare questa coppia, diciamo montati albero/albero con lo stepper in prova a far lavorare il servo in coppia resistente opposta alla coppia generata dallo stepper. Mi serve tempo, la farò ma mi occorre del tempo. Lo so, sarebbe da fare un freno idraulico in qualche modo ma poi non avrei la possibilità di tararlo invece sui servo posso dosare la coppia abbastanza agevolmente

@progress:un alimentatore per tutti e tre i motori o uno per motore?

[progress]

no due motori da 6A collegati su un alimentatore da 5A nominali a 68V con 7A massimi erogabili. Però l'alimentatore lo garantiscono per 300W continui.
Il 3^ motore Z è connesso ad un alimentatore diverso, anche perchè è un Nema24

[walgri]

Ho una domanda da porre: come mai, riferendoci all'ultima immagine, la traccia 2 diventa negativa ?
Mi aspettavo rimanesse sempre positiva, in cosa sbaglio ?

[Pedro]

per la traccia n.2 intendiamo la corrente, immagino ti riferisca a quella. Se ci pensi avendo un circuito che commuta su degli avvolgimenti, abbiamo della corrente che dal driver torna all'esterno e per questo in altro luogo si discuteva sul separare il driver dall'alimentatore con un diodo, presente come puoi vedere nello schema delle prove fatte

[Pedro]

per le prove sul driver più il motore con carico meccanico alla fine ho optato per un accoppiamento stepper/servo motore a cinghia, lo stepper è quello a sinistra

Stepper montato con servo.jpg

la coppia del motore servo che ho usato si può impostare dal driver tramite ingresso analogico e facendo lavorare il driver in "coppia". Questa caratteristica di quei driver è utile per quelle applicazioni che richiedono proprio una coppia costante come ad esempio è richiesta per i tensionatori

Modalità torque%28coppia%29 (1).jpg

la coppia che il motore servo può generare è, il motore servo che ho usato è quello di destra

Coppia motore servo.jpg

1.8 Nm da 0 a 3500rpm

mentre il motore stepper, usato per tutte le prove, ha una coppia come mostrata dal costruttore

coppia_velocità stepper.jpg

il rapporto delle pulegge è 2 a 1 (80 denti contro 40) quindi vista dallo stepper la coppia resistente che trova applicata è di 3.6Nm al 100% del potenziale applicato al driver in questa funzionalità