Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motore

Sezione dedicata all'elettronica di controllo cnc.
Rispondi
mancione
Newbie
Newbie
Messaggi: 18
Iscritto il: martedì 12 luglio 2011, 9:18
Località: Lucca

Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motore

Messaggio da mancione » martedì 19 luglio 2011, 20:25

Buonasera a tutti! :)
Mio primo messaggio e subito richiesta di aiuto... :(

Come da oggetto vorrei avere qualche indicazione su come interpretare i dati di targa dei motori e dell'elettronica, per scegliere opportunamente l'alimentatore.
So che l'argomento è già  stato trattato, infatti prima di aprire un nuovo thread ho cercato sul forum. Il problema però, è che spesso le discussioni che ho trovato o si soffermano al caso specifico, oppure tendono a portare il discorso su un livello più approfondito e mi perdo.
Questo non è un male, per carità , anzi più avanti mi saranno utili per ampliare le mie conoscenze, però nell'immediato ho altre esigenze.
Quello che cerco è una cosa un po' praticona, del tipo: Questi sono i dati del motore. Questi sono i dati dell'elettronica. Questi sono i dati salienti dei due che devo considerare. Bene, in base a tali informazioni calcolo che l'alimentatore deve avere le seguenti caratteristiche...
Grazie mille in anticipo!
Ciao.
Marco

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da Zebrauno » martedì 19 luglio 2011, 22:25

Tanto per cominciare, se pretendi un minimo di affidabilita' e se hai scelto i motori in base a precise esigenze di coppia dovresti garantire due punti:

- la tensione con cui alimenti ogni motore deve essere sufficiente a riprodurre il grafico di coppia che hai considerato nei calcoli (uno stepper alle alte velocita' lavora in modo ben diverso tra 30V e 80V, a parita' di coppia nominale)

- lo stadio di alimentazione dovrebbe poter garantire una potenza continuativa pari alla somma di quelle che i singoli assi possono assorbire.

Se hai 3 assi, ciascuno con un motore da 4A max alimentato ad 80V, per stare sicuro devi usare un alimentatore da 1000W continui.

Stare sicuro significa permettere che i motori della macchina possano affrontare un picco di assorbimento in contemporanea (lavorazioni con assi interpolati: 3D con finiture oblique, a spirale, rifiniture sui contorni, lavorazione su vettori nello spazio etc). Se si lascia spesso la macchina incustodita durante quelle lavorazioni che richiedono ore questo aspetto e' cruciale.

Non tutti usano la cnc interpolando i 3 assi con frequenza perche' magari si limitano al ritaglio di lastre o a contornature, tasche, forature o lavorazioni di PCB; in questi casi puo' essere sufficiente dimensionare l'alimentatore in modo che garantisca un assorbimento contemporaneo solo per 2 motori (anziche' 1000W ne basteranno 650).


E' sempre meglio se poni un caso preciso quando fai queste domande perche' potrebbero entrare in gioco altri fattori come la temperatura, i picchi impulsivi di assorbimento etc.

mancione
Newbie
Newbie
Messaggi: 18
Iscritto il: martedì 12 luglio 2011, 9:18
Località: Lucca

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da mancione » martedì 19 luglio 2011, 23:07

Ciao Zebrauno, innanzitutto grazie mille per la risposta.
Allora il discorso sulle potenze in gioco mi è chiaro... alla fine si tratta di partire, per ogni asse, da un valore di tensione e di corrente, da questi si dimensiona l'alimentatore a seconda dell'impegno richiesto ai motori. Il problema però è questo: come calcolo la tensione e la corrente necessari per ogni asse? Cioè come faccio a sapere di che tensione e di quanta corrente ha bisogno un dato motore?
Il grafico coppia-velocità  del motore che ho scelto non ce l'ho, ora provo a cercarlo per avere un'idea.
Intanto, già  che ci sono e visto che mi consigli di postare il caso specifico, ti linko il motore che voglio prendere, è questo: http://cgi.ebay.it/ws/eBayISAPI.dll?Vie ... 0763444857
Quindi, tornando alle mie domande di prima, nelle specifiche leggo "rate current" 2A e "rate voltage" 6.4V... questi valori li devo prendere così, nudi e crudi? quindi per ogni motore devo dare 2A e 6.4V? non è un po' poco?
Grazie per l'aiuto!
Ciao. :)
Marco

Avatar utente
conte
Junior
Junior
Messaggi: 78
Iscritto il: sabato 5 giugno 2010, 1:23
Località: provincia di treviso

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da conte » mercoledì 20 luglio 2011, 11:22

I dati motore sono una base di partenza, a proposito ti sarai certamente scaricato i dati di questo motore vero :wink: . Comunque i motori passo-passo sono delicati in corrente(da non superare pena la distruzione del motore, non esplode ma lo bruci :) ); mentre per la tensione possono essere alimentati tra 10 e 20 volte la tensione di targa. Per delucidazioni su questo vai sul sito di VincenzoV(il primo che mi viene in mente, anche se ce ne sono altri), e ti schiarirai un pò più le idee.

mancione
Newbie
Newbie
Messaggi: 18
Iscritto il: martedì 12 luglio 2011, 9:18
Località: Lucca

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da mancione » mercoledì 20 luglio 2011, 21:49

conte ha scritto:I dati motore sono una base di partenza, a proposito ti sarai certamente scaricato i dati di questo motore vero :wink: . Comunque i motori passo-passo sono delicati in corrente(da non superare pena la distruzione del motore, non esplode ma lo bruci :) ); mentre per la tensione possono essere alimentati tra 10 e 20 volte la tensione di targa. Per delucidazioni su questo vai sul sito di VincenzoV(il primo che mi viene in mente, anche se ce ne sono altri), e ti schiarirai un pò più le idee.
Ciao Conte e grazie anche a te per la risposta.

Gli unici dati del motore che sono riuscito a trovare sono quelli dell'inserzione su Ebay. Li riporto qui per chiarezza:
Motore Nema 34, 878 oz in, bipolare.
Step Angle: 1.8 °
Motor Lenght: 98 mm
Rate Voltage: 6.4 V
Rate Current: 2 A
Phase Resistance: 3.2 Ohm
Phase Inductance: 15 mH
Holding Torque: 878 oz in (se ho fatto bene i conti dovrebbero essere circa 6 Nm)
Lead Wire: 8
Rotor Inertia: 1.7 Kg cm^2
Weight: 3 Kg

Non sono riuscito a trovare il grafico della coppia...

Adesso vado a vedere anche il sito dell'utente che mi hai segnalato, intanto mi puoi dire qualcosa su questo motore e cosa posso concludere per l'alimentatore...

Grazie, ciao! :)
Marco

mancione
Newbie
Newbie
Messaggi: 18
Iscritto il: martedì 12 luglio 2011, 9:18
Località: Lucca

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da mancione » mercoledì 20 luglio 2011, 22:27

Ho letto un po' in giro e ora continuo... intanto mi potete dire se è corretto quello che ho capito?

Ai miei motori servono 2A per fase, se alimento le due fasi ogni motore ha bisogno di 4 A.
Nella condizione peggiore di far lavorare tutti i motori contemporaneamente, mi servono 12 A
E per le tensioni?
Ogni fase va a 6.4 V, le fasi sono due... ma come sono collegate in serie o in parallelo?
Che faccio anche in questo caso 6.4 x2 x3= 38.4 V??
Però ho letto che la tensione nominale può non coincidere con la tensione di alimentazione, e che questa dipende dal modo di pilotaggio... allora quanto la considero?

Boh, spero pian piano di capirci qualcosa...

Continuo lo "studio"... ciao.
Marco

Avatar utente
conte
Junior
Junior
Messaggi: 78
Iscritto il: sabato 5 giugno 2010, 1:23
Località: provincia di treviso

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da conte » venerdì 22 luglio 2011, 12:42

I motori passo-passo non sono dei motori in corrente continua od alternata(non ci allacci l'alimentazione e si avviano); ma gli serve un circuito di pilotaggio. Nel caso dei motori che vuoi acquistare, se guardi nel sito che hai indicato, sotto le caratteristiche, ci sono due disegno; nel primo le dimensioni del motore e nel secondo(partendo da sinistra): la colorazione dei cavi in uscita(abbreviati ed in inglese), il collegamento delle bobine interne(4 bobine = 8 fili) in serie(al centro) e a destra il collegamento in parallelo. A seconda di come li vuoi collegare devi adeguare il circuito di pilotaggio e l'alimentazione. Se li colleghi in serie, raddoppi la tensione(6,4 X 2 = 12,8 V) lasciando invariata la corrente(2 A); se li colleghi in parallelo, raddoppi la corrente(4 A) all'alimentazione di targa. Solitamente li si collega in serie per diversi motivi: tensione più alta = risposta migliore del motore, bassa corrente = meno problemi con il circuito di pilotaggio(costi, riscaldamento ecc.); il tutto per ogni singola fase.
Per l'alimentatore, devi considerare due uscite; una a 5 volt per la circuiteria di pilotaggio(sempre che tu non voglia mettere un alimentatore a parte) e l'altra ad una tensione poco inferiore del circuito di pilotaggio(sempre che questa non superi l'alimentazione di ogni singola fase del motore moltiplicata da 10 a 20 volte).
Spero di essere riuscito a chiarirti qualcosa.

mancione
Newbie
Newbie
Messaggi: 18
Iscritto il: martedì 12 luglio 2011, 9:18
Località: Lucca

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da mancione » venerdì 22 luglio 2011, 20:43

conte ha scritto:I motori passo-passo non sono dei motori in corrente continua od alternata(non ci allacci l'alimentazione e si avviano); ma gli serve un circuito di pilotaggio. Nel caso dei motori che vuoi acquistare, se guardi nel sito che hai indicato, sotto le caratteristiche, ci sono due disegno; nel primo le dimensioni del motore e nel secondo(partendo da sinistra): la colorazione dei cavi in uscita(abbreviati ed in inglese), il collegamento delle bobine interne(4 bobine = 8 fili) in serie(al centro) e a destra il collegamento in parallelo. A seconda di come li vuoi collegare devi adeguare il circuito di pilotaggio e l'alimentazione. Se li colleghi in serie, raddoppi la tensione(6,4 X 2 = 12,8 V) lasciando invariata la corrente(2 A); se li colleghi in parallelo, raddoppi la corrente(4 A) all'alimentazione di targa. Solitamente li si collega in serie per diversi motivi: tensione più alta = risposta migliore del motore, bassa corrente = meno problemi con il circuito di pilotaggio(costi, riscaldamento ecc.); il tutto per ogni singola fase.
Per l'alimentatore, devi considerare due uscite; una a 5 volt per la circuiteria di pilotaggio(sempre che tu non voglia mettere un alimentatore a parte) e l'altra ad una tensione poco inferiore del circuito di pilotaggio(sempre che questa non superi l'alimentazione di ogni singola fase del motore moltiplicata da 10 a 20 volte).
Spero di essere riuscito a chiarirti qualcosa.
Ciao Conte e grazie mille! :)
La tua risposta mi è molto utile, prima di tutto perchè è chiara, poi soprattutto perchè mi ci posso riallacciare per farti alcune domande mirate, per chiarire gli ultimi dubbi che ho.

Allora, ricapitolando, hai detto due casi:
bobine alimentate in serie: 12.8 V a 2 A
bobine alimentate in parallelo 6.4 V 4 A
Poi dici "il tutto per ogni singola fase" ecco... quindi in pratica prima decido come voglio alimentare le bobine, poi devo decidere se voglio alimentare una fase alla volta o tutte e due contemporaneamente giusto? nel secondo caso sono in serie o in parallelo, direi in parallelo no?
Quindi, alla fine, per ogni singolo motore si può avere:
Una fase alla volta: i valori sono quelli di prima.
Due fasi contemporaneamente: bobine in serie: => 12.8 V e 4 A oppure in parallelo => 6.4 V 8 A,
Adesso il problema si sposta ai motori (o meglio al binomio driver-motore) come sono alimentati quelli? in serie o in parallelo? e a seconda del caso ripeto il ragionamento di prima.

Per quanto riguarda il discorso successivo, sulle uscite dell'alimentatore, vorrei un chiarimento su quando parli di "circuiteria di pilotaggio" e "circuito di pilotaggio". Ti riferisci al fatto che la scheda di controllo va alimentata a 5 V (o con alimentatore dedicato o derivandola dal solito alimentatore dei motori) mentre i driver vanno alimentati ad un valore leggermente inferiore al loro massimo sempre tenendo conto il discorso delle 10-20 volte? A questo punto però non capisco una cosa: ma se io alimento i motori ad esempio a 40 V anzichè a 12.8 V (mettiamo il caso delle bobine in serie), così non vado ad aumentare la corrente che passa nelle bobine?

Ultimissima domanda... questi motori hanno una resistenza di fase parecchio più alta rispetto ad altri che ho visto, che problemi comporta a parte il calore e la tensione necessaria più alta?

Scusa ti ho chiesto un mucchio di roba ma mi serviva per capire bene e sento che ci sto arrivando :D
Davvero grazie mille!

Ciao. :)
Marco

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da Zebrauno » sabato 23 luglio 2011, 20:19

Adesso, tralasciando le descrizioni accurate che stai ricevendo, considera che semplicemente comprando i motori da un venditore italiano o da un professionista serio avresti anche il consiglio su quali driver e quale alimentatore usare, senza dover diventare un esperto di motori passo passo, e in caso di problemi avresti una garanzia fruibile (niente dogane che lucrano sulle spedizioni e tempi molto brevi)..

mancione
Newbie
Newbie
Messaggi: 18
Iscritto il: martedì 12 luglio 2011, 9:18
Località: Lucca

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da mancione » sabato 23 luglio 2011, 22:36

Ciao Zebrauno :)
In questi ultimi giorni ci ho ripensato un po' su e in effetti non sono più tanto sicuro di prenderli quei motori. Allora mi sono messo a cercare in rete per trovare il maggior numero di negozi e poter fare il confronto dei prodotti e dei prezzi (anzi se hai qualche suggerimento, magari mi è sfuggito qualche sito :roll: ).
Per adesso sto ancora cercando, anche se forse ho individuato un possibile candidato. L'elettronica comunque penso di prenderla dalla Cina, perchè mi è stata suggerita da un ragazzo che già  la usa e anche da altri ho avuto la conferma che funziona bene.
Ciao.
Ultima modifica di Zebrauno il domenica 24 luglio 2011, 9:41, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: Eliminato riporto inutile
Marco

Avatar utente
Zebrauno
God
God
Messaggi: 9670
Iscritto il: venerdì 18 settembre 2009, 18:24
Località: Savigliano/Torino
Contatta:

Re: Linee guida per scelta alimentatore in base a dati motor

Messaggio da Zebrauno » domenica 24 luglio 2011, 9:43

Fai solo attenzione a non paragonare i prezzi dei prodotti a meno che tu non sia sicuro al 100% che siano identici.

Un motore Nema23 Sanyo da 3Nm puo' costare anche il quadruplo di un Nema23 cinese, pero' quando inizi a far muovere la macchina capisci anche il motivo.

Idem per le elettroniche.
ciao

Rispondi

Torna a “Elettronica CNC”