Zasilacz do silników krokowych 2-fazowych 2.8A: moc transformatora, kondensatory i diody?

Wed Dec 06, 2006 2:50 pm   

Otóż są sobie silniczki krokowe 2 fazowe (bipolarne) o prądzie znamionowym
2.8A/fazę.
Takich silniczków jest sztuk 3.
Czyli w skrajnym przypadku 3 silniki * 2 fazy * 2.8A/fazę = 16.8A
Dla porządku i zapasu przyjmijmy, że zapotrzebowanie na I = 20A DC
Teraz sterownik...przyjmijmy, że maksymalne napięcie dla tego elementu to 50
VDC.
Więc, aby zapobiec spaleniu sterownika przez tzw. zwroty z silników
przyjmiemy napięcie zasilania U = 42 VDC.
Na prosty chłopski rozum potrzebujemy zasilacza, który da 42V przy I = 20A
czyli o mocy P~840VA.
Ale to nie całkiem tak, bowiem silniki nie pobierają tego prądu ciągle. Ich
napięcie znamionowe to 3.2V (przykładowo).
Więc aby nie spalić silników, prąd ograniczany jest PWM'em do wartości
znamionowej (f nieznane).
Jako, że pobór prądu jest impulsowy (przyjmijmy skrajny przypadek, że w tym
samym momencie - sterowniki zsynchronizowane), jakiej mocy powinien
dostarczać zasilacz - jakiej mocy toroida kupić ?
Jaka powinna być pojemność baterii kondensatorów ?
Jakie (szybkie) diody prostownicze zastosować (wasz typ dla Iciągłe ~50A w
TO220 lub podobnej) ?
Czy warto kupować dobre (drogie) trafo które nie wywala "korków", czy może
kupić tańsze "okradzione z miedzi" i softstart?

Przetwornice raczej odpadają, ze względu na problemy z ew. naprawą i cenę
przy tej mocy.

Chciałbym to dobrać optymalnie bo wywalanie kasy na trafo 1kVA + do tego
diody z solidnym radiatorem nieco
mnie przeraża, co nie znaczy, że jestem totalnym laikiem i nie dam rady. Po
prostu nigdy nie projektowałem zasilacza,
z którego pobór prądu odbywał się w 100% impulsowo i mam wątpliwości czy
konieczna jest aż taka moc trafa, czy nie
wystarczy na ten impuls prądu odpowiednia bateria kondensatorów...

Pozdrawiam!

Wed Dec 06, 2006 3:31 pm   

Nie rób tego na jednym trafie bo to powoduje same problemy. Do każdego
sterownika daj oddzielne trafo. Wtedy masz mniejsze prądy i łatwiej o
elementy które się nie przepalą. Zrób po porstu trzy zasilacze
niestabilizowane które dają prąd 2.8A i napięcie 50V. Niestety to wymaga
trafa na ponad 100W także może jakiś kompromis i trafo na 50W i dotego
dołożyć kilka kondensatorów.

Zasilacze mogą dawać mniejszy prąd ale wtedy musisz dać dość duże
kondensatory (większe od trafa . A wydaje mi się że z kondensatorami nie
ma co przesadzać bo kondensator o normalnych rozmiarach i cenie na napięcie
80V i tak za dużo ładunku nie zgromadzi. Także ja daje zawsze trafo o
prądzie takim samym jak prąd silnika i dotego dokładam w miarę nieduży
kondensator. Ale to jest taki mój sposób bo akurat kiedyś kupiłem na allegro
10 traf na prąd 2A i napięcie 25V za 100 zł i nie mam co z nimi robić.

Wed Dec 06, 2006 3:36 pm   

Może nie odpowiem jak specjalista ale pochwalę się doświadczeniem.
Budowałem maszynkę o 4 silnikach krokowych na napięcie 4,5V i prądzie ok. 2A
(były jakieś ułamki ale nie pamiętam)
Najpierw zastartowałem maszynę z zasilacza do kompa - oczywiście nie
podziałało.
Tzn. jak chodziły dwa (miałem 2x 2 osie czyli X1 X2 i Y1 Y2) to spoko ale
jak ruszyły kolejne to zaczęło drgać i gubić impulsy.
Wziąłem więc zasilacz 5V i 20A (taki miałem z demontażu z fajnej maszynki
komputerowej elwro).
Jak ręką odjął zaczęlo śmigać że ho ho.
Tak więc 4 krokowce 4,5 ok. 2A chodzące razem, osobno, przeciwnie i w ogóle
nie powodowały problemów.
Tyle mogę pomóc.
Aha sterowanie na układach IRF7319 w obudowie SO-8 mają prądy wystarczające
chwilowe nawet do 30A i były cudownie zimniutkie (aż dziw że takie malutkie
coś jest takie mocne).
Wcześniej zrobiłem układ na tradycyjnych TO220 z trochę większą rezystancją
w przewodzeniu i było cieplutko.
Ponadto te IRF7319 mają diodeczki do gaszenia pików wstecznych więc jak
znalazł.

Pozdrawiam


Rafał






Użytkownik "Xaveri" <xaveri@poczta.fm> napisał w wiadomości
news:el6hr5$9go$1@node5.news.atman.pl...

Wed Dec 06, 2006 4:03 pm   

Użytkownik "Kurciok" <kurciok@poczta.BEZSPAMUonet.pl> napisał w wiadomości
news:el6kdm$j5o$1@nemesis.news.tpi.pl...

Jakie 2.8A ? A co kiedy silnik potrzebuje 5.6A - akurat zatrzymał się tak,
że zasilane ma obie fazy ?

Wed Dec 06, 2006 4:10 pm   

Zasilacz z komputera jest stabilizowany także to nie jest najlepsze
roziwązanie w przypadku gdy sterownik ma chopper prądowy (wszystko zależy od
tego jakie ma sterowniki). Ty masz sterownik zrobiony na tranzystorach
podejrzewam że nie masz choppera prądowego w nim. Czy też masz?

Wed Dec 06, 2006 4:15 pm   

Silnik ma 10W a podłączony jest do niego zasilacz 50W z dużym kondensatorem.
Jeżeli sterownik ma chopper prądowy, a zasilacz kondensator na wyjściu to to
wystarczy podczas normalnej pracy (przynajmniej tak wynika z mojego
doświadczenia). Dużo tu też zależy od sterownika.

Wed Dec 06, 2006 4:18 pm   

Oczywiście w przykładzie który podałeś silnik bipolarny pobiera 20W. Co nie
znaczy że zasilacz 50W go nie pociągnie (30W to i tak duży zapas).

Wed Dec 06, 2006 4:28 pm   

Użytkownik "Kurciok" <kurciok@poczta.BEZSPAMUonet.pl> napisał...

Bo wg. mnie trafo ma dawać 42V (po wyprostowaniu) ale musi też mieć
odpowiednią wydajność prądową...
Napięcie sie nagle w prąd nie zamieni i jak dam trafo dające 42V i 1A to
będę je przeciążał ~6 razy z częstotliwością
jakieś pi*drzwi 100kHz. Jak już pisałem nie jestem specem od elektroniki
impulsowej... Nie wiem czy na dłuższą metę
to wszystko wytrzyma, o ile wogóle będzie działać... Przy 100kHz to żaden
elektrolit chyba sie nie zdąży naładować po pobraniu z zasilacza prądu 6x
przekraczającego max dla trafa... jak wielkie będą tętnienia...

Wed Dec 06, 2006 4:58 pm   

uzyj choppera pradowego - wtedy przetworzy ci on te 50V na te kilka V z
malymi stratami ,a do tego bedzie utrymywal staly rpad niezaleznie od
predkosci obrotowej. I nie przekroczysz Imax silnikow niezaleznie od
warunkow. PWM to IMHO kiepski pomysl




nie ma znaczenia czy zsynchronizowane - rpacuja na tyle szybko ze
kondensatory filtra usrednia


przyjmuje sie chyba 1000uF na kazdy 1A



mozna spotkac tanie


sterowniki silnikow jak zrobisz na mosfetach to beda ptorzebowaly tez
malutkiego

Wed Dec 06, 2006 5:17 pm   

Użytkownik "Greg(G.Kasprowicz)" <Grzegorz.Kasprowicz@CERN.CH> napisał...
[edited]

Też mi się tak wydaje .


Jako, że to nie dla mnie i sterownik ma być z mikrokrokiem, więc będzie
kupny...


To miło - zawsze to 80 pln zamiast 280... ;)

Pozdrawiam!

Wed Dec 06, 2006 5:52 pm   

Musisz jeszcze podać rezystancje uzwojenia bądź też napięcie przy jakim
uzwojenie ten prąd pobierze. Powiedzmy że uzwojenie bierze 2,8A przy 10V.
Daje to moc 28VA na uzwojenie. Skoro silniki dwufazowe to jeden pobiera max.
56VA. Trzy sztuki silników biorą 168VA. Tak więc trafo o mocy 200VA będzie
OK.

Jeśli chcesz zasilać czoper 42VDC to trafo na wtórnym około 30VAC, bo 30V *
SQR(2) = 42V - tyle będziesz miał Umax na kondensatorach za mostkiem. Na
jałowym trafo da ci "trochę" więcej ale dla bezpieczeństwa i tak już
założyłeś mniejsze napięcie niż max. dla czopera, do tego 1,2V stracisz na
mostku.

Max prąd na wtónym trafa to 200VA / 30V = 6,7A.

Można powiedzieć że ten prąd nie ma nic wspólnego z tym że suma prądów
uzwojeń silników załączonych jednocześnie wyniesie 16,8A. Liczy się moc
trafa - będzie ona w szczytach sinusa doładowywać impulsowo kondensatory
filtrujące za mostkiem.

Co do pojemności za mostkiem to im więcej, tym lepiej. Chociaż nie ma też co
przeginać bo diody prostownicze zaczną pracować praktycznie impulsowo.
Schottky nie warto dawać bo cała impulsowa praca przeniesie ci się na trafo.
Już lepiej niech tłumią to diody.

Ja w swojej CNC mam 3 silniki dwufazowe po 1A. Razem 6A. Dałem chyba 10szt
po 4700uF bo takie miałem pod ręką. Niektórzy przyjmują 1000uF na 1A. Ja bym
chyba dał coś więcej. Oczywiście wszystko można wyliczyć (spadek napięcia na
mostku przy pełnym obciążeniu), ale najlepiej to zrobić i sprawdzić. W razie
czego zamiast 1000uF wstawić np. 2200uF.

Co do sterownika to proponuję jakiś czoper z mikrokrokiem. Moja maszynka po
przejściu z pracy półkrokowej na 1/8 czy 1/16 (już nie pamiętam ) zaczęła
przede wszystkim ciszej chodzić.

SJ

Wed Dec 06, 2006 6:44 pm   

Użytkownik "SJ" <korinsj@home.pl> napisał w wiadomości
news:4576f52d$1@news.home.net.pl...

U=3.2V
I=2.8A/fazę
R=1.13 Ohm




(mniejsza impedancja wypadkowa)



Dzięki za wszystkie odpowiedzi
Skumałem zasadę, przyjąłem do wiadomości i postaram się dobrze wykorzystać
zdobytą wiedzę...
[Hehehe takie ślubowanie powinni składać absolwenci...]

Pozdro!
X

Wed Dec 06, 2006 6:58 pm   

Sorry, że jedno pod drugim (łamanie Netykiety)...
3.2V * 2.8A * 2 (uzwojenia) = 17.92VA
* 3 silniki => 53.76VA + straty itp.

Powiedzmy, że trafo 100VA - OK ?

Wed Dec 06, 2006 7:20 pm   

Będzie OK. Możesz założyć że trafo "dobrze pracuje" gdy jest obciążone na
60% mocy maksymalnej, więc wychodzi 90VA. 100VA będzie OK.

SJ

Wed Dec 06, 2006 8:22 pm   

Napisałem wcześniej że sterownik będzie na napięcie 50V, a ja zastosuję 42V
ze względów bezp.
A gdyby tak jeszcze podnieść napięcie i zastosować zabezpieczenie
nadnapięciowe w postaci
mosfeta + zenerki + rezystor... ?