Как выбрать шаговый двигатель по мощности для станка с чпу

Содержание
  1. Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера.
  2. Биполярные ШД с 6-ю выводами подключаются к драйверу двумя способами:
  3. Униполярный шаговый двигатель можно переделать.
  4. Шаговые двигателя с 8-ю выводами можно подключить тремя способами.
  5. Спасибо за внимание!
  6. Подбор и расчет шаговых двигателей для ЧПУ
  7. Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ: критерии
  8. Тип двигателя
  9. Примеры расчетов шаговых двигателей для ЧПУ
  10. Определяем силы, действующие в системе
  11. Рассчитываем мощность
  12. Рассчитываем редукцию оборотов
  13. Классификация шаговых двигателей для ЧПУ
  14. Советские модели
  15. Китайские модели
  16. Биполярные шаговые двигатели для ЧПУ от CNC Technology
  17. 3 причины купить шаговый двигатель для ЧПУ в компании CNC Technology
  18. Выбор шагового двигателя (Страница 1 из 3)
  19. Сообщения с 1 по 25 из 58
  20. 1 Тема от iiv9 2016-02-10 22:12:28
  21. Тема: Выбор шагового двигателя
  22. 2 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-11 08:40:43
  23. Re: Выбор шагового двигателя
  24. 3 Ответ от iiv9 2016-02-11 14:57:10
  25. Re: Выбор шагового двигателя
  26. 4 Ответ от cnc-master 2016-02-12 12:08:51
  27. Re: Выбор шагового двигателя
  28. 5 Ответ от pavel2015zp 2016-02-27 16:01:55
  29. Re: Выбор шагового двигателя
  30. 6 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-28 16:28:55
  31. Re: Выбор шагового двигателя
  32. 7 Ответ от pavel2015zp 2016-03-01 15:57:44 (изменено: pavel2015zp, 2016-03-01 15:58:37)
  33. Re: Выбор шагового двигателя
  34. 8 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-03-02 10:27:21
  35. Re: Выбор шагового двигателя
  36. 9 Ответ от oparin-ac 2016-03-16 10:25:46
  37. Re: Выбор шагового двигателя
  38. 10 Ответ от ficus 2016-04-11 14:06:17
  39. Re: Выбор шагового двигателя
  40. 11 Ответ от Salomonlarry 2016-04-24 14:37:21
  41. Re: Выбор шагового двигателя
  42. 12 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-04-24 15:55:21
  43. Re: Выбор шагового двигателя
  44. 13 Ответ от oldviking 2016-05-01 02:09:48
  45. Re: Выбор шагового двигателя
  46. 14 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-05-01 11:04:28
  47. Re: Выбор шагового двигателя

Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера.

Любая разработка начинается с выбора компонентов. При разработке ЧПУ станка очень важно правильно подобрать шаговые двигателя . Если у вас есть деньги на покупку новых двигателей, в таком случае нужно определить рабочее напряжения и мощность двигателя. Я купил себе для второго ЧПУ станка шаговые двигателя вот такие: Nema17 1.7 А.

Если у вас нет достаточно денег или вы просто пробуете свои силы в данной сфере. То вы скорее всего будите использовать двигателя из принтеров . Это самый недорогой вариант. Но тут Вы столкнетесь с рядом проблем. У двигателя может быть 4, 5, 6, 8 — проводов для подключения. Как их подключить к драйверам L298n и СNC shield.

Давайте разберемся по порядку. Какие шаговые двигателя бывают. Если вы видите четное количество выводов это биполярный шаговый двигатель . Расположение обмотки для данного двигателя вот такое.

Если у двигателя 5 выводов, это униполярный шаговый двигатель . Вот так выгладит его схема.

Наши драйвера рассчитаны на двигателя с 4 выводами . Как быть? Как их подключить?

Биполярные ШД с 6-ю выводами подключаются к драйверу двумя способами:

В данном случае ШД имеет момент в 1.4 раза больше. Момент более стабилен на низких частотах.

При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток — 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R — именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).

Потребляемая мощность ШД — I*2 * R

При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится Iпосл.*2 * 2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I*2 * R = Iпосл.*2 * 2* R, откуда

Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением ток, пропускаемого через обмотки. Но так как ток уменьшился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.

Во втором случае момент более стабилен на высоких частотах. Параметры ШД при таком подключении соответствуют заявленным в datasheet, (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах .

Читайте также:  Почему двигатель работает как дизель на киа спектра

Униполярный шаговый двигатель можно переделать.

Для этого нужно разобрать шаговый двигатель и перерезать провод соединяющий центр обмоток. И при подключении общий провод подключать ни куда не нужно.

В итоге у нас получается биполярный двигатель с 4 выводами.

Шаговые двигателя с 8-ю выводами можно подключить тремя способами.

Подключение А — шаговик работает с характеристиками, заявленными в описании (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах.

Подключение B – момент ↑1.4 раза, момент более стабилен на низких частотах (относительно А).

Подключение C – момент ↑1.96 раза, момент более стабилен на высоких частотах (относительно А).

Вот мы и решили проблему подключения шаговых двигателей. Но не все двигателя у нас заработают. Нужно еще определить рабочее напряжение двигателей. Самый правильный способ это найти datasheet. Так все параметры есть. Но не ко все двигателя из принтера можно найти datasheet. В таких случаях я пользуюсь вот такой таблицой .

Сопротивление обмотки, Ом

Рабочее напряжение, В

Не знаю на сколько данная таблица верная но у меня все сходиться и работает как надо.

Двигателя я выбираю чтобы рабочее напряжение было меньше или равно напряжению источника питания. Для двигателей рассчитанных на меньшее напряжения необходимо настроить ток ниже.

Настраивать СNC shield будем в следующей статье. Не пропустите!

Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.

Спасибо за внимание!

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Источник

Подбор и расчет шаговых двигателей для ЧПУ

При подборе шагового двигателя для ЧПУ необходимо отталкиваться от планируемой сферы применения станка и технических характеристик. Ниже представлены критерии выбора, классификация наиболее популярных двигателей и примеры расчета.

Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ: критерии

  1. Индуктивность. Следует вычислить квадратный корень из индуктивности обмотки и умножить его на 32. Полученное значение нужно сравнить с напряжением источника питания для драйвера. Различия между этими числами не должны сильно отличаться. Если напряжение питания на 30% и более превышает полученное значение, то мотор будет греться и шуметь. Если меньше, то крутящий момент будет слишком быстро убывать со скоростью. Большая индуктивность потенциально обеспечит возможность для большего крутящего момента. Однако для этого потребуется драйвер с большим напряжением питания.
  2. График зависимости крутящего момента от скорости. Позволяет определить, удовлетворяет ли выбранный двигатель условиям в техническом задании.
  3. Геометрические параметры. Имеет значение длина двигателя, фланец и диаметр вала.

Тип двигателя

Важный критерий – тип шагового двигателя для ЧПУ станка. Широко распространены биполярные, униполярные и трехфазные модели. Каждая из них имеет свои особенности:

  • биполярные чаще всего используют для ЧПУ благодаря простому подбору нового драйвера при выходе старого из строя, высокому удельному сопротивлению на малых оборотах;
  • трехфазные отличаются большей скоростью, чем биполярные аналогичного размера. Подходят для случаев, когда требуется высокая скорость вращения;
  • униполярные представляют собой несколько видов биполярных двигателей в зависимости от подключения обмоток.

Примеры расчетов шаговых двигателей для ЧПУ

Определяем силы, действующие в системе

Необходимо определить силу трения в направляющих, которая зависит от используемых материалов. Для примера коэффициент трения составляет 0.2, вес детали – 300 кгс, вес стола – 100 кгс, необходимое ускорение – 2 м/с 2 , сила резания – 3 000 Н.

  1. Чтобы рассчитать силу трения нужно умножить коэффициент трения на вес движущейся системы. Для примера: 0.2 x 9.81 (100 кгс+300 кгс). Получается 785 Н.
  2. Чтобы рассчитать силу инерции надо умножить массу стола с деталью на требуемое ускорение. Для примера: 400 x 2 = 800 Н.
  3. Чтобы рассчитать полную силу сопротивления надо сложить силы трения, инерции и резания. Для примера: 785 + 800 + 3 000. Получается 4 585 Н.

Рассчитываем мощность

Формулы, приведенные ниже, представлены без учета инерции вала самого шагового двигателя и других вращающихся механизмов. Поэтому для большей точности рекомендуется увеличить или убавить требования по ускорению на 10%.

Читайте также:  Схема реверсивного пуска двигателя без блокировок

Для расчета мощности шагового двигателя следует воспользоваться формулой F=ma, где:

  • F – сила в ньютонах, необходимая для того, чтобы привести тело в движение;
  • m – масса тела в кг;
  • а – необходимое ускорение m/c 2 .

Для определения механической мощности необходимо умножить силу сопротивления движения на скорость.

Рассчитываем редукцию оборотов

Определяется на основании номинальных оборотов сервопривода и максимальной скорости перемещения стола. Например, скорость перемещения составляет 1 000 мм/мин, шаг винта шариковой винтовой передачи – 10 мм. Тогда скорость вращения винта ШВП должна быть (1 000 / 10) 100 оборотов в минуту.

Для расчета коэффициента редукции учесть номинальные обороты сервопривода. Например, они равны 5 000 об/мин. Тогда редукция будет равна (5 000 / 100) 50.

Классификация шаговых двигателей для ЧПУ

Советские модели

В станках часто применяют шаговые двигатели индукторного типа, изготовленные в СССР. Речь о моделях ДШИ-200-2 и ДШИ-200-3. Они обладают следующими характеристиками:

Параметр ДШИ-200-2 ДШИ-200-3
Потребляемая мощность 11.8 Вт 16.7 Вт
Погрешность обработки шага 3% 3%
Максимальный статический момент 0.46 нт 0.84 нт
Максимальная чистота приемистости 1 000 Гц 1 000 Гц
Напряжение питания 30 В 30 В
Ток питания в фазе 1.5 А 1.5 А
Единичный шаг 1.8 град 1.8 град
Масса 0.54 кг 0.91 кг

При выборе следует обратить внимание на наличие индекса ОС. Это особая серия с военной приемкой. Имеет более высокое качество исполнения, чем обычные модели.

Китайские модели

Примеры китайских шаговых двигателей для ЧПУ и их характеристики представлены ниже.

Параметр Модель
JKM Nema 17 42mm
Hybrid Stepper Motor
JK42HS48-2504 JK42HS40-1704
Длина, мм 48 40 34
Ток питания в фазе, А 2.5 1.7 1.33
Единичный шаг (угловое перемещение), град 1.8 1.8 1.8
Масса, кг 0.34 0.32 0.22

Биполярные шаговые двигатели для ЧПУ от CNC Technology

Параметр Модель
86HS156-5004 57HS76-3004 42HS48-1704A
Ток питания в фазе, А 5 3 1.7
Единичный шаг (угловое перемещение), град 1.8 1.8 1.8
Индуктивность, мГн 6 3.5 2.8
Диаметр вала 14 8 5

Зная критерии выбора и ориентируясь в предложениях по шаговым двигателям на рынке можно подобрать подходящую модель для станка ЧПУ. Главное – покупать у проверенных поставщиков.

3 причины купить шаговый двигатель для ЧПУ в компании CNC Technology

  1. Двигатели от надежных производителей, эти же двигатели мы используем в наших станках.
  2. Всегда в наличии на складе.
  3. Комплексность: в нашем каталоге можно подобрать не только ШД, но и драйверы, датчики, соединительные муфты и другие комплектующие.

Получить консультацию по выбору шагового двигателя можно по телефону 8 (800) 350 33 60.

Источник

Выбор шагового двигателя (Страница 1 из 3)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщения с 1 по 25 из 58

1 Тема от iiv9 2016-02-10 22:12:28

  • iiv9
  • Новичок
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-09
  • Сообщений: 7

Тема: Выбор шагового двигателя

Доброго времени суток Всем. Настало время сделать станок. У меня на первый взгляд простой вопрос для профессионалов в этом деле. Из какого расчета выбирается шаговый двигатель по мощности. Есть ли какие формулы для расчетов? Станок планирую для обработки древесины и пластика с рабочим полем 600 на 900.

2 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-11 08:40:43

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

Доброго времени суток Всем. Настало время сделать станок. У меня на первый взгляд простой вопрос для профессионалов в этом деле. Из какого расчета выбирается шаговый двигатель по мощности. Есть ли какие формулы для расчетов? Станок планирую для обработки древесины и пластика с рабочим полем 600 на 900.

Естественно на каждый шаговый двигатель действует момент силы измеряемый в ньютон на метр ( Н*м). Подбирается в зависимости от станка, нужно знать конфигурацию и момент станка измерить можно простыми методами тоже в ньютон-метр!

3 Ответ от iiv9 2016-02-11 14:57:10

  • iiv9
  • Новичок
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-09
  • Сообщений: 7

Re: Выбор шагового двигателя

Большое спасибо за ответ. Планирую делать станок по модели №4 (хоть про него ничего хорошего не пишут). Ориентировочно какие двигатели подойдут. Много моторов от старых принтеров, но они на мой взгляд слабоваты.

4 Ответ от cnc-master 2016-02-12 12:08:51

  • cnc-master
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: МОСКВА
  • Зарегистрирован: 2014-12-08
  • Сообщений: 777,777,844

Re: Выбор шагового двигателя

Много моторов от старых принтеров, но они на мой взгляд слабоваты.

С моторчиками от принтера ничего дельного не получится! Разве что можно сделать выжигатель)

5 Ответ от pavel2015zp 2016-02-27 16:01:55

  • pavel2015zp
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-27
  • Сообщений: 13

Re: Выбор шагового двигателя

Кто работал с шаговиками Nema 23 (3 А, 22 кг/см)? Хочу собрать станок используя такие двигатели. Как они показали себя в работе, не греются соответствуют указанным характеристикам?

6 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-28 16:28:55

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

Кто работал с шаговиками Nema 23 (3 А, 22 кг/см)? Хочу собрать станок используя такие двигатели. Как они показали себя в работе, не греются соответствуют указанным характеристикам?

7 Ответ от pavel2015zp 2016-03-01 15:57:44 (изменено: pavel2015zp, 2016-03-01 15:58:37)

  • pavel2015zp
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-27
  • Сообщений: 13

Re: Выбор шагового двигателя

Кто работал с шаговиками Nema 23 (3 А, 22 кг/см)? Хочу собрать станок используя такие двигатели. Как они показали себя в работе, не греются соответствуют указанным характеристикам?

Планирую собрать фрезер ЧПУ (2000х1200х300) :
— ось у — два двигателя Nema 23 (3 А, 22 кг/см) + 2 ШВП 2005 либо реечная передача
— ось х — один двигатель Nema 23 (3 А, 22 кг/см) + 1 ШВП 2005
— ось z — один двигатель Nema 23 (3 А, 22 кг/см) + 1 ШВП 2005

Работать на станке буду в основном с деревом твердых парод и иногда алюминий

8 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-03-02 10:27:21

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

нет не подойдёт 23

9 Ответ от oparin-ac 2016-03-16 10:25:46

  • oparin-ac
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-24
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Скажите а как определить сколько Н*М мне нужно. Прошу прощения а то я в школе давно учился, не соображу что то.

10 Ответ от ficus 2016-04-11 14:06:17

  • ficus
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-03-11
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Человек сделал станочек на Nema23, вот ссылка forum.alexwest.ru/index.php?showtopic=13373

11 Ответ от Salomonlarry 2016-04-24 14:37:21

  • Salomonlarry
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-04-16
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Кто подскажет Nema 23 3A. НА рабочие поле примерно 800×1000 mm при условии что на ось X будут стоять два двигателя Вот станок https://777russia.ru/forum/viewtopic.ph … kWtEtU.vk, хватит мощности?

Добавлено: 2016-04-24 14:40:36

Передача будет ШВП

12 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-04-24 15:55:21

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

13 Ответ от oldviking 2016-05-01 02:09:48

  • oldviking
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-01-13
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Почему нет -хоть немного разъясните ,ато получается 34-й больше ставьте их и лучше если купите у нас!
Хотелось бы немного увидеть растеты с обоснованиями

14 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-05-01 11:04:28

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

я 16 лет строю станки! на опыте я вам сказал, по расчётам в интернет для изучения мат части ! да и то ваши расчёты не помогут какой китайский завод? какие двигателя вы уверены что заявленные мощности те что у вас в двигатели. Дальше какие винты вы ставите ? даже хивины типа бренд натяг разный, дальше винты также , в общем если вам нужно умники они на другом форуме, там пипец как умничают и расчёты суют а сами нихрена не сделали, а если и вымучали один два станка считают себя профи! я сделал сотни станков!
хотите сэкономить? сэкономите но столкнётесь с проблемами!

я вам не предлагал у нас ничего покупать и совет бесплатный !

Источник

Adblock
detector