Кто что думает по поводу "дампера"

[Ворон226]

Разговор странноватый... Конечно гасить обратные токи, возникающие на ШД при торможении нужно. Кто бы спорил?
А вот паять или нет - это вопрос риторический. Ответа на него нет. Почему? Потому что недостаточно исходных данных. Какой БП? Какие драйверы ШД? Какие двигатели? Какие торможения?
Классические схемы ключей, конечно, имеют (в лучшем случае) защитные диоды. Но ведь современные драйверы уже имеют встроенные дамперы. И это как правило! Какие дамперы? На этот вопрос также редко имеем ответ - редко кто публикует схемное решение своего продукта.

Ставить ли дампер между драйвером и БП? Если дампер перекидывает со своего выхода паразитные токи от ШД на свой вход - выкиньте этот драйвер! Потому это крайне неграмотно построенный драйвер!

Вывод. Ставить внешний дампер или нет - на этот вопрос можно уверенно ответить только в конкретном случае. А теоретически дампер обязательно должен быть. Чего тут спорить-то?

[Fiks]

Если дампер перекидывает со своего выхода паразитные токи от ШД на свой вход - выкиньте этот драйвер! Потому это крайне неграмотно построенный драйвер!

Что-то я не понял эту фразу...

[michael-yurov]

Дампер реально нужен только в том случае, если питание драйверов близко к пределу драйверов, и если у драйверов и блока питания очень маленькая емкость, способная поглотить выброс энергии.
У меня, например, емкость около 12 000 мкФ, скорость портала не большая (менее 10 м/мин), масса - тоже (около 30 кг), напряжение питания - 36 В, а рабочий предел драйверов - 80 В.
При таких параметрах при мгновенном торможении всех осей (30 + 10 + 10 кг) с максимальной скорости (0.167 м/с) до ноля, кинетическая энергия (менее 1,4 Дж) частично перейдет в заряд конденсаторов, и напряжение возрастет с 36 до 39 В.
А при бОльшем напряжении питания - рост напряжения будет еще меньше, т.к. энергия конденсатора пропорциональна квадрату напряжения конденсатора.
Зачем, в таком случае, мне дампер?

[Сергей Саныч]

Если дампер перекидывает со своего выхода паразитные токи от ШД на свой вход - выкиньте этот драйвер! Потому это крайне неграмотно построенный драйвер!

А куда ж еще ему их девать? Рассеивать в себе - увеличится нагрев. Хорошо, когда у драйвера есть запас по напряжению, но это приведет к недоиспользованию возможностей более дорогого драйвера. А защитные диоды как раз и обеспечат передачу выбросов с ШД на БП. Даже если их не будет, при торможении ключи драйвера будут работать в режиме синхронного выпрямителя. Кроме того, возвращенная энергия не обязательно поглотится дампером - это крайний случай. Она пойдет на питание других драйверов, разгрузив БП (рекуперация).

[michael-yurov]

Хорошо, когда у драйвера есть запас по напряжению, но это приведет к недоиспользованию возможностей более дорогого драйвера.

Стоимость небольшого запаса по напряжению, обычно не так уж и велика. Дампер тоже денег стоит.
И блок питания в случае с дампером потребуется несколько более мощный, т.к. дампер будет выбрасывать полезную энергию в неподходящий момент (в момент торможения), вместо того чтобы ее приберечь для последующего ускорения станка.
Но в ситуации, когда драйверы уже куплены, и требуется повысить напряжение питания до максимально возможного - тут, конечно, без дампера никак.

[Serg]

Классические схемы ключей, конечно, имеют (в лучшем случае) защитные диоды.

Именно благодяря защитным/паразитным диодам "лишнее напряжение" не улетает "в воздух", а доходит да шины питания.

Но ведь современные драйверы уже имеют встроенные дамперы. И это как правило!

Нет! Категорически! Если-бы каждый драйвер имел встроенный драйвер, то при использовании достаточного количества таких драйверов на одной шине питания получим риск почти короткого замыкания при стабатывании этих дамперов. Признак наличия дампера - "лишний" мощный резистор, сопротивлением несколько Ом.

Дампер реально нужен только в том случае, если питание драйверов близко к пределу драйверов, и если у драйверов и блока питания очень маленькая емкость, способная поглотить выброс энергии.
У меня, например, емкость около 12 000 мкФ, скорость портала не большая (менее 10 м/мин), масса - тоже (около 30 кг), напряжение питания - 36 В, а рабочий предел драйверов - 80 В.
При таких параметрах при мгновенном торможении всех осей (30 + 10 + 10 кг) с максимальной скорости (0.167 м/с) до ноля, кинетическая энергия (менее 1,4 Дж) частично перейдет в заряд конденсаторов, и напряжение возрастет с 36 до 39 В.

Увы, это заблуждение.
Большие ёмкости могут "сгладить" только редкие скачки напряжения. Если такие скачки будут частыми, то большие ёмкости будут накапливать энергию, которую драйверы не будут успевать расходовать, ибо БП тоже продолжает накачку.

[michael-yurov]

Увы, это заблуждение.
Большие ёмкости могут "сгладить" только редкие скачки напряжения. Если такие скачки будут частыми, то большие ёмкости будут накапливать энергию, которую драйверы не будут успевать расходовать, ибо БП тоже продолжает накачку.

Ну, если я буду сам двигать портал руками и ногами - тогда - да, тогда энергия будет накапливаться и почти не будет расходоваться.
А если станок будет работать - он не сможет накопить при торможении больше, чем тратит при ускорении.

Откуда они возьмутся частые скачки то?
Не чаще чем станок тормозить будет.

Давай тогда на все блоки питания будем дамперы ставить, чтобы ничего не взрывалось, а то ведь они "продолжают накачку" даже если нет расхода.

[Сергей Саныч]

Большие ёмкости могут "сгладить" только редкие скачки напряжения. Если такие скачки будут частыми, то большие ёмкости будут накапливать энергию, которую драйверы не будут успевать расходовать, ибо БП тоже продолжает накачку.

А откуда эта энергия возьмется? БП накачку продолжать не будет, поскольку он выдает напряжение, а не ток. В предельном случае он просто перестанет отдавать энергию (случаи "странных" БП вроде моего ТЕС 41 30/5 не рассматриваем).

[michael-yurov]

Дугой вопрос в том, что не все блоки питания будут рады повышению выходного напряжения выше рабочего.
Тут, видимо, придется ставить дополнительно еще и диоды.

[Сергей Саныч]

Дугой вопрос в том, что не все блоки питания будут рады повышению выходного напряжения выше рабочего.

Это произойдет только если некому будет израсходовать "лишнюю" энергию.

Тут, видимо, придется ставить дополнительно еще и диоды.

Во многие схемы дамперов последовательный диод уже входит. Как раз по смене полярности на нем и срабатывает дампер.

[Serg]

Откуда они возьмутся частые скачки то?

Хорошо, представь ситуацию: при торможении конденсаторы зарядились полностью, но торможение ещё не закончилось, да и остальные оси вот-вот начнут торможение...

А если станок будет работать - он не сможет накопить при торможении больше, чем тратит при ускорении.

При ускорении он тратит не только накопленную в конденсаторах энергию, но и энергию БП. А при торможении БП не принимает обратно выданную энергию, поэтому она вся засовывается в конденсаторы, больше-то некуда. (разные потери не рассматриваем т.к. они в обоих случаях есть)

БП накачку продолжать не будет

Неудачно выразился. Имел в виду, что БП своим выходным сопротивлением не поможет разрядить "лишнее напряжение" на конденсаторах, т.к. он умеет только выдавать энергию.

Дугой вопрос в том, что не все блоки питания будут рады повышению выходного напряжения выше рабочего.
Тут, видимо, придется ставить дополнительно еще и диоды.

И трансформаторным и импульсным пофик, ибо диоды на выходе стоят по определению.

[michael-yurov]

Хорошо, представь ситуацию: при торможении конденсаторы зарядились полностью, но торможение ещё не закончилось, да и остальные оси вот-вот начнут торможение...

Ну так значит конденсатор недостаточной емкости. Я когда считал - учел все оси станка.

При ускорении он тратит не только накопленную в конденсаторах энергию, но и энергию БП.

Только в том случае, если напряжение на конденсаторах опустилось до уровня выхода БП.
Я о том и говорил, что если оставить запас выше напряжения питания, и посчитать, сколько энергии выплеснется при торможении всех осей, то можно оценить какое напряжение может стать (после "накачки" выше рабочего напряжения) на конденсаторах при полном переходе кинетической энергии в них. Отсюда можно прикинуть, достаточно ли будет выбранной емкости. Естественно - должен остаться еще и запас. Т.е. энергия заряда при рабочем напряжении + максимально возможная кинетическая энергия всех осей станка + запас.

Я хотел сказать, что эти цифры не столь велики, и при нынешних ценах на конденсаторы достаточно тяжелому станку потребуется установить несколько конденсаторов на 2-3 сотни рублей, чтобы полностью исключить проблемы с превышением напряжения. При этом можно отказаться от дампера, и от блока питания будет требоваться немного меньше, чем в случае с дампером, ведь в моменты ускорения моторы жрут довольно много!, и было бы неплохо иметь запас.

[Сергей Саныч]

А при торможении БП не принимает обратно выданную энергию, поэтому она вся засовывается в конденсаторы, больше-то некуда.

Во-первых, есть куда - остальные драйверы все равно потребляют, даже если движки стоят. Во-вторых, даже если все оси начнут тормозить одновременно, то это действительно приведет к заряду конденсатора выше напряжения БП (и полному прекращению тока от БП). Но это превышение не бесконечно, и его "потолок" легко рассчитывается.
Даже если мы введем станок в режим "периодический разгон-торможение по всем осям", все равно конденсатор не зарядится до напряжения выше этого "потолка", так как вся накопленная при очередном торможении энергия израсходуется при последующем разгоне.
Опять же, все это справедливо при нормальном БП, который не "шизеет" от внешнего напряжения на выходе.
противоположный пример

[Serg]

Ну так значит конденсатор недостаточной емкости. Я когда считал - учел все оси станка.

Дампер конструктивно гораздо компактнее конденсаторов большой ёмкости и его конструкция практически не зависит от количества тормозящих осей. И стоит он не дороже конденсаторов, да и от времени/температуры не помрёт.

Только в том случае, если напряжение на конденсаторах опустилось до уровня выхода БП.

Нужно понимать, что пока напряжение на конденсаторах выше напряжени БП - это напряжение по сути является неконтроллируемым. Дампер-же именно контроллирует/ограничивает напряжение питания.

так как вся накопленная при очередном торможении энергия израсходуется при последующем разгоне.

Не вся! Например - движение вниз тяжёлой оси Z.

[Сергей Саныч]

Например - движение вниз тяжёлой оси Z.

Так в следующем цикле ее все равно поднимать придется. Ну и при расчете учесть кроме кинетической энергии движущихся частей еще и потенциальную оси Z, поднятой до самого верха.

[Serg]

Так в следующем цикле ее все равно поднимать придется.

Даже если понадобится опустить ещё ниже?

Ну и при расчете учесть кроме кинетической энергии движущихся частей еще и потенциальную оси Z, поднятой до самого верха.

А если завтра придётся обрабатывать более тяжёлую заготовку, то сначала надо будет сбегать в магазин за дополнительными конденсаторами и шкафом для них?
Или просто в расчёте на максимальный вес заготовки вложить денег в конденсаторы большой ёмкости и пусть они почти не используются, зато эти деньги уже не пустишь на что-то действительно необходимое. Ах, ну да, ещё при каждом включении БП нужно будет тратить электроэнергию на начальный заряд этих суперконденсаторов, а при выключении эту запасённую энергию сливать в балластные сопротивления.
Не проще-ли поставить недорогой дампер?

[Сергей Саныч]

Посчитал для своего станка - ход по Z 0.3m, масса родной головки 30 кг. Итого, без учета потерь - около 90Дж. Ежели я ничего не путаю, конденсатор 10000мкФ зарядится такой энергией примерно на 130 вольт
Да, похоже вся надежда на потери И на другие оси.
PS: на самом деле все не так страшно. При реальных скоростях (1800 мм/мин) вырабатываемая мощность не превысит 9Вт, а это без труда съедят остальные оси.

[Impartial]

конденсатор 10000мкФ зарядится такой энергией примерно на 130 вольт

Блок питания подразумевает стабилизатор напряжения. Установка конденсатора большой емкости на выход увеличивает постоянную времени регулирования. Большую емкость можно ставить до стабилизатора напряжения. Но в данном случае это бессмысленно. Если это импульсный блок то все еще хуже. В нем на выходе большие емкости вообще противопоказаны так как вызывают перегрузки в ключах и выпрямителях.
Правильно сделать можно только с дампером или рекуператором. Проще дампер.

[michael-yurov]

Посчитал для своего станка - ход по Z 0.3m, масса родной головки 30 кг. Итого, без учета потерь - около 90Дж.

Да,.. довольно большая цифра.
А если убрать мотор - ось сама вниз скатывается (ну если подтолкнуть)?

[Сергей Саныч]

А если убрать мотор - ось сама вниз скатывается (ну если подтолкнуть)?

И подталкивать не надо, катится за милую душу, набирая скорость. Падать с ускорением свободного падения мешает в основном инерция ведомого шкива диаметром 115мм. ШВП 5*25.