Серва из шагового двигателя

[astrahard]

Известно, что именно шаговому двигателю характерна неравномерность момента при вращении (коллекторный двигатель этим не страдает). С этим явлением борются по разному, самый писк моды это цифровой драйвер с функцией морфинга. Но даже этот самый "морофинг" не является полным аналогом векторного управления, именно оно дает постоянство момента. Есть еще шаговики с энкодером, к ним есть спецдрайверы, но и они страдают непостоянством момента поскольку энкодер не дает непосредственной информации о моменте. Между тем в классической электротехнике эта проблема решена и, решение тахогенератор. Но как вычислить момент на валу? Проще всего заместо энкодера поставить шаговик совсем маленький с аналогичным шагом, он даст выходной сигнал не только по положению, но и напряжение пропорциональное моменту и скорости большого шаговика. Лишь добавить усилитель с ШИМ. Получим упрошенную электронику, и плавный ход. Покритикуйте

[astrahard]

Кроме того противо ЭДС и момент у шагового двигателя не похож на синусоиду о которой заявляют производители микрошаговых контроллером. Вот самостоятельно снял противо ЭДС осциллограмму.

[peratron]

он даст выходной сигнал не только по положению, но и напряжение пропорциональное моменту и скорости большого шаговика.

А можно про этот аспект чуток поподробней?
Откуда берётся информация о моменте?

[astrahard]

Момент соответствуем осциллограмме противо ЭДС. Так как момент неравномерен в процессе шага двигателя, что и показывает график противо ЭДС. Итого I*U=мощность на валу*КПД= скорость*момент. Итого, чтобы иметь постоянный момент нужно держать U*I*W (dTU) константой, из-за этого момент будет постоянным. Из этого следует -Классическая стабилизация тока не дает постоянный момент

[peratron]

Момент соответствуем осциллограмме противо ЭДС

Вот это как раз неясно - ЭДС зависит от скорости и сила там никаким боком в зависимость не завязана.

Мне пока представляется, что ваша концепция ошибочна - или я чего-то не понимаю в физ-модели процесса.

[michael-yurov]

Проще всего заместо энкодера поставить шаговик совсем маленький с аналогичным шагом, он даст выходной сигнал не только по положению, но и напряжение пропорциональное моменту и скорости большого шаговика.

Как он узнает какой момент (какая нагрузка) на валу главного мотора?

Кроме того противо ЭДС и момент у шагового двигателя не похож на синусоиду о которой заявляют производители микрошаговых контроллером.

Не видел, чтобы производители драйверов говорили о противодействующей ЭДС в виде синусоиды.

[astrahard]

Как он узнает какой момент (какая нагрузка) на валу главного мотора?

Узнает по потребляемой двигателем мощности. А график противо ЭДС поможет эту мощность стабилизировать. Еще раз напоминаю что стабилизация тока не дает стабильной мощности и, следовательно, момента так-как противо ЭДС несинусоидальна, в этом и вопрос.

[michael-yurov]

Момент соответствуем осциллограмме противо ЭДС. Так как момент неравномерен в процессе шага двигателя

Во первых - не вижу логики. А во вторых - если нагрузка равномерная, постоянная (т.е. крутящий момент на валу неизменный), с чего бы ему превращаться в график в виде пилы?

[michael-yurov]

Узнает по потребляемой двигателем мощности.

Если скорость нолевая, то потребляемая драйвером мощность будет зависеть от тока в обмотках. А ты хочешь ток (или, что ты собрался регулировать с помощью шим?) в обмотках завязать на потребляемую драйвером мощность.

[astrahard]

с чего бы ему превращаться в график в виде пилы?

Это врожденная особенность шагового двигателя, зависит от геометрической формы зубцов. Кое что вспоминаю из своей прошлой специальности "Электрические машины", там с этим борются добавочными полюсами на ДПТ, без них коммутация плохая, щетки искрят, а все из-за неидеальности противо ЭДС. Ни один реальный двигатель не синусоидален впринципе, т.е. оптимальное питание не синусоида и пульсации момента, в шаговиках это выражено в предельной степени.

P.S. Тоесть из этого следует, что все гладкие спепперы не решают проблему кардинально, и пульсации момента свой резонанс все-же найдут, я предлагаю кардинальное решение. Не нужен микрошаг для исключения резонанса, достаточно полушага.

[Serg]

Ни один реальный двигатель не синусоидален впринципе

Не круглый чтоли?..

[astrahard]

Не круглый чтоли?

Зубцы не параболические а прямоугольные, Вот эксперимент противо ЭДС не нагруженного двигателя вращение от руки, разгон торможение.

[ScrewDriver]

от руки

это у вас руки дрожат

на базе измерения противо-эдс как раз и работают всякие векторные режимы именитых производителей

[astrahard]

Вообще, я склоняюсь к серве на ДПТ. Есть некоторые преимущества перед сервой на бесколлекторнике, но ресурс ниже. А эксперимент этот с целью получить еще нечто приближенное к свойствам сервы.

[Serg]

Зубцы не параболические а прямоугольные, Вот эксперимент противо ЭДС не нагруженного двигателя вращение от руки, разгон торможение.

Больше похоже на дерьмовенький осциллограф...

А собственно за что именно идет агитация в этой теме?..

[astrahard]

на базе измерения противо-эдс как раз и работают всякие векторные режимы именитых производителей

Вы совершенно правы, только бездатчиковое векторное управление работает неудовлетворительно и черезчур нагружает вычислитель.

[astrahard]

Больше похоже на дерьмовенький осциллограф...

А собственно за что именно идет агитация в этой теме?..

А вот и нет, осциллограф с буфером 10мбайт, при растягивании дает идеальную картину. Это OWON 7102 к этому осциллографу претензий нет ни у кого. См. первую осциллограмму.
P.S. Резонанс шаговика есть следствие непостоянства момета. Я хочу показать, что электронику управления ШД можно сделать дешевле при лучших характеристиках. Пока схема в голове, но цена принципиально меньше, при лучших характеристиках. Посути, это и есть векторное управление с датчиком. Просто решения векторного управления шаговиком нераспространенны задешево.

P.P.S Хочу обосновать преимущество использования в качестве датчика, двигателя аналогичной управляемому конструкции, для реализации векторного (с постоянным моментом) режима, в смысле упрощения электроники привода, по сравнению с оптическим энкодером.

[michael-yurov]

astrahard, слишком много ошибочных допущений у тебя в рассуждениях.
До сих пор так и не объяснил, что ты хочешь регулировать на обмотках — ток, напряжение, мощность?
Путаешь цену товара и сложность понимания логики его работы.
Путаешь скорость вращения и крутящий момент.
Не видишь разницы между работой нагруженного и не нагруженного привода.
Могу еще продолжить, но сути это не изменит. С таким количеством ошибок в рассуждениях практически нет шансов создать работающее устройство, сравнимое по сложности с современным драйвером шагового мотора.

Я не хотел бы понапрасну расстраивать.
Желание сделать что-то подобное — хорошее желание, и я поддерживаю.
И интуитивный подход (подкрепленный теоретическими знаниями) к пониманию подобных вопросов вполне допустим.
Но, к сожалению, вопрос намного сложнее, чем кажется на первый взгляд.

[michael-yurov]

А собственно за что именно идет агитация в этой теме?..

Автор хочет подключить к шаговому мотору второй маленький, снять с его обмоток напряжение и как-то это дело "усилить" для ШИМ регулировки чего-то в обмотках главного мотора.
Считает, что главная ошибка производителей шаговых драйверов — синусоидальная форма регулировки тока в обмотках.
Считает, что его метод удешевит шаговый привод и за счет более правильного подхода к решению вопроса, устранит сопутствующие проблемы, например, такие как резонанс.

[astrahard]

Вот ScrewDriver писал(а):
"на базе измерения противо-эдс как раз и работают всякие векторные режимы именитых производителей" Он все понял и это трезвая оценка. Еще раз, преимущество использования в качестве датчика, двигателя аналогичной управляемому по конструкции, для реализации векторного (с постоянным моментом) режима, это упрощает электронику привода, по сравнению с оптическим энкодером.