¿Es posible conducir un motor paso a paso a más de 1000 rpm?

  • ¿Cómo podría lograr esto?
  • ¿Cuáles son los hechos y principios del motor paso a paso que debo tener en cuenta para diseñar un circuito para lograr este objetivo?
  • ¿Existen alternativas y circuitos listos para usar/de código abierto disponibles para lograr esta tarea?
  • ¿Tengo que abordar el diseño de motores paso a paso con y sin engranajes?

Respuestas (3)

¿Cómo puedo conducir un motor paso a paso a más de 1000 rpm?

Un motor de 200 pasos por revolución, que funciona a 1000 RPM, debe tener un controlador paso a paso capaz de realizar pasos completos a 3,4 kHz, que está dentro del rango de la mayoría de los circuitos de control del motor.

Sin embargo, tenga en cuenta que si enciende el motor a 3.4kHz, simplemente vibrará debido a la inercia: no enciende un automóvil a 60 millas por hora, comienza en 0 y aumenta a 60 MPH, de lo contrario solo haz girar tus llantas.

Por lo tanto, debe diseñar su circuito para aumentar la frecuencia de 0 a 3,4 kHz lo suficientemente lento como para que el motor pueda mantener el ritmo. Esto significa que también tendrá que tener en cuenta todo el tren de transmisión: motor paso a paso, engranajes, correas y cualquier otra cosa que mueva el motor paso a paso. Esta puede ser una plataforma grande si está haciendo CNC, y la inercia puede requerir una aceleración muy lenta para evitar saltarse pasos.

Por último, si el motor no es lo suficientemente potente para mover la carga a 1000 RPM, necesitará un motor paso a paso más potente. El par cae a medida que aumenta la velocidad debido a las pérdidas internas del motor.

¿Cuáles son los hechos y principios del motor paso a paso que debo tener en cuenta para diseñar un circuito para lograr este objetivo?

Gecko tiene una introducción básica decente a los motores paso a paso . El diseño de la fuente de alimentación, la combinación del variador con el motor para que no pierda demasiada energía en problemas de desajuste, etc., se tratan en términos muy básicos allí. Una vez que comprenda los conceptos básicos, haga preguntas más detalladas para obtener respuestas específicas.

¿Existen alternativas y circuitos listos para usar/de código abierto disponibles para lograr esta tarea?

Si está ejecutando un diseño de bajo consumo, el proyecto RepRap tiene algunos controladores de motor paso a paso razonables. Alternativamente, una simple búsqueda en Google brinda mucha información de controlador paso a paso de código abierto.

Como no proporciona más detalles sobre lo que está conduciendo y qué motor está usando, no puedo sugerir nada específico.

¿Tengo que abordar el diseño de motores paso a paso con y sin engranajes?

No en términos de diseño del controlador: la única diferencia es que un tren de engranajes agrega más masa a la línea de transmisión, lo que requiere un tiempo de aceleración más lento.

Sin embargo, cuanto más grande sea el tren de engranajes, más contragolpe podría experimentar, por lo que hay mucho más en el diseño mecánico si necesita velocidad y precisión.

Pero el diseño del controlador paso a paso es el mismo en cualquier caso.

Si desea más velocidad y/o potencia, debería considerar mirar los servomotores CNC en lugar de los motores paso a paso.

El enlace al documento de Gecko está muerto.
@abdullahkahraman He actualizado el enlace. Si se vuelve a romper en el futuro, la búsqueda de "guía de conceptos básicos de motor paso a paso pdf" debería mostrarlo.
Lo arreglé una vez más, ya que el PDF se eliminó y una versión HTML está disponible en este momento.
Como respuesta a una pregunta que plantea inquietudes sobre la conducción de un paso a paso a una velocidad que no menciona específicamente la inductancia del devanado o la superación con controladores de corte de mayor voltaje, esto es un poco incompleto para merecer la cantidad de votos a favor que ha recibido. La afirmación de que "el par cae con la velocidad" no es fundamental, sino más bien el resultado de no tomar medidas para vencer la inductancia del devanado, que cuando se conduce solo con el voltaje de estado estable limita el aumento de corriente después de cada paso y por lo tanto el par producido; si la corriente nominal es forzada por un voltaje más alto, el par no cae.
@ChrisStratton Tienes razón. Esta pregunta es muy básica, y la respuesta es igualmente básica. Puede valer la pena que elabore otra pregunta que profundice en el diseño del controlador de pasos de alta velocidad que luego podría responder y proporcionar los detalles necesarios para crear dicho sistema.

Si está tratando de hacer funcionar un motor paso a paso a alta velocidad, realmente debería usar un circuito controlador de corriente constante, ya que el voltaje requerido para operar a altas velocidades será mucho mayor que el requerido a bajas velocidades, y dado que manejar suficiente voltaje porque la operación a alta velocidad en un motor parado lo destruiría rápidamente si no se limitara la corriente. Si se usa un suministro de corriente limitada, el motor debe continuar suministrando el par esperado hasta que funcione lo suficientemente rápido como para alcanzar el voltaje de cumplimiento del suministro.

Creo que lo que propone esta respuesta es usar un circuito controlador que sea capaz de trabajar con un suministro de voltaje mucho más alto para "superar" la inductancia de los devanados paso a paso para alcanzar un nuevo nivel de corriente al comienzo de cada paso. Una vez que se alcanza ese nivel de corriente, el controlador mantiene ese nivel de corriente cortando (= PWMing el voltaje al devanado). Este es el modo de funcionamiento de muchos chips de controladores paso a paso, como A4988 y compatibles, y varios controladores paso a paso más grandes de Toshiba....

Hay excelentes placas de controlador de corriente constante disponibles comercialmente. Pero hay un límite a lo que el voltaje puede lograr en la forma de superar la inductancia. En algún momento, la selección del motor se vuelve extremadamente importante. No conozco su aplicación, pero el motor de inducción más bajo que satisfaga sus requisitos de torque es mejor para la velocidad, pero esto podría significar una carcasa de motor grande con una inercia alta, ya que utilizará el apalancamiento del diámetro o la atracción sobre un relutor largo para obtener torque en su lugar. de un fuerte electroimán. Si un motor de tamaño pequeño como un nema 17 funciona con torque, es posible que pueda encontrarlos con un recuento de pasos más bajo, como 100 o 64. Un recuento de pasos más bajo ayudaría con la velocidad.

Visite www.mycncuk.com/1524-What-size-stepper-motor-do-i-need para los cálculos

Publicación muy antigua, pero descubrí que la inductancia y el RMF no son tan importantes como se supone que son. Sin carga significativa, logré conducir un SL42STH40 a 11'000 rpm hoy. Suministro de 32 V, DRV8825 en modo de paso completo y generación de señal de paso basada en temporizador/interrupción AVR.
¿Puede proporcionar un fragmento de código para comprender cómo está calculando la frecuencia requerida para los pasos por revolución?