Tensión / resistencia del motor paso a paso por fase

Estoy tratando de hacer funcionar este motor paso a paso (XY42STH34-0354A), pero encuentro dos problemas extraños con su rendimiento: ralentización del motor en modo de micropaso 1/32 y un "límite suave" de RPM donde la velocidad del el motor apenas cambia a pesar de aumentar el parámetro RPM.

Estas son las especificaciones del motor:

Voltaje nominal: 12V

Corriente/fase: 0.35A

Resistencia/fase: 34 ohmios

Inductancia/fase: 33mH

Par de sujeción: 20N-cm

Actualmente estoy usando un controlador de motor paso a paso DRV8825 con el motor usando un suministro de 30 V y lo estoy controlando con un Arduino Mega, usando esta biblioteca paso a paso que encontré en línea. Creo que todo mi cableado es correcto y he configurado correctamente el límite de corriente en el DRV8825 al límite de corriente nominal de 0,35 A siguiendo las instrucciones del sitio web de Polulu. El motor funciona sin problemas dentro de un cierto rango de RPM en todas las configuraciones de micropasos.

Cuando uso el modo de micropasos 1/32 del DRV8825, es notablemente más lento (~20 %) que el de los otros modos (1/16, 1/8, 1/4, 1/2, 1) para el mismo La configuración de RPM, pero aparte de eso, funciona muy bien (suave, sin traqueteo u otro comportamiento extraño). Creo que el motor puede acelerar un poco a medida que la configuración de micropasos se vuelve más gruesa (hacia el paso completo), pero es lo suficientemente pequeño como para que realmente no pueda decirlo.

Lo segundo que noté fue que, a pesar de aumentar la configuración de RPM, mi motor alcanza un máximo de aproximadamente 4-5 rps. Hay un rango de configuraciones de RPM (300-900 RPM) en las que cambiar el valor de RPM no dará como resultado ninguna diferencia notable en la velocidad del motor, que es a lo que me refiero cuando digo "tapa blanda". Superar ese límite hace que el motor tiemble.

¿Alguien podría ayudarme a entender por qué los motores se comportan de esta manera? Mirando algunos otros motores paso a paso NEMA17 en línea, veo que tienen clasificaciones de voltaje mucho más bajas (2-3V) pero corriente/fase mucho más altas (1-2A). ¿Podría ser que el controlador que elegí no sea el correcto para las especificaciones de mi motor paso a paso, o que los tipos de corriente más alta de menor voltaje funcionen más rápido o mejor? Gracias.

Los motores de menor voltaje también serán de menor inductancia. Utilice una entrada de alto voltaje para el chopper y podrá obtener un buen rendimiento incluso a altas velocidades de paso.
los micropasos más pequeños reducen el par y, por lo tanto, limitan la aceleración y la carga limitan las RPM/V máximas, ningún micropaso maximiza el par, la aceleración y la velocidad. Utilicé Gcode en el escudo CNC con el software de ventanas GRBL Panel con serie a Uno para obtener el máximo rendimiento en grandes barridos de servo y micropasos para movimientos más pequeños y suaves. Velocidad de 1 m/s en NEMA17. Según recuerdo, la velocidad de paso máxima fue de 100Khz
La clave para el rendimiento del servo paso a paso para definir la aceleración, la velocidad y la masa máximas para moverse con poco ruido y un par de retención rígido, pero sin sobrecalentar el controlador. Comience con buenas especificaciones. ¿Cuáles son los suyos?
Esto estaba casi optimizado y solo estaba haciendo una búsqueda de 4 esquinas. youtube.com/watch?v=I7DCYEM3dW8
Esto también estaba usando 3 motores paso a paso con suministro de 12V 2A y DRV8825
Actualmente, estoy ejecutando los motores paso a paso sin carga. Estoy usando un suministro de 30V 5A, solo un paso a paso con un DRV8825. He jugado con las diferentes opciones de micropasos, pero no puedo obtener una velocidad más alta usando pasos completos. ¿Las clasificaciones de voltaje y corriente/fase de sus motores son similares a las mías (12 V y 0,35 A/phs)?

Respuestas (1)

Con motores paso a paso de alto conteo de pasos, la inductancia de las bobinas juega un papel importante en la limitación de la velocidad a la que puede conducirlo a un voltaje de terminal dado.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab ingrese la descripción de la imagen aquí

Observe con el circuito anterior que la corriente de la bobina se ha reducido a menos de un tercio de la corriente de mantenimiento nominal a 12 V, lo que da como resultado un par menor. Además, hay un cambio de fase significativo en la corriente que, en un sistema de bucle cerrado, dará como resultado una diferencia adicional en el par aplicado si no se corrige en el ángulo de conmutación.

Esta reducción del par se traduce en una menor velocidad máxima para cualquier carga del eje.

Si su controlador paso a paso está regulado por corriente, el uso de un voltaje de suministro mayor reducirá este efecto y permitirá que el motor funcione más rápido para una carga determinada.

Su otra alternativa es obtener un motor con una inductancia significativamente menor.

Gracias, debido a la alta inductancia, una frecuencia de paso alta hace que la corriente en las bobinas se atenúe demasiado y da como resultado un rendimiento deficiente a velocidades más altas. Una pregunta sobre los controladores: leí que aplican un voltaje mucho más alto y luego "cortan" el suministro cuando la corriente en la bobina supera el límite establecido del controlador. Usted muestra en su diagrama que la corriente de la bobina se ha reducido a menos de 1/3 de la corriente de retención, pero, si el controlador solo corta la corriente cuando se excede el límite establecido, ¿no debería ser la corriente de la bobina la misma que la corriente de retención? ¿límite?
@sanlefa, el controlador solo comenzará a regular la corriente cuando alcance el nivel que dictó/configuró como la corriente máxima de conducción. En frecuencias de paso altas, ese nivel nunca se alcanza. El uso de un voltaje más alto hace que la corriente crezca más rápido.
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