Кто такой "резонанс" шагового двигателя и как с ним боротся?

[dimonchikX]

Смотрю не первый раз на Purlogic видео про какой то готовый драйвер ихнего производства..меня будоражит фраза"есть встроеная компенсация резонанса в диапазоне средних частот"
В который раз включаю выполнение программы MAch3 на l297+ir+irfz ...и двигатель на разгоне и торможении "зависает"
Кто из опытных может дать коментарий на эту тему..думаю не я один хотел бы услышать ответ

[expertlviv]

В который раз включаю выполнение программы MAch3 на l297+ir+irfz ...и двигатель на разгоне и торможении "зависает"

Вы про такое ?

Видео

[dimonchikX]

У меня такие приколы на разгоне-останове,вот как раз на больших(отнасительно)оборотах всё здорово!на шунтах осциллограф-ток достигает установленного уровня..
Пересчитал програмкой Uref под свой двигатель
1.шунты стояли 0,39 Ом при этом питающее напряжение должно было быть 90В-было 50(полевики 60В макс исток-сток)
2.есть новые шунты 0,2 Ом,для них питание должно быть уже 60В,взял паяльник,и впаял новые щунты..двигатель стабильнее стал вращатся..но "зависание" якоря не куда не ушло

[dimonchikX]

expertlviv, всё таки зря у Вас полевики на проводах..в моей плате они мордой вниз,радиатор пока не крепил на них..так вот беру мультиметр,один на общий,вторым меряю напругу на подложке полевиков...только коснулся-всё,двигатель начинает трясти,он крутит то вправо,то влево..особенно затвор очень чувствителен к помехам,сам проверил-говорю правду)

[yuric73]

Я думаю у нас схожие проблемы.Ярко выраженные остановки якоря вмомент разгона торможения,особенно на полном шаге(пробовал ради интереса),помогло замена системника и очередная промывка платы ,что конкретно не знаю ,делал в комплексе.Но все равно есть пропуски ядумаю во время разгона ,торможения (на глаз не заметно),когда двигатель крутится ровно и быстро на осциллограме помех не наблюдается.Вчера снизил напряжение до 25в получилась полная стабильность и без пропусков,какойто парадокс,может вы разберетесь и вам повезет(к стати где вы брали запчасти,я тоже с украины,может у нас одна партия запчастей)

[aegis]

не пробовали ускорение разгона уменьшать?

[Dirk Diggler]

Кто из опытных может дать коментарий на эту тему..думаю не я один хотел бы услышать ответ

на самом сайте PL гляньте: http://wiki.purelogic.ru/index.php/%D0% ... 0%A8%D0%94
а вообще, надеюсь, скоро будут ролики сравнительные PLC330 vs PCL330b

[Dirk Diggler]

собсно вот http://youtu.be/ifJfpP5fY-o
через пару месяцев можно будет моментные характеристики сравнить.

[dimonchikX]

Dirk Diggler читал,думаю для понимания не только мне будет полезно это знать и понимать,эти "минусы" ШД!!
Собственно это я и вижу на шунте на своём драйвере,идёт наростание тока двигатель начинает совершать работу(перемещение якоря)при этом совершая колебания!!Товарищи,у меня возникла идея,попробовать от резонанса уйти таким образом:
а)в нормальном режиме работе напряжение на шунте должно быть положительной полярности.
б)в состаянии резонанса сам двигатель выполняет гармонические колебания якоря ,эта частота постоянная на любых оборотах(я проверял в диапазоне от 5 до 700 об/мин) НО самое замечательное что ШИМ по петле обратной связи поддерживает эти же колебания,ихняя апмлитуда стабилизируется на уровне рабочего тока !!!
Есть следующие соображения на эту тему:
Просто не пустить это синусоиду на вход компаратора!Если до ШИМа не будет доходит эта синусоида,значит ШИМ не будет их поддерживать!
По идее в механике со стороны якоря эти колебания должны быстро угаснуть...
Более мене сформулировал свою мысль

[dimonchikX]

expertlviv,а ну ка запайте вместо С12 и С13 по 10 nF ! замерил осциллографом частоту собственных колебаний двигателя- 8,08КГц,при номинале 2,2к R21 R22 срез фильтра на 8Кгц програмка мне выдала 9,1nF ,запаял 10 nF
На 55-65 об/мин двигатель перестал "зависать" и на "ощупь" терять момент
Как точнее проверить на факт пропуска шагов не знаю,двигателя на станок не ставил,если у Вас собрана ось и знаете как проверить на пропуск шагов,попрошу отписать
expertlviv а лучше всего во время вращения замеряйте частоту на R21 или R22,потом вот RCcalc такой прогой посчитайте фильтр для обратной связи при извесной частоте и сопротивлении.Унас с вами примерно одинакавая проблема!Ваш двигатель 1 Ом сопротивление фазы,мой 0,9 Ом, эта схема похоже нормально работает с высокоомными ШД..а с низкоомными вот..такое творится

[expertlviv]

expertlviv, всё таки зря у Вас полевики на проводах..в моей плате они мордой вниз,радиатор пока не крепил на них..так вот беру мультиметр,один на общий,вторым меряю напругу на подложке полевиков...только коснулся-всё,двигатель начинает трясти,он крутит то вправо,то влево..особенно затвор очень чувствителен к помехам,сам проверил-говорю правду)

Согласен с Вами по поводу полевиков на проводах. Ето плата первая для тестов, была сделана. Теперь при размножении плату буду немного изменять, под такую вот конструкцию

expertlviv,а ну ка запайте вместо С12 и С13 по 10 nF ! замерил осциллографом частоту собственных колебаний двигателя- 8,08КГц,при номинале 2,2к R21 R22 срез фильтра на 8Кгц програмка мне выдала 9,1nF ,запаял 10 nF
На 55-65 об/мин двигатель перестал "зависать" и на "ощупь" терять момент
Как точнее проверить на факт пропуска шагов не знаю,двигателя на станок не ставил,если у Вас собрана ось и знаете как проверить на пропуск шагов,попрошу отписать
expertlviv а лучше всего во время вращения замеряйте частоту на R21 или R22,потом вот RCcalc такой прогой посчитайте фильтр для обратной связи при извесной частоте и сопротивлении.Унас с вами примерно одинакавая проблема!Ваш двигатель 1 Ом сопротивление фазы,мой 0,9 Ом, эта схема похоже нормально работает с высокоомными ШД..а с низкоомными вот..такое творится

У меня плата не на l297+ir+irfz !!!!! такчто С12 и С13 у меня нет. !!!!!

[expertlviv]

В который раз включаю выполнение программы MAch3 на l297+ir+irfz ...и двигатель на разгоне и торможении "зависает"
Кто из опытных может дать коментарий на эту тему..думаю не я один хотел бы услышать ответ

Я заметил что у меня зависания вала пропадает при нормальном питании !!!! Тоесть сначала пользовалься трансом диодным мостом и без конденсатора, только как поставил конденсатор как накопитель, (не припомню какой по емкости, скажем каторый под рукой валялся) так двигатель на 500 об/мин стал лутше крутиться и стабильней. А если поставить хорошый импульсник и питать от него такие сривы - зависания как на меня должны стать редкими.

[Dj_smart]

У меня плата не на l297+ir+irfz !!!!! такчто С12 и С13 у меня нет. !!!!!

13 и 14 ноги 297-й. Должны быть.

[expertlviv]

13 и 14 ноги 297-й. Должны быть.

У меня вот такой драйвер с ромбозона на PIC контролере

[dimonchikX]

expertlviv так у Вас драйвер для униполярного двигателя,там принцип управления немного другой,но явление резонанса не куда не денется!а во вторых Ваш драйвер ШД поддерживает максимум 1/2 шага,да и в схеме ведь стоит фильтр по току на измерительном сопротивлении..вопрос на какая частота среза с номиналами указанной в схеме.Я поменял номиналы фильтра,у меня это явление на много ослабилось,так как частота среза RC фильтра настроена на частоту собственных колебаний ШД.На данный момент помогло,нужно проверить на факт пропуска шагов.
Я проверял вот этой программой LPT StepperMotor Ver. 1.7 (KEMO) с этого http://www.purelogic.ru/literatura 400 шагов 400 обратно,двигатель с закреплённой длинной стрелкой возвращается на одно и тоже место,что вправо что влево,возвращается в одну и ту же точку..

[new_web]

Я заметил что у меня зависания вала пропадает при нормальном питании !!!! Тоесть сначала пользовалься трансом диодным мостом и без конденсатора, только как поставил конденсатор как накопитель, (не припомню какой по емкости, скажем каторый под рукой валялся) так двигатель на 500 об/мин стал лутше крутиться и стабильней. А если поставить хорошый импульсник и питать от него такие сривы - зависания как на меня должны стать редкими.

Извините, но много раз писалось уже, что конденсатор на выходе диодного моста поднимает напряжение на нём в 1,4 раза. Думаю, конденсатор надо не какой-нибуть, а побольше - 10000мкф и больше на напряжение, которое будет, с запасом. Думаю, пульсации, из которого состоит "постоянный ток" после диодов как раз и глючили.

И раз речь зашла о резонансе, то скажу, что я думал, что резонанс гасится муфтами специальными, мы такие на Рефите покупали, - там не нашлось нужных нам диаметров, но они дюралюминивые, хорошо растачиваются

Эта муфта выдержала раскручивание - портал в доску упёрся, а движок крутился, винт был не закреплён, выпресовало с обойм подшипники, винт себе поехал, растягивая пружинную муфту, но выдержала, не сломалась.
Может, не в тему воткнулся, тут разговор о драйверах и БП, но изначально, пост заинтересовал в плане резонанса, ибо с таким, тьфу-тьфу - не сталкивался. но, надеюсь на муфты...

[Valeryan]

Столкнулся и я с резонансом ШД в уже собраном станке. Проявился он при фрезеровке окружностей. Ось Х спонтанно могла уехать на несколько мм. Перепробовал все возможные варианты комбинаций: подключал ШД к разным контроллерам, переназначал пины, пробовал управлять с разных ПК с разными версиями ХР, ставил разные версии MACH3, менял настройки скорости и ускорения... Проблему удалось решить только установкой маховичков на концы винтов.
ШД стоят по всем осям Рефитовские SM57STH76-2804A, винт трапеция 12х3, гайки капролон, муфты кулачковые самодельные с упругим элементом из полиуретана. Сама ось Х подвижный стол - плита из АМГ 500х400х14. Контроллеры l297+ir+irfz.

[Kobylyansky]

expertlviv,а ну ка запайте вместо С12 и С13 по 10 nF ! замерил осциллографом частоту собственных колебаний двигателя- 8,08КГц,при номинале 2,2к R21 R22 срез фильтра на 8Кгц програмка мне выдала 9,1nF ,запаял 10 nF
На 55-65 об/мин двигатель перестал "зависать" и на "ощупь" терять момент
Как точнее проверить на факт пропуска шагов не знаю,двигателя на станок не ставил,если у Вас собрана ось и знаете как проверить на пропуск шагов,попрошу отписать
expertlviv а лучше всего во время вращения замеряйте частоту на R21 или R22,потом вот RCcalc такой прогой посчитайте фильтр для обратной связи при извесной частоте и сопротивлении.Унас с вами примерно одинакавая проблема!Ваш двигатель 1 Ом сопротивление фазы,мой 0,9 Ом, эта схема похоже нормально работает с высокоомными ШД..а с низкоомными вот..такое творится

Тоже с таким столкнулся, кто пробывал переделивать как выше сказаному схему??? Помогло? У меня двигатель четирёхфазный 8 виводов, как его лучше подсоединить для драйвера irfz44 + l297(последователь или паралельно)??? Сейчас подсоединён паралельно, сопротивление одной обмотки где то 0,4 ом. Как подсоединить последовательно?? Знаю что имеет значение где начало, а где конец...

[yuric73]

Ребята не заморачивайте себе голову сэтим резонаннсом пока двигатели не стоят на станке!!!!
Год назад строил себе станок1500 *1000,драйвера л297+ирф,столкнулся с прблемой пропуска шагов,снял двигатели и крутил со стрелкой 1.5 месяца,стрелка в 0 не возвращалась,удалось вернуть стрелку в 0 понизив напряжение с 50в до25,всему виной конешно резонанс,но не забывайте,что резонансная частота двигателя это только резонансная частота двигателя без нагрузки,а когда к нему присоеденить вал эта частота очень сильно меняется,я так и не понял в какую сторону,может вообще за пределы рабочих оборотов.Со временем я опять поднял напругу до 50в с более мощным блоком питания(48в600ват)станок побовал со скоростью 9м мин при шаге винта 4мм,выше начинает клинить,сейас по самой длинной оси 4м мин,а по короткой 5метров мин,стоят резиновые муфты со шланга на которые натянул металлическую оплетку со шлангов которые идут к смесителю,однажды со временем оплетка переломалась на одной из муфт и осталась одна резина и двигатель начал иногда останавливаться(голову чуть не сломал пока не заметил).Сделал себе вывод жесткостью соеденительной муфты можна менять резонанс.

[Trudogolik]

Ребята не заморачивайте себе голову сэтим резонаннсом пока двигатели не стоят на станке!!!!

Это точно!

Сделал себе вывод жесткостью соеденительной муфты можна менять резонанс.

Это называется внешнее механическое демпфирование. Действительно, от типа и жесткости муфты, а также от трения в паре винт-гайка очень многое зависит, даже больше, чем от типа применяемого контроллера и антирезонансных схем.

[aegis]

небольшой тестик чтобы понимали о чем идет речь. микрошаг или сервы надо ставить наверно

Показать\Спрятать Видео

[Trudogolik]

Миша, ты немного не тот резонанс исследовал. В частности то, что ты проверил, к тому что называется "резонансом двигателя" не имеет никакого отношения, ты просто снял "шумовую характеристику" двигателя и площадки, на которой он закреплен.
На самом деле, когда идет речь о "резонансе шагового двигателя" имеют ввиду частичную или полную потерю крутящего момента на некоторых частотах вращения. Собственно эта частота зависит от числа шагов на оборот, момента инерции ротора двигателя и момента инерции нагрузки. Кому надо - легко найдете формулу расчета резонансной частоты. Но не зная момента инерции нагрузки и момента инерции ротора двигателя, искать эту формулу бесполезно.
А кто из нас знает момент инерции нагрузки движков своего станка?
Проще всего понять что такое резонанс можно на примере часов-ходиков. Подталкивая маятник с разной частотой, можно раскачать его сильно, а можно просто остановить, если попасть в "противотакт" с частотой его собственных колебаний.
Так же и в двигателе, можно раскрутить движок, стартуя, например, с большой скорости, а можно, пытаясь раскрутить медленно с малых оборотов , на средних частотах "поймать резонанс" и движок остановится. Причина в том, что ротор, как и маятник ходиков, обладает собственноой частотой свободных колебаний.
Не буду пересказывать многостраничный трактат, скажу только что проще всего бороться с резонансом стартуя с больших начальных скоростей(перескакивая резонансную частоту), используя микрошаг(эффект различия резонансных частот при питании одной и двух обмоток двигателя) и разные виды демпфирующих муфт(аналог амортизатора автомобиля, не дающего кузову раскачиваться в резонансе с кочками на дороге).

Литература для чтения: http://window.edu.ru/resource/155/61155 ... motors.pdf Глава 5 Резонанс шагового двигателя, страница 29.

[aegis]

Николай, сама площадка закрепления движка не влияет на этот шум - пробовал даже рукой сильно поджимать хоть бы что ему. этот звук мотора на 50 и 91 мм/мин меня сильно напрягает - звук выходит громче чем от основного двигателя, а диапазон такой, что я работаю примерно в этом диапазоне на мох подачах и оборотах. выхожу из этой ситуации не совсем правильно сейчас - занижаю обороты и подачу т.к. на завышении резцам тяжко. не знаю, попробую что-то с микрошагом слепить, может поможет. я на самом деле почитал про муфту как потенциальный источник резонанса несколькими постами выше и решил проверить, заодно и видио сделал. у меня муфта не виновата как получается. ладно, будем бороться с бяками по мере их поступления
проскакивала у меня даже идея переставить старый мотор назад - он всего на 10кг и индуктивность выше. скорость холостых перемещений процентов на 20 ниже была по памяти, но шума такого небыло. на поперечке стоит сейчас такой проблем не наблюдается с шумом. могут отдельные движки шуметь? брак ли это?

[Dirk Diggler]

а диапазон такой, что я работаю примерно в этом диапазоне на мох подачах и оборотах.

Вот это ваш случай:

проще всего бороться с резонансом стартуя с больших начальных скоростей(перескакивая резонансную частоту)

Если микрошаг 1/16 не поможет, то Вам нужен редуктор, порядка 5:1 или 10:1, или качественный драйвер.

[Dirk Diggler]

могут отдельные движки шуметь?

Вообще, могут. Но это скорее редкость.

брак ли это?

Зависит от степени вибрации.

[aegis]

Dirk Diggler, я же говорю, что порой громче главного привода получается((( редуктор не катит - скорость нужна. микрошаг пока недоступен

[Trudogolik]

Попробуй под двигатель и винты его крепления подложить свинцовые шайбы толщиной 2-3 мм и двигатель прикручивай не со всей мочи, а только так, чтоб не крутился. Если муфта кулачковая с эластичным элементом и вставляется туго, сошлифуй у вставки слегка бока, касающиеся металлических муфт, только не доводи до люфта в муфте.

[aegis]

Trudogolik, муфта со спиральной канавкой. пробовал ставить другой мотор - звук есть, но на других скоростях, даже когда двигатель в руке лежит. надо микрошаг наверно

[aegis]

Нашлись добрые люди - сделали видио работы ШД на драйверах из безумных экспериментов с разным микрошагом. Спасибо, Андрей, за видио

Показать\Спрятать Видео

1/4 надо ставить или меньше чтобы все мягче отрабатывало.

[nowmik]

Почему видео не до конца? Что за программа конфигурирования ШД? Куда записываются данные? Я так понимаю драйвера на МК?
Если драйвера на IR2104, а там только 1 и 1/2 шага, то уже 1/4 не сделаешь ведь? Просто действительно тихо работает, понравилось.
И еще, а как микрошаг влияет на момент, он не уменьшается? Просто как-то дедуктивно мне думается, что при полном шаге будет максимальный момент на определенной скорости. А при той же скорости при делении шага момент падать будет, т.е. при больших оборотах уже будет менее стабильно работать ШД и пропускать шаги. Не так?