Dotaz na rozdíl mezi krokovými motory

Uživatelský avatar
CZ_Pascal
Příspěvky: 871
Registrován: 14. 1. 2008, 8:24
Bydliště: Brno

3. 10. 2023, 8:43

t256 píše: 2. 10. 2023, 8:47 Ty krokove motory si moc idealizujes. V realu jsou "gumove" jak prase a pri vyssich otackach je ten "prokluz" i nekolik kroku. Je to krasne videt napr. na 3D tiskarnach na efektu zvanem ghosting.
Nejake nasledne dorovnavani poctu ztracenych kroku je ti krome statickeho polohovani celkem k nicemu, protoze to znamena ze pohon jel nejakou cast drahy po chybne trase. Je lepsi kdyz to vyhodi chybu rovnou a zastavi a ty nebudes dal pracovat na zmetku.
.............
Pokud to měla být reakce na můj přízpěvek, tak jsi mě asi špsatně pochopil. Já si nic neidealizuji. Já krokáče se zpětnou vazbou z inkremantalního enkoderu používám už pár let. A stejně tak jsem v době když ještě trinamic neexistoval vyrobil pár vlastních driverů (tedy nikoliv zpětnovazebních), takže místo "tupého" nasazení nějaké "cizí" technologie v podobě procesoru k řízení KM namíru stvořenému, jsem musel celý ten "mozek" realizovat svépomocí použitím kombinace mikrokontroleru, CPLD a DA převodníků a ostatního "elektro-smetí". Takže si myslím, že o řízení KM něco málo vím. Výsledkem byl produkt součástkově "levnější", než dostupné drivery a kupodivu s lepšími parametry. To bylo ovšem v době studií, kde čas měl "jinou cenu". Kdybych započítal hodinovku uklízečky a čas vývoje, tak jsem za ty prachy měl skoro i ty serva :lol:

Pokud provozuješ ten zpětnovazební KM se zpětnou vazbou v režimu kdy se dostaneš do "skluzu" víc jak půl kroku, tak ten motor jednoznačně přetěžuješ, pokud pro danou aplikaci není tato odchylka akceptovatelná. Nepsal jsem nic o tom že je vhodné ten krokáč takto provozovat, ale stejně tak v dané aplikaci v tomto režimu neprovozuješ ani servopohony, kde si můžěš stejně tak říct že za chybu považuješ až odchylku klidně celou otáčku. Záleží totiž vždy na aplikaci, na kterou daný pohon uvažuješ.
Pokud vezmu jako příklad CNC obrábění (samozřejmě v hobby sféře) tak v rámci pracovního posuvu ten KM stíhá protože jede pomalu a chybová odchylka "je v pohodě". Pokud tomu pak naložím v rámci rychloposuvu, tak se můžu při akceleraci (kterou můžu nastavit bez obav ostřejší) i do "skluzu", který mi výrobek nijak nezmrší, ale naopak mi to neskončí chybou ale doženu "ztrátu" a při najetí do materiálu pracovním posuvem nádherně pokračuju dále anniž bych musel znovu řešit hledání kde mi to "spadlo" a referovat polohu (což se v hobby prostředí taky nemusí už povést tak přesně).
Takovýchto příkladů kde i větší odchylka od idálního zadání neznamená nezbytně nutně zmršený výrobek by se našlo více.

Takže to není o nějakém zbožném stavění KM se zpětnou vazbou na oltář k uctívání, ale spíše pochopení jeho vlastností, výhod a omezení. Vždy je to o těch penězích, které do toho může/chce člověk vložit.

Jsme na technickém fóru, takže nechť si prezentované informace každý vyhodnotí a zváží, co mu ještě vyhovuje a co už je pro něj přes čáru. Jsou tu lidé kteří ohrnou nos nad servem za 50 litrů a jsou tu tací, co provozují CNC frézku na krokáčích řízených tím pidi driverem do 3D tiskárny (obojí je extrém, ale každý má své důvody proč tak činí)

Výsledkem mého předešlého postu měla být pouze informace, že ten zpětnovazební KM prostě (pokud to jeho driver umožňuje) nemusí nutně "ztratit krok" i když se polohou dostane více "celokroků" mimo požadovanou polohu. Tedy tam kde KM bez zpětné vazby už je nenávratně "mimo". Nic víc nic míň.

Přeju fajn zábavu s našim technickým koníčkem všem, kteří to pro zábavu delají :wink:
Dawe
Příspěvky: 2579
Registrován: 8. 10. 2013, 6:18

4. 10. 2023, 11:15

atlan píše: 3. 10. 2023, 11:20 Ked tocim hradelom a krokuje to tak je to krokac 2 alebo 3f. A ked hriadel ide lahko ako na 3f elektromotore je to servomotor?
Vetsinou ano.
Vetsinou se totiz setkas s KM hybridni konstrukce (hybridni z pohledu konstrukce rotoru, nikoliv hybridniho systemu rizeni), ktery ma magneticky rotor, s dvojici polovych nastavcu vzajemne pootocenych a axialne polarizovanym magnetem mezi nimi. A ty s odpojenynm statorem krokuji, to zname. Krokuji i vyvojove starsi s tzv. aktivnim radialne polarizovanym magnetickym rotorem.

Ale ne vsechny konstrukce krokovych motoru s odpojenym statorem krokuji. Nekrokuji ty, ktere nemaji magneticky aktivni rotor. Takovym krokovym motorum se rika reluktancni, mohou byt bud typu VRM, nebo SRM podle druhu polovych nastavcu resp. polu a vinuti. Ani jeden typ nekrokuje a presto jsou to typove krokove motory.
TOS S28, DIY CNC, Holzmann ZS-40HS, Prusa Mk3s+MMU2s, Bambu X1C Combo
Dawe
Příspěvky: 2579
Registrován: 8. 10. 2013, 6:18

4. 10. 2023, 11:22

Milan199 píše: 3. 10. 2023, 8:22 Děkuji všem za přínosné postřehy a Dawemu za brilantní popis procesu řízení.

Jenom dodám takovou empirickou zkušenost s těmi třífázovými Berger Lahry +SD326....
Za malo. Jestli chces vyzkouset ty lepsi varianty, doporucuju koupit levny, ale dobry cinsky driver JMC (Just Motion Control) typu 2HSS86H, ktery je sice urceny pro velke 2f NEMA34 motory, ale s dodatecnym ovladacim panelem "HISU-DM" jde nastavit i pro NEMA17, 23 apod. s 1000 PPR nebo 2500 PPR kvadraturnim enkoderem.
Viz obr, kde je ten panylek videt, stoji par stovek. Programovani resp. nastavovani je velmi srozumitelne a jednoduche.
Přílohy
HISU DM.jpg
TOS S28, DIY CNC, Holzmann ZS-40HS, Prusa Mk3s+MMU2s, Bambu X1C Combo
Dawe
Příspěvky: 2579
Registrován: 8. 10. 2013, 6:18

19. 11. 2023, 1:50

Milan199> Milane, dnes se mi pripomnelo jedno moje starsi video s closed loop driverem. Je tam osazeny maly NEMA23 2f "klasicky krokac" poskytujici slusnou dynamiku se zpetnovazebnim rizeni s externim kvadraturnim enkoderem. Pri tradicnim rizeni s konzerativnim proudovym limitem by mel asi jen polovicni rychlost i zrychleni. Davam jako priklad aplikace, kde to muze mit smysl. Jsou \le i vhodnejsi aplikace. Stredni (RMS) proud tu byl porad cca stejny (takze se motor hral stejne jako s tradicnim rizenim) jen jeho skutecna dsitribuce v jednotlivych zdvizich byla jina - nahoru rizeni potrebovalo vetsi proud, dolu jen ten zakladni jako jsem popisoval driv. Max. proud v a tedy i moment motoru dosahoval skoro dvojnasobku stredniho ktery by byl dostupny pri tradicnim rizeni. Vse jen na zaklade zpetne vazby a beze ztraty fyzickeho kroku, cili refulacni odchylka a vlecna chyba pod 1.8deg.

TOS S28, DIY CNC, Holzmann ZS-40HS, Prusa Mk3s+MMU2s, Bambu X1C Combo
Milan199
Příspěvky: 3028
Registrován: 18. 8. 2010, 9:04

19. 11. 2023, 6:44

Dawe moc díky. Zkusím něco objednat // viz předchozí doporučení //.
Jenom jsem nyní v časovém presu, protože technologie co mne měla osvobodit od "nádeničiny" zdá se býti poněkud nešťastnou.

Nemáš prosím někde poznamenané parametry z tohoto pokusu ? Max frekvence, zrychlení, počáteční frekvence ...

díky Milan
Dawe
Příspěvky: 2579
Registrován: 8. 10. 2013, 6:18

22. 11. 2023, 2:21

Milane, mam poznamenano:
Maximalni funkcni rychlost naprazdno cca 1600rpm.
S tou svislou osou cca 20kg na sroubu o stoupani 5mm, tak bezpecne otacky byly 1100rpm (5.5m/min) - na videu.
Proudy nastavene na 2.7A normal open loop, ten byl nastaven az do regulacni ochylky pulky kroku. Pri regulacni odchylce vetsi nez 1.8°/2 to bylo proporcialne az plus 4A (takze 6.7A celkove pri regulacni odchylce 1.8°).
Zrychleni 1400mm/s2. RMS proud v mem pracovnim cyklu mi vychazel jen lehce pres nominalni 3A a to pri celkem agresivnim nastaveni rychlostniho i polohoveho PI regulatoru . Vcetne te dlouhe pauzy, bez ni by to dlouhodobe teplotne ten motor nedaval. Regulacni odchylka se takto drzela do tech 1.8°.
Regulacni odchylka pri tom stejnem nastaveni se zacala skokove zvetsovat pri zvysovani rychlosti nad 6m/min (1200rpm) a pri stejnem 1400mm/s2 zrychleni dosahovala uz neco pres 5° (0.07mm).
TOS S28, DIY CNC, Holzmann ZS-40HS, Prusa Mk3s+MMU2s, Bambu X1C Combo
Milan199
Příspěvky: 3028
Registrován: 18. 8. 2010, 9:04

22. 11. 2023, 7:48

Dawe moc díky. Zkusím to porovnat s těmi 3f Berger. Už jsem se napíchl na ten IRC a musím dořešit nějak snímání.
Dawe
Příspěvky: 2579
Registrován: 8. 10. 2013, 6:18

22. 11. 2023, 8:47

Za malo.
Jestli budes casem nastavovat ten JMC 2HSS86H, tak prikladam moje poznamky k datasheetu ktere by se ti mozna mohly hodit. Tenkrat nebyl datasheet jeste kompletni, na neco jsem se jich jeste doptaval, ale tusim ze to bude porad podobne. Zaludny je parametr "Motor Type" [1..5] ktery ovlivnuje parametry rizeni ve vztahu k ohmickemu odporu a impedanci vinuti pripojeneho motoru. V nabidce je jen pet moznosti jejich vlastnich typu motoru, tak jsem se snazil zhruba z jejich parametru dopocitat obecnych hodnot jmenoviteho proudu (ci odporu vinuti), aby clovek mohl zvolit co nejpodobnejsi variantu motoru ktery pripojuje.
A druhy nedokumentovany byl mechanicky switch SW1, ktery ma podobny ucel. OFF- motory s nizkou impedanci.
Zapisky byly urcene pro me, takze dokumentace ma podobu neformalni :D
Přílohy
Rizeni - stepper closed loop control quadrature encoder driver benchmark  JMC Just Motion Control 2HSS86H (2).jpg
Rizeni - stepper closed loop control quadrature encoder driver benchmark  JMC Just Motion Control 2HSS86H (3).jpg
Rizeni - stepper closed loop control quadrature encoder driver benchmark  JMC Just Motion Control 2HSS86H (4).jpg
Rizeni - stepper closed loop control quadrature encoder driver benchmark  JMC Just Motion Control 2HSS86H (1).jpg
TOS S28, DIY CNC, Holzmann ZS-40HS, Prusa Mk3s+MMU2s, Bambu X1C Combo
Milan199
Příspěvky: 3028
Registrován: 18. 8. 2010, 9:04

22. 11. 2023, 10:51

Moc díky - tohle ušetří kupu času :) .
mercurial_31
Začátečník
Příspěvky: 1
Registrován: 13. 6. 2024, 2:18

14. 6. 2024, 10:50

Milan199 píše: 2. 10. 2023, 8:38 V několika vláknech jsem narazil na "chválu" na krokové motory se zpětnou vazbou.
Není mi moc jasné jak to funguje. Podle mých zkušeností krokový motor cca nad 1200 ot rychle ztrácí krouticí moment a jakmile se "utrhne" odskočí na nejbližší mechanicko / magnetickou polohu nebo se ztratí úplně.
Zpětná vazba tedy může pouze detekovat, že ke ztrátě došlo a celou mašinu zastavit. Neumím si představit algoritmy jak by se z této situace dalo bezpečně "vycouvat".
Používám drivery SD326 + motory Schneider 2 až 16 Nm. Někde zpětnovazební IRC mám a signál je zaveden do driveru. Ten po ztrátě kroků jednak zastaví, dvak hlásí systému chybu.
Určitě se po zavedení zpětné vazby nedokáže chovat nějak dynamičtěji. Tyhle drivery a motory jsou na 325V // vstup 220 V //. Snaží se regulací napětí udržet nastavený proud do fáze. Zkušenost mi říká, že pokud proud zvýším, motor více topí, ale nijak se jako pohon nezlepší.

Mají tedy současné KM + drivery nějaké jiné vlastnosti // nezkoušel jsem to // a chovají se částečně jako servo ?
Současné krokové motory se zpětnou vazbou mohou fungovat podobně jako servomotory díky možnosti detekovat a korigovat chyby polohy. Zpětná vazba pomáhá motoru udržet přesnou pozici a zvyšuje jeho spolehlivost. Pokud dojde ke ztrátě kroků, motor se může pokusit vrátit do správné polohy, což by bez zpětné vazby nebylo možné. Moderní drivery mohou také dynamicky upravovat výkon motoru pro lepší kontrolu a účinnost. Avšak, zvýšení proudu způsobuje vyšší zahřívání, což je třeba brát v úvahu. Ano, současné technologie v krokových motorech se zpětnou vazbou se částečně chovají jako servomotory.
Odpovědět

Zpět na „Krokové motory“