Remontnouta.ru

ПК Ремонт техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Блоки питания для станков с ЧПУ

Блоки питания для станков с ЧПУ

В результате повышения доступности ЧПУ технологий станки с программным управлением используются не только на крупных предприятиях, но и в небольших частных мастерских. Современное оборудование служит для производства сложных деталей, рекламных носителей и сувениров. Условия эксплуатации оборудования могут быть самыми разными. Одним из наиболее распространенных факторов риска для сложной электроники станков с ЧПУ считается низкое качество сетевого напряжения. Броски и просадки приводят к сбоям в работе программ, пропуску шагов, могут вывести из строя компоненты системы управления и приводы.

В данной статье мы расскажем о том, как подобрать блоки питания для станков с ЧПУ и о способах решения проблем, связанных с низким качеством напряжения.

Каталог блоков питания

Блок питания 12В, 25Вт

Блок питания 24В, 25Вт

Блок питания 12В, 200Вт

Блок питания 24В, 200Вт

Блок питания 24В, 400Вт

Блок питания 36В, 400Вт

Блок питания 48В, 400Вт

Блок питания 60В, 400Вт

Блок питания 70В, 800Вт

170..260 В, 1 фаза 47..63 Гц Пульсация вых. напряжения < 100 мВ Размер 255 x 135 x 70 мм Наработка на отказ 50 000 часов КПД 82% Температура среды -10..+40°C Влажность среды < 90% …

Блок защиты от сетевых помех

Различают два вида источников питания:

  • Линейный.
  • Импульсный.

Как выбрать источник питания для станка с ЧПУ

Импульсный блок питания MSF-10-5, напряжение 5 В, ток до 2.0 А, мощность 10 Вт

Все, кто работал с РЭА, знают, что источник питания — важнейший элемент функционирования системы. Основная задача в выборе блока питания для станка с ЧПУ заключается в определении питающего напряжения, силы тока и вида источника питания (импульсный-линейный, регулируемый-нерегулируемый и т.п.).

блок питания станка чпуПоскольку серводрайверы, как правило, обладают встроенным источником питания со входным напряжением 220 или 380 В, нижесказанное относится к выбору источника питания для привода на шаговых двигателях.

СИЛА ТОКА

Наиболее просто выбрать уровень силы тока, который базируется на характеристиках привода. Рассмотрим сразу на примерах. Сила тока, требуемая драйверу шагового двигателя от ИП, для линейного источника питания составляет минимум 2/3 от номинального значения тока фазы двигателя, а для импульсного надо сделать небольшой запас, порядка 15-30%. Т.е., для двигателя с заявленным током фазы 4.2 А требуется линейный источник питания с током не менее 2.8 А, или импульсный с током от 4.5 А. При подключении нескольких шаговых приводов к одному блоку питания полученные таким образом для каждого значения необходимо сложить, чтобы получить ток, который необходимо получить с источника питания. При подключении нескольких драйверов к одному блоку питания всегда используйте схему подключения звезда с общей точкой на клемме блока. Не подключайте драйверы к клеммам другого драйвера!

Читайте так же:
Имя пользователя в настройках роутера

НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ И МОЩНОСТЬ

Напряжение источника питания зависит от индуктивности нагрузки(от кол-ва витков на статоре шагового или серводвигателя). Для определения максимального питающего напряжения некоторыми производителями рекомендуется формула:

32 * √L = Umax, где L — индуктивность обмотки в мГн. Считается, что полученное значение Umax нелья превышать, иначе можно повредить двигатель. Эту формулу эмпирически вывел инженер компании Geckodrive, она не является догмой, и лишь показывает, что с ростом индуктивности обмоток двигателя требуется большее напряжение, чтобы получить требуемую динамику, а также ограничивает неопытных пользователей от использования слишком большого напряжения.
В случае, когда запитываются несколько приводов с разными индуктивностями от одного блока питания, для расчета напряжения источника по этой формуле надо брать минимальную индуктивность из всех двигателей — так вы несколько снизите динамику остальных двигателей, но спасете их от перегрева. Если индуктивность обмоток двигателя неизвестна, для определения Umax можно воспользоваться напряжением U, указанным для обмоток производителем. Как правило, оно весьма мало, порядка 1-5 В. Для получения напряжения питания драйвера это число необходимо увеличить в 7-20 раз(чем больше двигатель, тем больше должен быть множитель). По еще одной эмпирической формуле Umax = 25*U, то есть превышение номинального напряжения более чем в 23-25 раз может привести к перегреву двигателя и выходу его из строя!

Мощность, потребляемую двигателем, можно оценить сверху, перемножив полученное в расчетах максимальное напряжение питания на 2/3 от номинального тока двигателя. Т.е. для двигателя ST57-56 мощность потребления составит порядка 32*sqrt(2.4 мГн) * 2/3 * 3 А = примерно 100 Ватт. Эта формула дает очень осторожную оценку. В реальности потребление много ниже, и составляет примерно такие цифры: двигатели серии 57 мм — 40-70 ватт, двигатели 86 серии — 65-120 ватт на двигатель, в зависимости от нагрузки, выставленного тока на драйверах и т.п.

ВИД БЛОКА ПИТАНИЯ

При выборе вида источника питания можно руководствоваться следующими соображениями. Нерегулируемый трансформаторный(линейный) источник питания подойдет в большинстве случаев, и обладает существенным преимуществом — простотой. При резком торможении шагового мотора генерируется существенная ЭДС, которая складывается с питающим напряжением контроллере двигателя. На многих регулируемых источниках питания может сработать защита от превышения напряжения, тогда как на линейном источнике энергия будет просто запасена в фильтрующем конденсаторе. Кроме того, линейные источники легко переносят резкие скачки потребляемого тока, что позволяет для питания одного и того же набора приводов использовать линейный источник с меньшим номинальным током, чем импульсный.

Читайте так же:
Бесперебойник apc smart ups 1000

Регулируемые импульсные источники питания получили весьма широкое распространение вследствие своей дешевизны. В настоящее время импульсные источники питания показывают весьма неплохие эксплуатационные характеристики. Несмотря на то, что импульсные блоки питания с выходным напряжением более 50 В практически не выпускаются, они допускают соединение нескольких блоков последовательно, что позволяет сделать составной блок питания с требуемым напряжением. Скажем, соединив последовательно источники S-350-48 и S-350-27, получим источник питания с выходным напряжением в 75 В, что является оптимальным для драйверов AM882. При соединении ИБП последовательно выбирайте блоки с одинаковым значением выходного тока! (подробней об отличиях линейных и имульсных блоков питания).
Существуют также нерегулируемые импульсные блоки питания, специально предназначенные для питания индуктивных нагрузок, таких, как шаговые двигатели и сервомоторы. Обычный импульсный источник питания рассчитан на сравнительно постоянную, равномерную нагрузку, такую, какую потребляют маломощные логические устройсва — контроллеры, компьютеры и т.п., тогда как в приводах станка с ЧПУ сила тока изменяется очень быстро, что вызывает периодические скачкообразные изменения напряжения на БП. По этой причине при использовании регулируемого ИБП есть вероятность выхода из строя драйвера или блока питания, срабатывания защит регулируемого БП и т.п.

Нерегулируемые импульсные источники питания лишены данного недостатка.

Когда шаговый двигатель резко снижает обороты с приложенным большим моментом инерции на валу, необходимо обязательно учитывать генерируемую двигателем ЭДС индукции(так называемая «обратная ЭДC», или иногда говорят «противоЭДС»). Кинетическая энергия вала с нагрузкой превращается в ток, и должна быть отведена из двигателя. Так как драйвер не может диссипировать эту энергию, он передает её на блок питания. В результате, из потребителя тока драйвер превращается в его источник. Этот ток может привести к пробою конденсаторов блока питания. Если вы питаете несколько шаговых приводов от одного блока питания, это не так страшно, так как энергия , генерируемая одним двигателем, будет поглощена другими. Но только не в том случае, когда они тормозят одновременно! Для этого случая и для случая использования 1 привода на 1 источнике питания может потребоваться установить стабилитрон для отвода тока. Напряжение стабилитрона должно быть больше, чем расчетное питающее напряжение, но достаточно низким, чтобы защитить блок питания. Например, если вы для драйвера AM882 с расчетным напряжением питания 75 В выбрали блок питания и установили на нем выходное напряжение 75 В, напряжение стабилитрона можно выбрать порядка 80-85 В.

Читайте так же:
Гугл карта миасса с улицами и домами

cnc-club.ru

Вопрос по выбору блока питания. Есть 4 комплекта шаговых двигателей WT57STH115-4204A и драйверов DQ542MA.

Шаговый двигатель WT57STH115-4204A:
Размер: NEMA23
Фазы: 2
Угловой шаг: 1,8° ± 5%
Напряжение: 3.78 В
Ток/фаза: 4,2 A
Сопротивление/фаза: 0,9 Ом ± 10%
Индуктивность/фаза: 3,8 мГн ± 20%
Удерживающий момент: 30 кг-см
Момент инерции: 810 г-см2
4 провода

Максимальное напряжения для заданной индуктивности ШД:
Максимальное напряжение = 1000 * SQRT(Индуктивность)
1000 × √(0,0038) = 61,6441400297 В

Драйвер DQ542MA:
Входное напряжение: 18-50 В постоянного напряжения
Входной ток: < 4A
Выходной ток: 1.0A~4.2A
Потребление: 60 Вт

Вопрос: какой импульсный БП будет более оптимален?
2 xS-350-36(выходное напряжение 36В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 9.7А(350Вт))
2 xS-350-48(выходное напряжение 48В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 7.3А(350Вт))

Какие предпочтительнее, какие плюсы и минусы S-350-36 и S-350-48 при использовании с моими ШД и драйверами?

PKM Почётный участник
Почётный участникСообщения: 4263 Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11 Репутация: 703 Настоящее имя: Андрей Откуда: Украина Контактная информация:

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение PKM » 25 янв 2015, 13:52

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение Leonov-x » 25 янв 2015, 14:00

Так же в будущем планируется увеличение до 6 комплектов шаговых двигателей WT57STH115-4204A и драйверов DQ542MA, в таком случае можно оставить два S-350-36 или нужен будет третий? Будет ли разница?

michael-yurov Почётный участник
Почётный участникСообщения: 11448 Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10 Репутация: 4568 Настоящее имя: Михаил Львович Откуда: Новоуральск Контактная информация:

Re: Выбор блока питания

  • 2
  • Цитата

Никто не знает, какие задачи у ваших моторов.

Если привод на зубчатую рейку — то вполне подойдет (если не считать того, что моторы смогут выдавать лишь 50% своей мощности, т.к. драйвер имеет ограничение по току).
Если на ШВП — то вариант не очень, т.к. при таком напряжении моторы просто будут слишком медленно вращаться.

Читайте так же:
Есть ли в ноутбуке блок питания

Моторы большие, драйверы для них слабые, напряжение — тоже недостаточное для большинства задач (работать будет, но относительно медленно).
Чтобы подать на мотор 4,2 А в режиме микрошага, понадобится драйвер с пиковым током 6 А.
Для моторов с индуктивностью 3,8 мГн и рабочим током 4,2 А нужно достаточно высокое напряжение питания, если нужны высокие скорости работы.

Понимаю, что моторы взяли «с запасом». Но тогда уж и драйверы нужно было брать с запасом, и блоки питания.

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение Serg » 25 янв 2015, 14:43

megagad Почётный участник
Почётный участникСообщения: 3190 Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57 Репутация: 710 Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай. Контактная информация:

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение megagad » 25 янв 2015, 14:53

michael-yurov Почётный участник
Почётный участникСообщения: 11448 Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10 Репутация: 4568 Настоящее имя: Михаил Львович Откуда: Новоуральск Контактная информация:

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

PKM Почётный участник
Почётный участникСообщения: 4263 Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11 Репутация: 703 Настоящее имя: Андрей Откуда: Украина Контактная информация:

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение PKM » 25 янв 2015, 15:13

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение Leonov-x » 25 янв 2015, 15:32

megagad Почётный участник
Почётный участникСообщения: 3190 Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57 Репутация: 710 Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай. Контактная информация:

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение megagad » 25 янв 2015, 15:36

michael-yurov Почётный участник
Почётный участникСообщения: 11448 Зарегистрирован: 26 июл 2012, 00:10 Репутация: 4568 Настоящее имя: Михаил Львович Откуда: Новоуральск Контактная информация:

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Все гораздо проще.
Закон сохранения энергии никто не отменял.
Чтобы разогреть мотор такого размера до 100 °С (а такое вполне может быть при работе станка с относительно высокими ускорениями и на относительно высокой скорости) потребуется мощность около 200 Вт (можно сравнить с мощностью лампочки накаливания сопоставимого размера).

Можно пойти по другому — посмотреть, какой ток отдает блок питания при работе станка в разных режимах, и, зная напряжение, пересчитать в потребляемую мощность.
(при питании бОльшим напряжением ток будет меньше)

Читайте так же:
Видеокарта amd radeon hd 7800 series характеристики

А высокая нагрузка, ну, это, например, шпиндель массой 7 — 10 кг таскать вверх/вниз с высокими ускорениями при обработке рельефа.

Re: Выбор блока питания

  • Цитата

Сообщение mmg » 25 янв 2015, 17:12

Не совсем так. А если быть точным, то совсем не так.

Драйвер всегда подает на движок то напряжение, которое идет с Б.П. Только с разной длинной импульса. Чем больше нагрузка на двигатель по перемещению тем более длинный импульс выдает драйвер. Сотвественно тем больше требуется мощьность блока питания.

Leonov-x писал(а):
Вопрос: какой импульсный БП будет более оптимален?
2 xS-350-36(выходное напряжение 36В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 9.7А(350Вт))
2 xS-350-48(выходное напряжение 48В(DC) (регулировка ±10%), максимальный ток нагрузки 7.3А(350Вт))

Какие предпочтительнее, какие плюсы и минусы S-350-36 и S-350-48 при использовании с моими ШД и драйверами?

З.Ы. Оптимальное напряжение 40-42 вольта для вашего драйвера. И обязательно посмотрите наличие в нем Демпфера. Если нет, то надо обязательно ставить дополнительно.
Одного бп 350 ватт может не хватить. Если хотите ставить два, то лучше брать на 24 вольта и ставить их последовательно, предварительно настроив каждый на 20-21 вольт. При этом обязательно сначала проверьте что у них выход питания не соединение землей.

Выбираем РХХ на Ланос, какой лучше

рхх ланос

В продаже существует около двух десятков регуляторов от разных производителей, однако, по отзывам владельцев, наиболее точно и корректно работают следующие:

  • регулятор CRB с каталожным номером 1309.2090/17059602 , цена 150 гривен;
  • подозрительный, но чуть дешевле Автотрейд с артикулом АТ17059602 , цена 140 гривен;
  • оригинальный GM-овский регулятор Continental с артикулом 17059602 , 180 гривен;
  • польский FSO 17059602-FSO, цена 146 гривен;
  • корейский KS 17059602/93744675 , цена 165 гривен на 2019 год;
  • самый дешевый, польский TackPart 17059602/93744675 , около 100 гривен;
  • корейский РХХ ANAM 17059602/93744675 .

рхх ланос

По возможности публика рекомендует устанавливать родной регулятор GM (Continental), поскольку точность калибровки шагов у разных производителей может отличаться.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector