Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое резонанс шагового двигателя

Что такое резонанс шагового двигателя

Новичок

Группа: Пользователи
Сообщений: 38
Регистрация: 10.1.2012
Пользователь №: 33245

Имеется в наличии двигатель 110CSTH202-001 8А; 0,67Ом; 12m/H; 280кг/см; 16200г/см2 и драйвер M882 80V 8A

Попробовал все возможные режимы микрошага, тока на максимум, напряжение дал ровно 80В, но никак не удается раскрутить двигатель больше чем 350 об/мин без нагрузки на валу — пропускает шаги. Удалось с очень плавным разгоном набрать около 400. А под нагрузкой максимум что смог получить — 170 об/мин.

Как мне кажется это достаточно низкие значения. У меня на станке 57е движки крутятся до 1500 об/мин и тягают портал, а тут пустой вижок не разгоняется совсем.

Пробовал 3 драйвера — все одинаково. Подскажите в чем проблема — этот двиг впринципе невозможно раскрутить быстрее или надо другой драйвер?

Завсегдатай

Группа: Пользователи
Сообщений: 131
Регистрация: 15.7.2011
Из: Питера Я
Пользователь №: 32664

Новичок

Группа: Пользователи
Сообщений: 38
Регистрация: 10.1.2012
Пользователь №: 33245

Прописаный

Группа: Пользователи
Сообщений: 516
Регистрация: 31.1.2009
Из: Kiev
Пользователь №: 22348

Завсегдатай

Группа: Пользователи
Сообщений: 134
Регистрация: 13.6.2012
Из: Молдова
Пользователь №: 33748

Новичок

Группа: Пользователи
Сообщений: 36
Регистрация: 29.11.2008
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 15963

Этим драйвером FL110STH150 раскручивается в полушаге без нагрузки до 3600 об/мин.
Питание от сети 220В.
Вал вращается стабильно, момент прсутствет, рукой не остановить, да и страшно на такой скорости.

Новичок

Группа: Пользователи
Сообщений: 38
Регистрация: 10.1.2012
Пользователь №: 33245

Завсегдатай

Группа: Пользователи
Сообщений: 225
Регистрация: 25.1.2010
Пользователь №: 30201

Имеется в наличии двигатель 110CSTH202-001 8А; 0,67Ом; 12m/H; 280кг/см; 16200г/см2 и драйвер M882 80V 8A

Попробовал все возможные режимы микрошага, тока на максимум, напряжение дал ровно 80В, но никак не удается раскрутить двигатель больше чем 350 об/мин без нагрузки на валу — пропускает шаги. Удалось с очень плавным разгоном набрать около 400. А под нагрузкой максимум что смог получить — 170 об/мин.

Как мне кажется это достаточно низкие значения. У меня на станке 57е движки крутятся до 1500 об/мин и тягают портал, а тут пустой вижок не разгоняется совсем.

Пробовал 3 драйвера — все одинаково. Подскажите в чем проблема — этот двиг впринципе невозможно раскрутить быстрее или надо другой драйвер?

Завсегдатай

Группа: Пользователи
Сообщений: 116
Регистрация: 13.12.2007
Из: г. Краснодар
Пользователь №: 1421

Имеется в наличии двигатель 110CSTH202-001 8А; 0,67Ом; 12m/H; 280кг/см; 16200г/см2 и драйвер M882 80V 8A

Попробовал все возможные режимы микрошага, тока на максимум, напряжение дал ровно 80В, но никак не удается раскрутить двигатель больше чем 350 об/мин без нагрузки на валу — пропускает шаги. Удалось с очень плавным разгоном набрать около 400. А под нагрузкой максимум что смог получить — 170 об/мин.

Как мне кажется это достаточно низкие значения. У меня на станке 57е движки крутятся до 1500 об/мин и тягают портал, а тут пустой вижок не разгоняется совсем.

Пробовал 3 драйвера — все одинаково. Подскажите в чем проблема — этот двиг впринципе невозможно раскрутить быстрее или надо другой драйвер?

Система несимметричного резонансного наддува ДВС

Одной из тенденций развития двигателей внутреннего сгорания последних лет является получение высоких значений крутящего момента на режимах низких и средних оборотов — типичной области использования серийных машин, предназначенных в основном для езды в городе.

Так большинство современных двигателей рекламируются как имеющие значения крутящего момента более 80…90% от максимального во всем рабочем диапазоне.

Необходимость повышать крутящий момент на режимах частичных нагрузок, сохраняя высокую максимальную мощность двигателя, приводит к оптимизации параметров двигателя применительно к каждому режиму его работы. Наряду с традиционными способами оптимизации параметров таких как сечение дросселя и опережение зажигания, стали применяться системы впуска с изменяемыми собственной частотой колебаний и фазами газораспределения.
Все до сих пор известные системы настройки резонанса впуска организовывают периодические гармонические колебания потока газов резонатора, в то время как сам двигатель генерирует периодические негармонические колебания, в результате чего не достигается максимально возможные амплитуды колебаний, происходит ослабление резонанса, и как следствие слабое наполнение цилиндров.
Рассматриваемая система устраняет это противоречие, позволяя максимально использовать энергию колебаний для наполнения цилиндров, вместе с тем как бы перенастраивать резонатор на различные частоты колебаний так и согласовывать фазы резонатора с фазами газораспределения двигателя.

Система резонансного наддува ДВС содержит впускной коллектор 2 и подключенный к нему резонаторный блок с переменными параметрами, выполненный в виде объемного резонатора 4 с внутренней перегородкой 5, установленной с возможностью перемещения вдоль оси при перепаде давлений в интервале между дном резонатора и фиксированным положением. В перегородке предусмотрены средства для перепуска газовой среды.
Система обеспечивает режим негармонического периодического колебания и повышение эффективности наддува.

Читать еще:  Верю что ты двигатель прогресса

В фазе впуска ДВС происходит понижение давления во впускном коллекторе 2 двигателя 1 внутреннего сгорания. Под действием разряжения происходит приток газов не только из под дроссельной заслонки но и по каналу 3 из резонаторного блока. Подвижная перегородка 5, под действием перепада давлений на ее стенках, занимает фиксированное положение и ограничивает объем, определяющий большую жесткость резонаторного блока при отсасывании из него газов. По мере наполнения цилиндра ДВС разрежение во впускном коллекторе 2 снижается и его воздействие на газ, текущий по каналу 3 уменьшается.

Под действием кинетической энергии газ продолжает истекать во впускной коллектор 2. Происходит дозарядка цилиндра. Из за противодействия резонаторного блока, в котором в этот момент образовалось разрежение, истечение замедляется, и начинается обратное засасывание газов в резонаторный блок. Поскольку в этот момент резонаторный блок обладает большой жесткостью (т . к. в работе участвует только часть объема), то момент засасывания совпадает по времени с обратным выбросом из двигателя 1, увеличивающим энергию потока в канале 3. По мере наполнения резонаторного блока давление в его полостях выравнивается и подвижная перегородка 5, перемещаясь от фиксированного положения, противодействует образованию перепада давлений между полостями в результате чего (при повышении давления) жесткость резонаторного блока определяет весь его объем.

Из за малой жесткости резонаторного блока нарастание противодействия движению газов в него происходит медленнее и истечение из блока так же начинается позднее. За это время происходит смена фаз двигателя и опять впуск совпадает с истечением газов из резонатора. Процесс повторяется.

ТЕОРИЯ

Системы резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания условно можно разделить на два вида: линейные и объемные. В линейных системах определяющими характеристиками являются длина канала от элемента газораспределения (клапана или поршня) до места внезапного изменения его диаметра (обычно какой-нибудь камеры) и скорость звука, определяющая время за которое волна разряжения (сжатия ) успеет пробежать туда и обратно. Наглядно понять принцип работы это вида резонатора поможет ситуация, когда теннисист бьет мячом о стенку, где время между ударами зависит главным образом от расстояния до нее (в нашем случае скорость звука постоянна).

Объемные резонатор (резонатор Геймгольца), о котором и пойдет речь дальше, представляют из себя емкость (объем ), соединенную с впускным коллектором дополнительным каналом.

По аналогии с предыдущим примером работу системы можно проиллюстрировать грузом, подвешенным на пружине, где роль пружины играет горючая смесь, находящаяся в емкости, а роль груза смесь, находящаяся в канале.

Расчет собственной частоты колебаний резонатора можно вести по формуле, аналогичной формуле для пружинного маятника:

где:
С=340- скорость звука, м/с
V — объем камеры
K — проводимость канала:

где в свою очередь:
d — диаметр канала в шланге, м. (метры . )
l — длина канала, м.
Зависимость резонансной частоты от объема камеры резонатора для трех вариантов длин канала показана на графике (используется канал — дюритовый шланг внутренним диаметром 12 мм.):

Пунктиром показан вариант расчет которого приведен далее.

Результат расчета получается в Герцах. Для получения более привычных оборотов в минуту его нужно умножить на 60 : — 41,66 • 60 сек. = 2500 об/мин

Оценить эффективность рассчитанной конструкции можно вычислив параметр N:

где:
F — площадь поперечного сечения впускного коллектора.

Для сравнения заметим, что это значение для варианта описанного в начале журнальной статьи равно только 0,008 и никаких вещественных результатов, кроме понижения частоты холостого хода в этом случаи не наблюдалось.

После геометрического расчета резонатора, который определяет частоту маятника, необходимо указать общие принципы построения канала — от этого зависит, какие потери энергии будут в потоке при его движении взад — вперед.

Основная рекомендация — канал должен быть максимально «зализан »
т.е. не иметь поворотов малого радиуса и на большие углы; иметь гладкую поверхность (внутреннюю ); не иметь резких увеличений и уменьшений его диаметра; штуцера должны сопрягаться с полостями камеры и впускнрго коллектора скруглениями достаточного радиуса — ½ от диаметра канала.

Что такое резонанс шагового двигателя

Ошибки нет, если только на 3-5 об в минуту. (специально мерил ниточкой на вал ) Двигатель действительно с запасом, а вот про jmp2 я не додумался этот джампер у меня замкнут. Как определить какие обороты считать большими, а какие маленькие? что бы выбрать оптимальный Mixed Decay ?
кстати на графике то другой мотор и по параметрам в том числе, у моего момент 50 и ток 4А, а на графике 27 и ток 3А.

График похожего двигателя: габариты те же, масса та же, индуктивность почти (6,6) та же, номинальный ток (4 А) тот же.
Следовательно, можно считать, что и вид диаграммы, поведение двигателя, будет похожим.

Если нужна высокая скорость шагания, то такие большие двигатели не очень подходят — большой момент инерции у ротора, они скорее для режимов не очень быстрого шагания с большим моментом.
На скоростных режимах выгодней ставить меньшие двигатели, сравните, например, с диаграммой меньшего двигателя FL86ST94-4006.
При меньшем моменте на низкой скорости, на 4100 полушагов/сек он более чем в 2 раза выигрывает по моменту у FL86ST134-4006.
Так что, прежде чем купить двигатель, нужно подумать, в каких режимах он должен работать.

Читать еще:  Bmw x1 с какими двигателями

Как определить какие обороты считать большими, а какие маленькие? что бы выбрать оптимальный Mixed Decay ?

Это вопрос скорее философский:

  • 2 камня куча?
  • а 5?
  • а 50?
    Без осциллограммы я вам не скажу, лучший показатель избыточной скорости шагания — то, что ток не успевает за время 1 шага вырасти до номинального (заданного в драйвере) значения.
    Грубо, считайте, что после 1000 шагов/сек можно переходить на Mixed Decay.
    Вообще, Mixed Decay, применительно к шагу или полушагу, скорее вводят в заблуждение. Эти термины (режимы спада тока) взяты из режима микрошага, когда ток в обмотке изменяется по аппроксимации SIN, а в данном драйвере, скорее всего, нет даже компенсации момента в полушаге.
    Поставьте перемычку в Mixed Decay и не заморачивайтесь.

Я не знаю конечно, может я много слишком хочу от ШД, но более/менее стабильно мой ШД работает на скорости около 1000 об/мин. при работе в шаге…
контроллер
www.purelogic.ru/PDF/Driver/PLD007.pdf
двигатель
www.purelogic.ru/PDF/SM/86BYG450C-02.pdf
питание 85 вольт ток на всю катушку, подключение обмоток паралельное…

Проверте JMP6 контроллера.Он должен быть замкнут.Тогда контроллер будет работать в полушаге.
Полушаг-первое средство борьбы с резонансом.Микрошаг этот контроллер не поддерживает.

На скоростных режимах выгодней ставить меньшие двигатели, сравните, например, с диаграммой меньшего двигателя FL86ST94-4006.
При меньшем моменте на низкой скорости, на 4100 полушагов/сек он более чем в 2 раза выигрывает по моменту у FL86ST134-4006.
Так что, прежде чем купить двигатель, нужно подумать, в каких режимах он должен работать.

Золотые слова

На рисунке представлены типовые хар-ки моментов для ДШИ-300-3 красным,ДШИ-200-2 зеленым,
и ДШИ-200-1 синим.И три разнотугих механики.
Ясно,что самую тугую механику будет таскать только ДШИ-200-3 и то только до скорости 1.
Более легкую способны двигать уже два двигателя,до скорости 2 и 3.
А вот совсем легкую способны таскать все три двигателя,причем самый маломощный способен крутить вплоть до скорости 6.
Получается менее мощный двигатель способен крутить быстрее.

График похожего двигателя: габариты те же, масса та же, индуктивность почти (6,6) та же, номинальный ток (4 А) тот же.
Следовательно, можно считать, что и вид диаграммы, поведение двигателя, будет похожим.

Если нужна высокая скорость шагания, то такие большие двигатели не очень подходят — большой момент инерции у ротора, они скорее для режимов не очень быстрого шагания с большим моментом.
На скоростных режимах выгодней ставить меньшие двигатели, сравните, например, с диаграммой меньшего двигателя FL86ST94-4006.
При меньшем моменте на низкой скорости, на 4100 полушагов/сек он более чем в 2 раза выигрывает по моменту у FL86ST134-4006.
Так что, прежде чем купить двигатель, нужно подумать, в каких режимах он должен работать.

Это вопрос скорее философский:

  • 2 камня куча?
  • а 5?
  • а 50?
    Без осциллограммы я вам не скажу, лучший показатель избыточной скорости шагания — то, что ток не успевает за время 1 шага вырасти до номинального (заданного в драйвере) значения.
    Грубо, считайте, что после 1000 шагов/сек можно переходить на Mixed Decay.
    Вообще, Mixed Decay, применительно к шагу или полушагу, скорее вводят в заблуждение. Эти термины (режимы спада тока) взяты из режима микрошага, когда ток в обмотке изменяется по аппроксимации SIN, а в данном драйвере, скорее всего, нет даже компенсации момента в полушаге.
    Поставьте перемычку в Mixed Decay и не заморачивайтесь.

Спасибо за помощь Вообще я обратил внимание что меньший мотор на скорости близкой к 1000 об/мин стабильнее работает чем большой.

Дело в том что для того что бы думать и сделать правильный выбор, мне надо на чем то потренироваться, набрать необходимый багаж знаний… Вот соберу первый станок и уже будет какой то опыт в выборе…

Проверте JMP6 контроллера.Он должен быть замкнут.Тогда контроллер будет работать в полушаге.
Полушаг-первое средство борьбы с резонансом.Микрошаг этот контроллер не поддерживает.

я замыкал (полушаг), но в таком положении этот мотор вообще не разгоняется до 1000 об/мин… срывается при разгоне… вот попробую еще JMP2 переставить

Проблемы резонансных явлений при применении регулируемых частотных приводов

К.т.н. В.Н.Жук, начальник отдела АСУ,
ООО «Энергопромис», г. Минск, Республика Беларусь

Любая механическая конструкция, будь то мост или дымосос, имеет собственные частоты механических резонансов, на которых резко увеличиваются амплитуды вибраций как всей конструкции, так и составных частей при совпадении частоты внешних воздействий с собственными резонансными частотами. Из школьного курса физики всем известен случай с разрушением моста, по которому строевым шагом прошла армейская колонна. После установления причины разрушения моста в армейские уставы всех стран была внесена команда при прохождении мостов — «расстроить шаг» т.е. «идти не в ногу».

Читать еще:  Газ 5312 технические характеристики двигателя

При производстве насосов, вентиляторов, дымососов, задвижек и других теплоэнергетических устройств на заводах-изготовителях проводятся их испытания с определением частот собственных механических резонансов, которые указываются в паспортах на данные устройства. График возникновения резонансов для дымососов имеет вид, приведенный на рисунке.

На графике отчетливо видны три зоны возникновения резонансов. Первая зона в диапазоне частот 0-10 Гц, как правило, имеет очень высокую амплитуду механических колебаний, связанную с колебаниями всей механической конструкции. Типичным примером может служить работа точильного станка. После выключения питания при уменьшении скорости вращения вала двигателя вдруг возникают резкие вибрации станка в районе частот вращения 1-10 Гц. В этом диапазоне при совпадении частоты вращения двигателя дымососа с частотой механического резонанса возможно разрушение всей конструкции. Вторая зона резонанса в районе частот 100 Гц связана с колебаниями отдельных механических элементов (лопасти, вал). Третья зона резонансов в районе частот 500 Гц связана с резонансами небольших деталей конструкции дымососа.

По результатам заводских испытаний определяется зона устойчивой работы и, если она не соответствует техническому заданию, производится перепроектирование механической конструкции для достижения требуемого диапазона устойчивой работы. В паспорте на тепломеханическое изделие указывается его зона устойчивой работы, которая исключает возникновение механических резонансов.

Ранее, когда все электродвигатели питались от электрической сети с частотой 50 Гц, проблем с возникновением механических резонансов, как правило, не возникало. В последнее десятилетие в связи с массовым внедрением регулируемых частотных приводов частота питающего напряжения, подаваемого на электродвигатели тепломеханических агрегатов, стала изменяться от 1 до 300 Гц. В этом случае системы гарантированно попадают в зоны неустойчивой работы. К сожалению, организации по внедрению регулируемых частотных приводов даже не задумываются над данными обстоятельствами и, как результат, — выход из строя агрегатов по «непонятным» причинам.

К примеру, на дымосос мини-ТЭЦ ОАО «Городейский сахарный комбинат» (Республика Беларусь) при проектировании АСУ ТП был установлен регулируемый частотный электропривод (РЭП). При наладке РЭП специализированной наладочной организацией по неведению не были внесены ограничения на частоту работы двигателя дымососа. В результате работы дымососа в закритических режимах и, как следствие, возникших резонансных явлений, лопнули элементы крепления дымососа к станине. Восстановление чугунной станины потребовало остановки ТЭЦ и дорогостоящего ремонта.

Из приведенного выше следует, что при внедрении регулируемых частотных приводов проектные и наладочные организации должны выполнять работы по анализу заводской документации и ограничивать рабочий диапазон частот РЭП в соответствии с установленными заводской документацией зонами безопасной эксплуатации агрегатов.

На этом, казалось бы, стоило завершить представленный анализ и считать, что проблема с защитой от механических резонансов решена, однако не все так однозначно. Механические резонансы возникают при совпадении собственной частоты резонанса с частотой внешних воздействий. Предположим, в механической системе собственная частота резонанса составляет 2 Гц, а дискретность изменения частоты — 0,5 Гц. Это значит, что при авторегулировании с периодичностью 1 раз за 4 цикла происходит механическое возмущение системы. Следует отметить, что механический маятник можно раскачать при воздействии на него 1 раз за 1 цикл, 1 раз за 2 цикла, 1 раз за 4 цикла и т.д. Важно, чтобы периодичность воздействий была кратной периоду основного резонанса. В этом случае пусть медленнее, но систему можно довести до механического резонанса.

Если у турбоустановок имеются штатные системы виброконтроля и контроля осевого сдвига, то у дымососов, вентиляторов, насосов ничего этого нет. Помимо того, что современные РЭП начинают регулирование практически от 0,5 Гц, они сами могут выбирать шаг регулирования частоты, не учитывая при этом резонансные частоты механической системы объекта регулирования. Все это уже начало приводить к негативным последствиям.

Еще одним обстоятельством, осложняющим применение РЭП, является тот факт, что к теплофикационным насосам, дымососам, вентиляторам часто подключены трубы, короба, опоры, кронштейны и другие конструкции, обеспечивающие создание дополнительных резонансных частот всей конструкции, не оговоренных заводами-изготовителями.

По всей видимости, наиболее приемлемым вариантом защиты тепломеханических установок от механических резонансов при внедрении РЭП является установка датчиков виброконтроля и подключение выходов последних ко входам обратной связи РЭП.

При оснащении регулируемыми частотными приводами тепломеханических агрегатов и устройств следует проводить выбор режимов работы не только в соответствии с документацией заводов-изготовителей оборудования, но и анализировать возможность возникновения косвенных резонансов от воздействий на приводы, а также предупреждать появление таких воздействий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector