Modelism - RHC Forum: Cum sa alegi si sa dimensionezi motoare pas cu pas pentru un hobby CNC - Modelism - RHC Forum

Salt la continut

Pagina 1 din 1

Cum sa alegi si sa dimensionezi motoare pas cu pas pentru un hobby CNC

#1 Useril este offline   La Trovanti 

  • Membru
  • PipPipPipPip
  • Grup: Members
  • Postari: 119
  • Inregistrat: 07-January 15
  • Gender:Male
  • Location:Horezu
  • Interests:http://www.cazare-horezu-pensiuni.ro/

Postat 08 January 2015 - 03:12 PM

Construiesc primul CNC și am trecut prin multe site-uri incercand sa adun informatii cu privire la acest subiect.
În esență, există urmatoarele abordari:
-Prima si cea mai utilizata este abordarea mecanica atunci când calculam fortele (cuplul) necesare pentru a depășit frecare, forța de taiere a materialul sau pentru a obtine accelerare la pornire / oprire. Această cale este foarte scolastica și necesită cunoștințe avansate(nu imposibila).
-A doua este ceva experimental când vom construi o mașină si apoi incercam sa o imbunatatim. Eventual ceva intermediar cand construim mecanica CNC si apoi tragand cu un dinamometru estimam necesarul de forta.
Și a treia metodă o voi numi valoare pentru bani; vom încerca să aleagem cele mai bune piese pentru un buget dat. Ideea a fost împrumutat de la Tom’s Hardware site- construieste cel mai bun desktop PC cu un buget limitat.

Am ales 4 motoare pas cu pas de pe e-bay și le vom compara:
Cuplul produs de rotor este direct proporțional cu curentul în înfășurările armăturii. Constanta de proporționalitate este constanta de cuplu a motorului.
Mo = I x Km
Mo = cuplul dezvoltat la rotor
kM = constanta motorului
Model.......................I(A)...............Rezistența (Ω).......................inductanță (mH).............cuplu (oz.in)....Conexiune....................Preț
23HS9430B......................3.......................1.6..................................6.8........................425.........................4.........................30GBP
57BYGH41-401A.............2,8......................0,7..................................1,4.........................76.........................4.........................16.5GBP
57BYGH627......................3........................1.6..................................3.5........................270.........................4.........................27GBP
23HS45-3008D................4,2......................0,4..................................1,7........................354...................8 paralel.......................39GBP
23HS45-3008D................2.12......................1.6.................................6.8........................240...................8 serie.........................39GBP

Prin urmare, 23HS9430B la jumătate din curentul maxim va avea jumătate de cuplu 212 oz.in și așa mai departe.
Dar trebuie să luam în considerare cuplul dinamic, atunci când motorul se învârte.
Acum intră în joc inductanța care începe sa limiteze a curentul.
U = L x ΔI / At sau luând în considerare numai amplitudinea U = ώLI; Legea lui Ohm pentru inductanță
Am ales sursa de alimentare 36V și f = 1000Hz. Pentru a simplifica am de gând să ignor rezistența
ώ = 2πf = 2x3.14x1000hz.
I (6.8mH) = 36 / (6.28x6.81) = 0.84A
I (1.4mH) = 36 / (6.28x1.4) = 4.09A
I (1.7mH) = 36 / (6.28x1.7) = 3.37A
I (3.5mH) = 36 / (6.28x3.5) = 1.63A

Cuplul la 1000Hz este: cuplul maxim x curent / curent maxim
23HS9430B 425x0.84 / 3 = 119 oz.in
57BYGH41-401A (curentul limită este 4.09A mai mare decât curentul maxim) 76 oz.in
57BYGH627 270x1.6 / 3 = 144 oz.in
23HS45-3008D bipolar paralel 354x3.37 / 4.2 = 284 oz.in
Bipolar serial 240x0.84 / 2.12 = 95 oz.in
Aceasta este cuplul real de care suntem interesati:
Model.................................cuplu 0Hz..................................Cuplu 1000Hz....................Pret.................Cuplu / preț (cat mai mare )

23HS9430B.................................425..........................................119.......................30GBP......................3,96
57BYGH41-401A..............................76...........................................76.......................16.5GBP....................4.6
57BYGH627.................................270..........................................144.......................27GBP......................5.3
23HS45-3008D..............................354..........................................284.......................39GBP......................7,28
23HS45-3008D..............................240...........................................95.......................39GBP......................2.4


În concluzie cea mai bună valoare pentru bani este 23HS45-3008D in conexiune paralelă. De asemenea, este cel mai puternic la 1000 Hz. După cum puteți vedea 23HS9430B în ciuda faptului că este "cel mai puternic" vine ultimul. Repet aceasta metoda nu calculeaza forte, acceleratii, doar permite sa faceti cea mai buna alegere pentru banii care vreti sa-i investiti. Sper ca am fost de ajutor.
adresa de contact http://www.cazare-horezu-pensiuni.ro/

Aceasta postare a fost editata de La Trovanti: 08 January 2015 - 03:16 PM

0

#2 Useril este offline   bitex 

  • MEGA Membru
  • Grup: MODERATOR
  • Postari: 5662
  • Inregistrat: 02-December 02
  • Gender:Male
  • Location:Bucuresti, Sector 6

Postat 08 January 2015 - 04:02 PM

Bine ati venit printre noi si multumim pentru exemplul propus. E un punct de vedere si e bun de analizat.
Personal n-am intalnit pana acum pe cineva care in domeniul constructiilor de mici CNC-uri sa-si propuna un astfel de obiectiv, adica sa aleaga din mai multe motoare pe cel mai bun in pretul propus. Apoi sa faca la fel cu ghidajele si apoi cu softul, cu prelucrarile, cu montajul, cu timpul consumat pentru a aduna toate informatiile, cu electronica... Abia astept sa vad ce criterii vor fi preferate pentru tot ansamblul, ca probabil cele mai bune alegeri din fiecare categorie nu se vor potrivi deloc in ansamblu si tot asa ca utilitate finala.

Noi de regula cand ne apucam de cate un CNC folosim ce am invatat la scoala, pe la logica fuzzy, dar pentru intreg ansamblul...

Mai multa lume am vazut interesata de o abordare din alt unghi, si anume cum se poate atinge un anumit obiectiv (in domeniul de care vorbim) cu pretul minim. Adica sa se poata prelucra un anumit tip de piesa sau sa se obtina o anumita precizie a prelucrarii etc., cu cheltuiala minima (si daca se poate, tinand cont si de TIMP in toata aceasta analiza).

Fara sa incerc sa deranjez, cred ca trebuie plecat de la obiectivul final spre constructie, nu de la buget spre constructie.

Mai degraba ne-ati bucura cu cateva dintre planurile dumneavoastra, adica prin a prezenta si cateva detalii despre viitorul CNC.

Spor la treaba in continuare!

Aceasta postare a fost editata de bitex: 08 January 2015 - 04:12 PM

Adresa email: bitex25@yahoo.com
Telefon: 0721 385365
0

#3 Useril este offline   La Trovanti 

  • Membru
  • PipPipPipPip
  • Grup: Members
  • Postari: 119
  • Inregistrat: 07-January 15
  • Gender:Male
  • Location:Horezu
  • Interests:http://www.cazare-horezu-pensiuni.ro/

Postat 08 January 2015 - 05:24 PM

Ma bucur sa gasesc interes pentru constructia si utilizarea CNC.
De acord cu bitex, si eu am pornit de la obiectivul final la modul de realizare. Problema este ca la inceput si chiar mai tarziu informatia nu este completa si nu stii cum va functiona in final, iar sa bagi bani fara sa vezi o crestere a performantelor parca nu e bine. Metoda am vazut-o la asamblare desktop PC pe Tom's hardware si mi s-a parut justificata.
O sa fac alta postare si cu solutia de ansamblu care vreau sa o folosesc, dar pentru moment o sa raspund pe acest subiect daca sunt intrebari.
0

#4 Useril este offline   steelmind 

  • Membru de onoare
  • PipPipPipPipPipPip
  • Grup: Members
  • Postari: 934
  • Inregistrat: 17-December 13
  • Gender:Male
  • Location:Bucuresti
  • Interests:Materie de orice natura, Arhiectura, Design de produs,

Postat 11 January 2015 - 06:23 PM

[quote name='La Trovanti' timestamp='1420730663' post='778151']
Ma bucur sa gasesc interes pentru constructia si utilizarea CNC.
De acord cu bitex, si eu am pornit de la obiectivul final la modul de realizare. Problema este ca la inceput si chiar mai tarziu informatia nu este completa si nu stii cum va functiona in final, iar sa bagi bani fara sa vezi o crestere a performantelor parca nu e bine. Metoda am vazut-o la asamblare desktop PC pe Tom's hardware si mi s-a parut justificata.
O sa fac alta postare si cu solutia de ansamblu care vreau sa o folosesc, dar pentru moment o sa raspund pe acest subiect daca sunt intrebari.



Ca demers, analiza este utila si educativa. Poate fi si pragmatica daca si numai daca pe toata durata de functionare a masinii nu uiti constrangerile proiectarii de la momentul T0. Experienta arata ca arar se intampla asa. Omul isi face o jucarie pentru lemn, o gandeste pentru asa ceva, dupa care vrea sa zgarie si-un metal cu ea. Si-aici intervine ce spune Bitex: gandirea de ansamblu. Prin asta inteleg atat cum se pupa mecanica cu electronica si cu batiul cat si cum se pupa dorinta omului de la momentul T0 cu modificarile de dorinta ale aceluiasi om la momentul T1000. Greu de mediat ! Oricum, bine ai venit !
0

#5 Useril este offline   Sir_Vaska 

  • MEGA Membru
  • PipPipPipPipPipPipPip
  • Grup: Members
  • Postari: 1117
  • Inregistrat: 23-November 03
  • Gender:Male
  • Location:Maramures, Baile Borsa
  • Interests:RC - utilaje agricole, de constructii , camioane , trenulete si ... drone

Postat 12 January 2015 - 12:38 PM

Vezi postareaLa Trovanti, la 08 January 2015 - 03:12 PM, a spus:

....
Am ales sursa de alimentare 36V și f = 1000Hz.
......

Va salut. La aceste motoare putem alege tensiunea de alimentare , in schimb frecventa de lucru pentru eficienta maxima trebuie sa o determinam. Spre exemplu in cazul primului motor din tabel (23HS9430B) , pentru tensiunea de 35V este recomnandat sa nu depasim 280Hz, si atunci putem beneficia de un cuplu maxim.
0

#6 Useril este offline   La Trovanti 

  • Membru
  • PipPipPipPip
  • Grup: Members
  • Postari: 119
  • Inregistrat: 07-January 15
  • Gender:Male
  • Location:Horezu
  • Interests:http://www.cazare-horezu-pensiuni.ro/

Postat 14 January 2015 - 08:31 PM

Vezi postareaSir_Vaska, la 12 January 2015 - 12:38 PM, a spus:

Va salut. La aceste motoare putem alege tensiunea de alimentare , in schimb frecventa de lucru pentru eficienta maxima trebuie sa o determinam. Spre exemplu in cazul primului motor din tabel (23HS9430B) , pentru tensiunea de 35V este recomnandat sa nu depasim 280Hz, si atunci putem beneficia de un cuplu maxim.


Cine recomanda 280Hz? Cuplul motorului scade permanent cu frecventa. Functie de efortul de taiere, acceleratii, frecari etc EXPERIMENAL descoperi viteza maxima. Si cand crezi ca vrei viteza mai mare treci la suruburi cu pas mai mare, servomotoare, tensiuni mai mari.
0

#7 Useril este offline   bitex 

  • MEGA Membru
  • Grup: MODERATOR
  • Postari: 5662
  • Inregistrat: 02-December 02
  • Gender:Male
  • Location:Bucuresti, Sector 6

Postat 14 January 2015 - 09:42 PM

Vezi postareaLa Trovanti, la 14 January 2015 - 08:31 PM, a spus:

Cine recomanda 280Hz? Cuplul motorului scade permanent cu frecventa. ...

Sincer, nu am urmarit documentatia sa vad cine recomanda sau de ce, dar si exprimarea dumneavoastra este neclara. La motoarele pas cu pas, cum stie toata lumea, cuplul motorului creste pe masura ce frecventa scade. Adica daca ar fi sa justific neacademic ce gandesc, as scrie: "cuplul motorului este invers proportional cu frecventa", nu ca "scade permanent cu frecventa". Daca ar fi sa judec precum o femeie, as zice ca si creste permanent cu frecventa. Adica as intelege ca exista oarece proportionalitate intre cuplu si frecventa, pe cand in realitate este invers. Nu-i bai, sarim peste detaliile de exprimare si nu ne incurcam in maruntisuri.

Pe de alta parte, compartatia teoretica intre motoare este buna dar cea practica va da alte rezultate. Adica, oricat ar fi omul de limitat la punga, fiecare motor are particularitatile lui si in functie de experienta "constructorului", acesta va sti daca alege o sursa de 36V, mai mica sau mai mare. Si sunt nenumarate cazuri cand fiecare motor este alimentat de la o alta sursa, optim aleasa. Sau va alege motoarele in functie si de tensiunea de alimentare, deoarece orice MPP are un comportament optim pentru o anumita tensiune de alimentare. Detalile astea nu-s scrise prin documentatia motorului.
Lasand la o parte aspectul teoretic ireprosabil pe care il prezentati, indraznesc sa va spun cum fac eu cand am uneori ocazia. Sar peste elementul cel mai important, cel de alegere al motorului, dar o sa revin la el cad o sa fie cazul. Ajung la a stabili parametrii electrici optimi ai functionarii lui. Adica am motorul pe masa si incep sa-l comand. Il actionez la diferite tensiuni cu diferite frecvente. Urmaresc permanent cuplul si curentul consumat, dar iau in calcul tot ce tine de efectele secundare. Adica vibratii, zgomote, caracteristici de alimentare, caldura disipata sau alte maruntisuri. Si daca e sa revin la origini, pentru fiecare motor din lista prezentata de dumneavoastra voi avea alte caracteristici legate de alimentare pentru ca motoarele sa functioneze optim. Adica eu nu voi compara niciodata doua motoare alimentate in aceiasi parametri, ci le voi compara in concordanta cu cei optimi de functionare ai lor. Daca am probleme cu finantarea, voi face un compromis privind alimentarea. Pentru ca totdeuna motoarele din lista initiala vor functiona diferit dupa anumiti parametri electrici ai alimentarii.
Ca sa fac un fel de rezumat, pentru fiecare motor trag o astfel de concluzie: "acest motor functioneaza "frumos" sau "optim" la aceasta tensiune, cu aceasta frecventa si consuma atat..." Si incerc sa raman pe langa aceste valori. Sau: "la acest motor am de evitat acesti parametri:..." In final aleg varianta optima, dar este mult pe departe de cea prezentata de dumenavoastra cand aleg motoarele potrivite pentru un anumit buget. E mult tare de discutat pe langa subiect dar tocmai de aceea suntem pe baricade. Si asta este doar pentru un motor... O sa facem la fel pentru restul elementelor si cand ne saturam o sa constatam ca nu putem construi nimic cu elementele optim alese "pe bucatele". Vorbim.
Spor la treaba.
Adresa email: bitex25@yahoo.com
Telefon: 0721 385365
0

#8 Useril este offline   La Trovanti 

  • Membru
  • PipPipPipPip
  • Grup: Members
  • Postari: 119
  • Inregistrat: 07-January 15
  • Gender:Male
  • Location:Horezu
  • Interests:http://www.cazare-horezu-pensiuni.ro/

Postat 15 January 2015 - 01:02 PM

Vezi postareabitex, la 14 January 2015 - 09:42 PM, a spus:

Sincer, nu am urmarit documentatia sa vad cine recomanda sau de ce, dar si exprimarea dumneavoastra este neclara. La motoarele pas cu pas, cum stie toata lumea, cuplul motorului creste pe masura ce frecventa scade. Adica daca ar fi sa justific neacademic ce gandesc, as scrie: "cuplul motorului este invers proportional cu frecventa", nu ca "scade permanent cu frecventa". Daca ar fi sa judec precum o femeie, as zice ca si creste permanent cu frecventa. Adica as intelege ca exista oarece proportionalitate intre cuplu si frecventa, pe cand in realitate este invers. Nu-i bai, sarim peste detaliile de exprimare si nu ne incurcam in maruntisuri.

Pe de alta parte, compartatia teoretica intre motoare este buna dar cea practica va da alte rezultate. Adica, oricat ar fi omul de limitat la punga, fiecare motor are particularitatile lui si in functie de experienta "constructorului", acesta va sti daca alege o sursa de 36V, mai mica sau mai mare. Si sunt nenumarate cazuri cand fiecare motor este alimentat de la o alta sursa, optim aleasa. Sau va alege motoarele in functie si de tensiunea de alimentare, deoarece orice MPP are un comportament optim pentru o anumita tensiune de alimentare. Detalile astea nu-s scrise prin documentatia motorului.
Lasand la o parte aspectul teoretic ireprosabil pe care il prezentati, indraznesc sa va spun cum fac eu cand am uneori ocazia. Sar peste elementul cel mai important, cel de alegere al motorului, dar o sa revin la el cad o sa fie cazul. Ajung la a stabili parametrii electrici optimi ai functionarii lui. Adica am motorul pe masa si incep sa-l comand. Il actionez la diferite tensiuni cu diferite frecvente. Urmaresc permanent cuplul si curentul consumat, dar iau in calcul tot ce tine de efectele secundare. Adica vibratii, zgomote, caracteristici de alimentare, caldura disipata sau alte maruntisuri. Si daca e sa revin la origini, pentru fiecare motor din lista prezentata de dumneavoastra voi avea alte caracteristici legate de alimentare pentru ca motoarele sa functioneze optim. Adica eu nu voi compara niciodata doua motoare alimentate in aceiasi parametri, ci le voi compara in concordanta cu cei optimi de functionare ai lor. Daca am probleme cu finantarea, voi face un compromis privind alimentarea. Pentru ca totdeuna motoarele din lista initiala vor functiona diferit dupa anumiti parametri electrici ai alimentarii.
Ca sa fac un fel de rezumat, pentru fiecare motor trag o astfel de concluzie: "acest motor functioneaza "frumos" sau "optim" la aceasta tensiune, cu aceasta frecventa si consuma atat..." Si incerc sa raman pe langa aceste valori. Sau: "la acest motor am de evitat acesti parametri:..." In final aleg varianta optima, dar este mult pe departe de cea prezentata de dumenavoastra cand aleg motoarele potrivite pentru un anumit buget. E mult tare de discutat pe langa subiect dar tocmai de aceea suntem pe baricade. Si asta este doar pentru un motor... O sa facem la fel pentru restul elementelor si cand ne saturam o sa constatam ca nu putem construi nimic cu elementele optim alese "pe bucatele". Vorbim.
Spor la treaba.



Teoria si matematica doar modeleaza un comportament real. In practica apar vibratii(si alte neprevazute) care sunt greu de anticipat cu un model matematic(pentru mine). Sa luam partile bune din estimarea cuplu/ pret.
De acord ca verificarea finala vine cu practica.
0

Arata acest topic


Pagina 1 din 1

1 useri citesc topicul
0 membri, 1 vizitatori, 0 utilizatori anonimi

913Creative.ro