Step motorda tork ve aşırı ısınma problemi

[Yusuf&CNC]

Örneğin SOYO adlandırmada uzunluk kullanıyor, açıklamasında var.
SY85STH156 motorda 156 mm uzunluk.

Leadshine da
86HS35 3.5 Nm
86HS45 4.5 Nm
86HS85 8.5 Nm

Bu benim çıkarımım. İlk üç motora bakmamıştım, adlandırılmaları farklı. Yine de bu üçünün torkdan adlandırıldığını düşünüyorum. Eski-yeni tip farkı olabilir.

Ek: Aşağıdaki sayfada 110HS motorlar da adını torktan almış;
http://www.leadshine.com/series.asp...oducttype=2-phase-stepper-motors&series=110HS

Aynı sayfada "Part Numbers" seçildiğinde motorların adlandırılma sistemi görülebiliyor.

 

[canerten]

86HS35 benim motordu sanırım. (y ekseni). 24V ve m542 ile sorunsuz kullanıyorum. Hatta alırken sürücüyü biraz daha büyük alayım demiştim. Şahin rulman boşa para harcama dedi vermedi.

 

[Yusuf&CNC]

12 Newton diye satılan enkoderli step motorlar aslında 8.5 Newtonluk Şükür ki motoru almadan ayıktım duruma. İstanbula gidip birebir görüştüm kendileriyle ondan sonra aldım motorları. Bu yüzden farklılık olması normal dedim abi

Bu sorunun kaynağının aşağıdaki seri-paralel bağlantı ve tork farkı olduğunu düşünüyorum. Seri bağlantıdaki yüksek (pratikte var olmayan) tork değerini kullanarak motoru adlandırmak üreticinin işine geliyor. Yine grafiklerde çoğu zaman katalog akım değerinin ve hesaplanan gerilim değerinin üzerindeki akım ve gerilim ile yaptıkları test sonuçlarını veriyorlar. Bu değerlerle kullanırsak herhalde el bile yakar.

Aslında pratikte fazla bir önemi olmuyor. Adı 12 Nm olan ve belirli bir piyasa fiyatı olan motoru alıyoruz. Verdiğimiz gerilim ve seçtiğimiz mikro step ayarı ile varsayalım 6 Nm torkla kullanıyoruz (devir arttıkça da tork düşmeye devam ediyor) ve bir sorun oluşturmuyor. Biz motorun torkunu ölçmüyoruz, 6 Nm'lik torkun yaptığı işi biliyoruz ve bunun adı bizim için 12 Nm'lik motor. Eğer hesapla 12 Nm gerektiğini bulsak ve bu motoru bağlasak o zaman çok zayıf kaldığını görürdük. 12 Nm'lik torku gerçekten elde etmek istesek, 18-20 Nm olarak adlandırılan ve daha pahalı motorlardan almak zorunda kalırdık.

Bu arada step motorların tork grafiklerindeki genel bir ayrıntıya dikkat çekmek istiyorum.
https://www.google.com.tr/url?sa=t&...ggkMAA&usg=AFQjCNF_YcxjXIXgKL-zY470PNoJP5Q1WA
Bu sayfadaki 86HS85 adlı motoru incelediğimizde (daha belirgin olduğu için);

Motorun torku 8.5 Nm olarak veriliyor. 8.5 Nm sadece motor seri bağlı iken elde edilebilen bir değer. Bizler genelde paralel bağlı kullanıyoruz. Tork değeri full stepte yaklaşık 6.8 Nm'den başlıyor, 1/2 mikro stepte ise yaklaşık 6 Nm'den başlıyor.

Kısaca 8.5 Nm olarak aldığımız motor, paralel bağlı ise pratikte bizim için 6 Nm'dir diyebiliriz. Bu değer 75 VDC ile elde ediliyor, düşük gerilim verdiğimizde tork da düşecektir. Mikro step 1/2 değilde 1/8, 1/16 gibi değerlere çıktığında tork biraz daha azalacaktır.

 

[Yusuf&CNC]

4. eksen için kullanacağım Soyo SY85STH156-4208A step motorun özelliklerini anlamaya ve gerilim değerini belirlemeye çalışıyorum. Yukarıdaki konuya iyi bir örnek olması açısından sizlerle de paylaşmak istedim.

Motor Nema 34, 12.2 Nm olarak geçiyor. İlişikteki PDF dosyasındaki grafiğini incelediğimizde torkun 6 Nm'den başladığını görüyoruz. Test için katalog değeri olan 4.2 A akım verilmiş, mikro step 1/2 alınmış. Step motorların fazla ısınmadan çalışması için gerilimin en çok 32 x √(endüktans) olması öneriliyor, bu motor için 32 x √8 = 90 V çıkıyor. Test değeri ise 110 VAC, sanırım 150 VDC'ye yakın bir karşılığı var. Isınma sınırının çok üzerinde bir gerilim verilirse grafikteki 6 Nm'den başlayan bir tork elde edilebiliyor. Bu gerilim ısınma, motorun ömrünün kısalması sorunlarını doğuracaktır. Bunu ihmal etsek bile bu gerilimi sağlayabilecek özellikteki sürücü de çok pahalı olacaktır.

Gerilim 30-50 volt DC civarında verilirse, tork eğrisinin de grafiktekine göre büyük oranda düşük olacağı açık. Mikro step 1/2'den yüksek seçilirse tork daha da düşecektir.

Grafiğin x eksenindeki değerlerin ne olduğu yazılmamış. Sanırım PPS (pulse per second). 1K = 1000 pps, 1000 PPS /3.33 = 300 RPM.

 

[asenyurt]

sanırım yanlış yorumluyorsunuz pdf i

pdf de demiş ki PULL OUT TORQUE CURVE hemen altında kulanılan sürücü ve sürücüyü beslediği 110 ac v falan demiş

 

[Yusuf&CNC]

"Pull-out Torque Curve" motordan alabileceğimiz maksimum torkun eğrisi, MinebeaMitsumi firmasının açıklama sayfası;

http://www.nmbtc.com/step-motors/engineering/torque-and-speed-relationship/

 

[Suat_Korkmaz]

Benim konuya donecek olursak, Leadshine 86HS45 dokumanini daha dikkatlice inceleyince, motordan en iyi 6 amperle verim almislar. Yani 6 ampere kadar cikabilirim. Gerci voltaj yine 30 olacak ama denemeye deger. Sonuc olarak 1/3 daha fazla guc verecegim.

Bir de surucude current reduction ayari var. Bunu off yaparak isinmayi onleyebilirim sanki.

 

[Yusuf&CNC]

Aşağıdaki örnek belirli bir motora ait olsa da step motorlar için voltaj-tork ilişkisininin grafiği tipik olarak aşağıdaki gibi olacaktır. Uygulanan gerilime bağlı tork eğrisi daha düşük olacaktır derken, aşağıdaki gibi başlangıç tork değeri sabit kalacaktır. Daha yüksek gerilim sağladıkça hıza bağlı tork düşümü azalıyor. Nedeni ise motorun hızı arttıkça akımın motor sargılarında yükselecek yeterli zamanı bulamaması. Gerilim in yükselmesi ise akımın daha hızlı akmasını, hıza bağlı tork kaybının az olmasını sağlıyor.

Bu nedenle motorlarımızı olanaklar ve sağlıklı çalışma sınırları dahilinde yüksek gerilimle (voltajla) beslemeliyiz. Motorların verilen tork eğrilerinin çok yüksek gerilimle ancak elde edilebildiğini göz ardı etmemeliyiz. Gerilimin artmasının karşılığında motorun ısınması ve gürültülü, titreşimli çalışması da artacaktır.

"Tork için akım, hız için gerilim" sözünü biraz açarsak;
Tork için akım, hız arttıkça torkun fazla düşmemesi için yüksek gerilim demek daha doğru olacaktır.

https://www.applied-motion.com/news/2015/10/dynamic-torque-step-motor-sizing

Benim konuya donecek olursak, Leadshine 86HS45 dokumanini daha dikkatlice inceleyince, motordan en iyi 6 amperle verim almislar. Yani 6 ampere kadar cikabilirim. Gerci voltaj yine 30 olacak ama denemeye deger. Sonuc olarak 1/3 daha fazla guc verecegim.

Bir de surucude current reduction ayari var. Bunu off yaparak isinmayi onleyebilirim sanki.

Benim önerim gerilimi artırmanız. Daha sağlıklı ve yüksek tork elde etmek için akım yerine gerilimin artması daha uygun gözüküyor.

Motor üreticisi firmaların, grafikleri iyi gösterebilmek için genelde sağlıklı çalışma sınırlarının ötesinde yüksek akım ve gerilim ile test yaptıklarını düşünüyorum.

 

[asenyurt]

suat abi
sürcünün pdfinde maksimum voltaj ne diyorsa ona yakın yapmakta yarar var. motor amperi atıyorum 3 amper ise sürücüde 3 e yakın bir akım ayarlaması yapılmalı. motor maks 3 amper olduğu için peak 3 amper i geçmemeli.

bunları yaparsan hiçbir sorun olmaz

ısınmayı da şöyle denemende fayda var.
minimum 1 saat çalışmada motor ne kadar ısınıyor ve sürücüde ısı ne vaziyette ?
eğer sürücüde ısı yok motorda normal ısı varsa ve o ısıda (yani minimum 1 saat çalışmadan sonra) yaptığı çıkardığı iş aynı ölçülerde ise sorun yok demektir.

benim motorlarda ısınıyor nema 23 2.2nm 3amper
ama öyle el değmeyecek kadar değil
5 saat motorların çalıştığı oldu. çıkan iş ölçülerinde hiç sorun olmadı.

 

[Yusuf&CNC]

Genelde kullandığımız motorların çalışabildiği maksimum gerilim değerleri çok yüksek. Biz gereken akım değerine bakıp ve daha çok bütçemize uygun bir sürücü alıyoruz. Bu her zaman sürücünün maksimum voltaj değerinde kullanılmasının doğru olacağı anlamına gelmiyor.

Bir örnek vereyim. Varsayalım sürücü teknolojisi basit olsun ve 10 TL'ye 150 VAC 200 VDC sürücü satılsın ve her motor alan da bu sürücülerden alsın. 2 Nm'lik veya 20 Nm'lik motor alan da aynı maksimum gerilim ile çalıştırırsa motor yanacaktır. Bizi yanıltan bize gerekli gerilimdeki sürücülerin pahalı oluşu. Bu durumda önce bize yeten güçteki motoru belirler, ucuz ve güçlü sürücümüzün üzerinden gerilimi motorun maksimumuna göre düşürürdük. (Düzeltiyorum; Sürücüye verilen gerilimi motorun maksimumuna göre, güç kaynağı veya trafo (seçimi) ile sınırlardık)

Belirleyici olan makinenin motor (tork) gereksinimi. Pratikte sürücünün belirlemesinin nedeni fiyatının pahalı oluşu. İkinci neden ise güç kaynağının maliyetinin de yüksek oluşu. Bu nedenle çoğu zaman motorun kataloğunda verilen tork grafiğinin epeyce altında torkla (düşük gerilimle) motorlarımızı kullanıyoruz. İş için (veya satış için) kritik güçte ve yüksek torklu bir makine yapıyor olsaydık, parçaların her birinin sınırlarını motor da dahil satın almadan önce ayrı ayrı belirlerdik.