Dobór silników krokowych

Silniki krokowe i wszystko, co z nimi powiązane
Awatar użytkownika
Cosik
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 6
Posty: 907
Rejestracja: 09 gru 2017, 10:12
Lokalizacja: Wrocław
Drukarka: HEVO DC, Mikrus
x 281
Kontakt:

Dobór silników krokowych

Post autor: Cosik »

Hej,

Od dawna zabierałem się za napisanie tego a wiedza już jest rozrzucona po paru wątkach.

Wielu z nas dobierając silniki krokowe do drukarki patrzy głównie na moment obrotowy albo cenę. Ale nie wszyscy zdają sobie z tego sprawę że zachodzi tam o wiele więcej bardziej skomplikowanych zależności. Głównym wrogiem są zjawiska EMF a co za tym idzie prędkość przy której spada moment silnika i gubione są kroki. O ile w przypadku rozwiązań na paskach przełożenie jest znikome to każdy tego nie zauważa, o tyle rozwiązania z większymi przełożeniami.

Ale może po kolei. Założeniem dywagacji jest porównanie silników przy takim samym napięciu i prądzie w piku. Dla porównania przyjmujemy prąd 1000mA oraz dwa najpopularniejsze napięcia zasilania, czyli 12V i 24V.

1. Paski GT2 i zębatka 20 z mikro-krokiem 1/16
Jak widzimy na załączonym obrazku nie ma żadnych problemów. Większość silników osiąga prędkości powyżej 200 mm/s więc z tym nie powinno być problemów dla nikogo.
gt20.jpg
2. Ekstruder z MK7 i mikro-krokiem 1/16
Tutaj jest już nieco gorzej, widać że większość silników ma powyżej 100mm/s. To również nie powinno sprawiać problemów, z tego co widziałem, to zazwyczaj prędkości używane w extruderach stanowią do około 50mm/s
exmk7.jpg
3. Śruba trapezowa mikro-krokiem 1/16
Tu się pojawiają pierwsze problemy. Prędkości silników spadły momentalnie do 10 mm/s. W rzeczywistości jednak nie wiele osób zdaje sobie z tego sprawę dlaczego tak jest. Najczęściej śruby w osi Z poruszają się o bardzo niewielkie odległości w trakcie druku więc i to jest nie do końca zauważalne. Najczęściej irytuje robienie home osi Z po wysokim wydruku, to zazwyczaj długo trwa.
sruba.jpg
4. Extruder z przełożeniem i mikro-krokiem 1/16
Porównajmy dwa ostatnimi czasy najpopularniejsze na forum: Tytan extruder (3:1) oraz Veron Mobius 2 (4:1). I w tych wypadkach jest najgorzej, zwłaszcza jeżeli używa się extrudera typu bowden. Jak widać w tabelach dla Tytana większość wartości dość mocno spada nawet do przedziału 15-20 mm/s. Z własnych doświadczeń wiem że retrakcja z większą prędkością działa lepiej, zwłaszcza na bowden, gdzie zwykle jest to kilka mm a dodatkowo rurki PTFE pracują. Dla mobiusa jest jeszcze tragiczniej, brak silnika przekraczającego prędkość 40 mm/s. Co więcej należy zauważyć iż są to obliczenia czysto teoretyczne. W praktyce te prędkości są zawsze mniejsze ze względu na dodatkowe czynniki jak np. rezystancja przewodów do silnika.
tytan.jpg
mobius2.jpg
Podsumowanie.
Nie do końca może widać z załączonych tabelek, ale momentem silnika można sterować poprzez prąd lub napięcie. Jednak zwiększając prąd silnika zwiększamy moment a tym samym zmniejszamy prędkość przy której on spada. Znacznie lepiej jest zwiększać napięcie i do tego najwięcej osób zachęca na forum. Zachęcam do dyskusji :D

Materiały dodatkowe
- kalkulator EMF https://reprapfirmware.org/
- dobór silnika https://duet3d.dozuki.com/Wiki/Choosing ... per_motors
- mój arkusz https://docs.google.com/spreadsheets/d/ ... sp=sharing
Kamino, fredator, Abys, Adinfo
Wolność wariacie w swoim warsztacie...
HEVO DC - wciąż wiele pomysłów na usprawnienia :D
Mikrus - moje szaleństwo -> viewtopic.php?f=10&t=6880
Moje projekty 3D

https://discord.gg/cBYzhm2 -> RepRapy PL
Awatar użytkownika
dragonn
Zasłużony
Postów w temacie: 6
Posty: 6383
Rejestracja: 12 gru 2016, 21:50
Lokalizacja: Opole
Drukarka: LUME
x 1455

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: dragonn »

Cosik pisze: Podsumowanie.
Nie do końca może widać z załączonych tabelek, ale momentem silnika można sterować poprzez prąd lub napięcie. Jednak zwiększając prąd silnika zwiększamy moment a tym samym zmniejszamy prędkość przy której on spada. Znacznie lepiej jest zwiększać napięcie i do tego najwięcej osób zachęca na forum. Zachęcam do dyskusji :D
Z tym się nie do końca zgodzę, bo moim zdaniem to dwie różne rzeczy:
- zwiększanie napięcia zwiększa granicę przy której silnik zaczyna gubić moment, ale nie zwiększa momentu jeśli silnik pracuje w tej granicy
- zwiększanie prądu zwiększa moment ale do danej granicy, przy czym zwiększanie prądu też zmniejsza maksymalną prędkość. Ale tutaj przynajmniej moim zdaniem występuje taka zależność:
moment.png
Przy czym to jest moja teoria, nie szukałem potwierdzenia dla niej.
kretu
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 6
Posty: 570
Rejestracja: 18 kwie 2017, 20:56
Lokalizacja: Szczecin
Drukarka: Bizer
x 105

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: kretu »

Edit tu był mój wywód ale jeszcze nie skończyłem się doktoryzować na ten temat a widzę że już znalazłem w swoim rozumowaniu błędy :P
kretu
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 6
Posty: 570
Rejestracja: 18 kwie 2017, 20:56
Lokalizacja: Szczecin
Drukarka: Bizer
x 105

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: kretu »

Dobra po całonocnym researchu (zaznaczam że to oznacza że mój poziom wiedzy jest jak u antyszczepionkowców) wychodzi mi na to że zbyt mocno uprościłeś temat i twoja tabelka może wręcz wprowadzać w błąd. Dodałem do twojej tabeli kluczowy moim zdaniem parametr czyli teoretyczny moment z jakim faktycznie będzie pracował silnik uwzględniając prąd ze stepstica. Oraz "wskaźnik X" który jest zwyczajnie iloczynem wynikowego momentu oraz prędkości max ze względu na EMF który można traktować jak coś w rodzaju wydajność.

https://docs.google.com/spreadsheets/d/ ... sp=sharing

Ze względu na mnogość silników ich wag mocy i innych parametrów które trzeba dobrać pod konkretne rozwiązanie najlepszym co można zrobić to bazę silników aby wygodnie w jednym miejscu sobie sortować i przeglądać silniki. Aby to miało sens konieczne jest dodanie informacji o wielkości i wadze silnika bo nie ma co porównywać pancaka i krowy 60mm długiej która waży pół kilo. Dobrze też by było dodać cenę za jaką można dostać dany silnik (wiadomo że nie będzie zawsze aktualna ale zawsze coś)
tig33r
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 4
Posty: 629
Rejestracja: 15 lip 2017, 16:07
Drukarka: Hypercube Evolution
x 100

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: tig33r »

Żeby było jeszcze łatwiej dla początkujących to dla silników osi x i y chyba 100 mm/s i +/- 0,45 Nm powinno być wystarczające natomiast co do ekstruderów to jaki moment przyjmujemy za wystarczający do poprawnej pracy i jaką minimalną prędkość? Niech mnie ktoś poprawi jeśli piszę głupoty. :DD
Awatar użytkownika
Cosik
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 6
Posty: 907
Rejestracja: 09 gru 2017, 10:12
Lokalizacja: Wrocław
Drukarka: HEVO DC, Mikrus
x 281
Kontakt:

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: Cosik »

Dobrze piszesz. Ale co do extruderów to zależy :D Mając extruder z przełożeniem, nie wiem jak się powiela moment, ale jest znacznie większy niż bez przełożenia. Więc dla extruderów zwłaszcza bowden bez przełożenia musi być mocny silnik. Ale też tak jak napisałem, prędkości jakie widywałem do retrakcji przy różnych filmikach i zrzutach od ludzi nie były większe niż 55mm/s. Więc to jest długi temat :D
Wolność wariacie w swoim warsztacie...
HEVO DC - wciąż wiele pomysłów na usprawnienia :D
Mikrus - moje szaleństwo -> viewtopic.php?f=10&t=6880
Moje projekty 3D

https://discord.gg/cBYzhm2 -> RepRapy PL
tig33r
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 4
Posty: 629
Rejestracja: 15 lip 2017, 16:07
Drukarka: Hypercube Evolution
x 100

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: tig33r »

Przemnażasz, więc w titanie moment rośnie trzykrotnie, a prędkość trzykrotnie maleje.
Awatar użytkownika
M4G1K
Postów w temacie: 4
Posty: 129
Rejestracja: 16 wrz 2018, 09:49
Lokalizacja: Gdynia
Drukarka: Dużo tego :)
x 30
Kontakt:

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: M4G1K »

Witam mam dylemat nad 3 wariantami silników krokowych do Hevo. Zamawiałbym pakiet 5 sztuk więc raczej wszędzie jednakowe
42BYGHM809
42BYGHM810
czy może tańsza opcja 17HS4401S

Stepsticki póki co TMC2130 i A4988 mam w posiadaniu , elektronika Ramps 1.6 Plus prawdopodobnie na start wskoczy
Awatar użytkownika
Cosik
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 6
Posty: 907
Rejestracja: 09 gru 2017, 10:12
Lokalizacja: Wrocław
Drukarka: HEVO DC, Mikrus
x 281
Kontakt:

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: Cosik »

Dobra, a teraz czego od nas oczekujesz? Próbowałeś analizować tabelę? Coś wykminiłeś z niej o tych wybranych silnikach?
Wolność wariacie w swoim warsztacie...
HEVO DC - wciąż wiele pomysłów na usprawnienia :D
Mikrus - moje szaleństwo -> viewtopic.php?f=10&t=6880
Moje projekty 3D

https://discord.gg/cBYzhm2 -> RepRapy PL
kretu
Konto z ograniczeniami
Postów w temacie: 6
Posty: 570
Rejestracja: 18 kwie 2017, 20:56
Lokalizacja: Szczecin
Drukarka: Bizer
x 105

Re: Dobór silników krokowych

Post autor: kretu »

42BYGHM810 jest 2,5A więc stepsticki które wymieniłeś kompletnie nie podołają zasilić je jak należy 1,7A to raczej max na co powinieneś patrzeć.
42BYGHM809 to silnik 0,9* co przez gości od Duet jest nie zalecane jeżeli faktycznie nie potrzebujesz tej zwiększonej dokładności.
17HS4401 wygląda ok o podobnych parametrach masz jeszcze 42BYGHW609
ODPOWIEDZ

Wróć do „Silniki, sterowniki silników (stepsticki)”