Step Motor ve Sürücülerimizi Ne Kadar Tanıyoruz?

Yusuf&CNC

Usta Üye
Katılım
14 Ağu 2015
Mesajlar
1,554
Puanları
183
Konum
İstanbul
Step motor ve sürücüler CNC router'ın önemli elemanları. Hepimiz kullanıyoruz, peki ne kadar iyi biliyoruz? Benim gördüğüm bilgimiz yeterli derinliğe sahip değil. Uzman olmayı da kastetmiyorum ama seçerken ve verimli kullanmak için biraz daha fazla bilgiye sahip olmamız gerektiğine inanıyorum. Konu hakkında doğruları bildiğimi iddia etmiyorum ancak okuduklarımdan anladıklarımı yazmak, sizlerin katkısı ile ve tartışılarak konunun işimize yaracak kadar aydınlığa kavuşmasını umuyorum.

CNC'nin diğer bileşenleri içinde aynı şeyler geçerli. Örneğin Mach3 yazılımın kuruluş değerleri. Henüz o safhaya gelemedim. Geldiğimde bir çok değer girmem gerekecek. Arkadaşlar yeni başlayanlara yardımcı olup ilk girilmesi gereken değerleri veriyorlar ve başlangıç için bu bilgi çok değerli. Makinanın çalışması ile ilgili bir değişiklik yapmak istediğimizde veya bir sorun çıktığında, bilmediğimiz çok sayıda değişken arasında kaybolmamız ve yine yardım almadan çözmemiz de pek mümkün değil. Deneyimli arkadaşlar bu değerlerin ne işe yaradığını da açıklarsa veya bilmediklerimizi öğrenip paylaşabilirsek hepimizin sıkıntıları azalacaktır. Bilgimizi artırmamız, bir aşama ileri götürüp daha iyi makinalar yapmamızı da sağlayacaktır.
 
Son düzenleme:
Konu Sah
Yusuf&CNC

Yusuf&CNC

Usta Üye
Katılım
14 Ağu 2015
Mesajlar
1,554
Puanları
183
Konum
İstanbul
Çoğumuzun kullandığı Şahin Rulman'dan alınan step motorların kataloglarında eksiklik var. Katalogda verilen değerler sadece paralel bağlanması ile ilgili. Yanılmıyorsam bir yıl kadar önce seri ve unipolar değerleri ve tork/devir eğrileri de vardı. Sorun sadece bu firma ile sınırlı değil. 3D yazıcı için Nema 17 motor aradığımda, çoğu satıcının yeterli ve doğru bilgi vermediğini veya sahip olmadığını gördüm.

8 telli motorlar aslında paralel, seri ve unipolar gibi üç değişik bağlantı seçeneği verdiği için cazip ürünler. Verimli kullanabilmek için ayrıntılı amper, volt, endüktans ve direnç değerlerini bilmemiz lazım ve bu değerler motorun bağlantı şekline göre değişiyor. Sonuç ise farklı tork ve hız seçeneği.

Aşağıdaki örneğe bakacak olursak;
http://www.leadshine.com/productdetail.aspx?type=products&category=stepper-products&producttype=2-phase-stepper-motors&series=57HS&model=57HS22

Leadshine.png


En alttaki motor bizim kullandığımız Nema23 - 3A motorlara yakın gibi ancak verilen 2.8A değeri seri! bağlanması halinde. Paralel bağlandığında ise amper iki katına çıkıyor. Seri bağlı kullanırsak voltaj değerinin de iki katı gibi yüksek olması gerekir. İşin bir de sürücü sınırlarından kaynaklanan yanı var.

Paralel akım değeri = unipolar (A) x 1.41
Seri akım değeri = unipolar (A) / 1.41

Unutmamamız gereken verilen tork değerlerine, sadece yeterli amper ve voltaj değerlerinin sağlanması halinde ulaşılabileceği aksi takdirde (örneğin düşük voltajda) bu tork değerlerinin altında kullanıyor olduğumuzdur. Diğer yandan güç kaynağı ve sürücülerin fiyatı, yüksek amper ve voltaj değerleri için çok artıyor.

Konuyu araştırmamın bir nedeni de elimdeki sürücü ve güç kaynağının sınırları. Güç kaynağım 48V ve 12.5A ve 4. eksen de eklemeyi düşünüyorum, motorlar NEMA 23 ve 34. Max. amper değerini aşmadan kullanabilmek için seri veya paralel bağlamak, amperi düşürmek seçeneklerim. Öncelikle elimdeki malzemenin doğru değerlerini bilmem gerekiyor.

Yukarıdaki motora ait tork-hız grafiği ise aşağıda. Grafik üreticinin seçtiği voltaj değerleri için, yanıltıcı olabilir dikkatli okumamız gerekiyor.

Tork.png

Grafikte benim gördüğüm, ucuz olduğu söylenen unipolar sürücünün de alternatif olabileceği.

Voltaj-amper değerlerine de göz atarsak, verimli çalışması için nasıl beslememiz (volt-amper) gerektiğini de anlatıyor.
 

Ekli dosyalar

Son düzenleme:
Konu Sah
Yusuf&CNC

Yusuf&CNC

Usta Üye
Katılım
14 Ağu 2015
Mesajlar
1,554
Puanları
183
Konum
İstanbul
Peki ürünlerin tanıtım bilgilerine güvenebilir miyiz? Aşağıda bir örnek;

HY-TB6600.png

Kendi sürücümde de olan TB6600 ile ilgili üreticinin katalog bilgileri ise;

https://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=14683...TB6600HG

Toshiba.png

Sürücü üreticisi 50 volt ve 5 ampere kadar derken, sürücünün içerisinde kullanılan entegrenin üreticisi ise;
Max. 42 volt ve 4.5 amper değerlerini veriyor.

"Absolute maximum ratings" yani bir an için bile aşılmaması gereken değer olarak 50 volt ve 5 amper veriliyor.

Bu yanıltmacanın sadece bu ürüne ait olmayıp yaygın olduğunu düşünüyorum!
 

Ekli dosyalar

Son düzenleme:

Yusuf SEYLAN

Usta Üye
Katılım
3 Ocak 2015
Mesajlar
1,184
Puanları
183
En son verdiğiniz tabloda
Ta= 25° ise 50v 5a demiş
Ta=-35° / 85° de 42v 4.5a demiş
Ortam sıcaklığıda önemli
Hiçbir ürün 25° (oda sıcaklığı) deki değerlerinde çalışmaz zaten
Satıcılar genelde işine geldiği değeri verir. Üretici kataloglarından bakmak her zaman doğrusudur.
 
Konu Sah
Yusuf&CNC

Yusuf&CNC

Usta Üye
Katılım
14 Ağu 2015
Mesajlar
1,554
Puanları
183
Konum
İstanbul
Yukarıdaki grafikde (2. mesajda) verilen amper değerlerine dikkatinizi çekmek istiyorum.

57HS22 model motorun bağlama şekline bağlı olarak verilen katalog (RMS) amper değerleri seri = 2.8A ve paralel = 5.6A olmasına rağmen grafikde max (peak) amper değerleri sırası ile 3.8 ve 7.5 ampere çıkmış! Katalog değeri yaklaşık %35 aşılmış.

Bir üstteki mesajda ise 4.5A olan sürücünün (TB6600) asla aşılmaması gereken amper değeri 5 olarak verilmiş. 4.5A katalog (RMS) değeri olan bir motor bağladığmızda, çalışırken %35 amper artışı olsa 6 ampere çıkacağını söyleyebiliriz. Varsayım doğru ise ve sürücü tarafından 5A ayrıca sınırlandırılmadıysa (sınırlanırsa, max düzgün çalışma değeri 5/1.41 = 3.5 ampere düşer mi?) yandı bizim sürücü!

Aşağıdaki bilgi, motor ve sürücü üreten bir firmanın bilgilendirme sayfasından ve özetle;

http://www.linengineering.com/resources/white-papers/amps-phase-vs-amps-peak/
  • Step motor üreticilerinin verdiği katalog (RMS) amper değerinin, motorun çok ısınmadan ve yanmadan çalışabileceği ortalama amper değeri olduğu.
  • Sürücü üreticilerinin ise max. (peak) amper değerini göz önüne aldığı.
  • Max. amper değerinin anlık olarak, ortalama değerin 1.41 katına kadar çıktığı.
Merak edenler 1.41 katsayısının nasıl hesaplandığına da bakabilir. Buradan çıkaracağımız sonuç ise sürücü alırken verilen amper değerinin ortalama mı (RMS) yoksa max (peak) değer mi olduğuna dikkat etmemiz.

----------------------------------------------------------
Bir başka örnek, Leadshine M542 sürücü üreticisinin sitesinde;

Features
  • Extremely cost-effective
  • Good high speed performance
  • Supply voltage up to +50 VDC
  • Output current up to 4.2A ...
olarak tanıtılsa da, kataloğuna baktığımızda;

http://americanmotiontech.com/Upload/Manuals/M542m.pdf

M542.png

4.2 amperin max. değer olduğunu, ortalama amperin 3 olduğunu ve diğer değişle en çok 3 amperlik motor kullanmamız gerektiğini anlıyoruz (3 x 1.4 = 4.2).
 

Ekli dosyalar

Son düzenleme:
Konu Sah
Yusuf&CNC

Yusuf&CNC

Usta Üye
Katılım
14 Ağu 2015
Mesajlar
1,554
Puanları
183
Konum
İstanbul
Güç kaynağı ile ilgili aşağıdaki yazı yine M542'nin kataloğundan, faydalı olabilir.

------------------------------------
Regulated or Unregulated Power Supply Both regulated and unregulated power supplies can be used to supply the driver. However, unregulated power supplies are preferred due to their ability to withstand current surge. If regulated power supplies (such as most switching supplies.) are indeed used, it is important to have large current output rating to avoid problems like current clamp, for example using 4A supply for 3A motor-driver operation. On the other hand, if unregulated supply is used, one may use a power supply of lower current rating than that of motor (typically 50%~70% of motor current). The reason is that the driver draws current from the power supply capacitor of the unregulated supply only during the ON duration of the PWM cycle, but not during the OFF duration. Therefore, the average current withdrawn from power supply is considerably less than motor current. For example, two 3A motors can be well supplied by one power supply of 4A rating.
------------------------------------

Özetle;

Regulated ve unregulated güç kaynaklarının her ikisi de sürücü ile kullanılabiliyor. Unregulated akım koruması sağladığı için tercih ediliyor.

Regulated güç kaynağı (çoğu SMPS) kullanıldığında olası sorunlardan kaçıkmak için, daha güçlü seçilmesi. Verilen örnek 3A motor için 4A güç kaynağı seçilmesi yönünde.

Unregulated güç kaynağı kullanıldığında ise motorun amper değerinin %50-70'i civarında seçilebileceği. Nedeni ise güç kaynağı PWM ile açık-kapalı döngüsü ile çalışırken, sürücünün sadece açık durumda akım çekmesi nedeni ile çekilen ortalama akımın motor akımından daha az olması. Örnek olarak da 2 adet 3A lik motorun 4A lik bir güç kaynağı ile beslenebileceği.

Not: Regulated ve unregulated terimlerinin Türkçesini söylerseniz ben de yazımda düzeltmek isterim.
 
Son düzenleme:

by lent

Yönetici
Yönetici
Yönetici
Katılım
21 Nis 2009
Mesajlar
9,523
Puanları
2,508
Regule aynı olumlu eki -li, olumsuz eki -siz ;).
 
Konu Sah
Yusuf&CNC

Yusuf&CNC

Usta Üye
Katılım
14 Ağu 2015
Mesajlar
1,554
Puanları
183
Konum
İstanbul
elimde 3 adet, m542 step motor sürücü, ayrıca 3 adet nema 23 57HS22 step motor var.

tek 12V 'luk cpu ile besliyorum. bu yeterli oluyor mu? olmuyorsa, her motor için powersupply mi takmalıyım? aynı sorun bende de var gibi.
Örnek ilginç gelebilir. Nema 17, 42HS03 gibi küçük bir step motorun katalog voltaj, akım ve endüktans değerleri;
4.6V, 1A ve 4mH,
torkunun ise 0.34Nm (0.47?) olmasına karşın beslenebileceği voltaj değeri 64V ve bu sınır endüktans kaynaklı (voltaj sınırı ise 20x4.6=92V ile endüktans sınırından daha yüksek).

Step motorlar yüksek torkda ve hızda çalışmak için yani katalogda verilen tork değerine ulaşabilmeleri için yine katalogda verilen voltaj değerinden çok daha yüksek voltaja ihtiyaç duyuyorlar.

Katalog akım değerlerini de sağlamamız gerekiyor. Seri bağlı çalışması halinde gereken akım düşse de voltajın daha da yüksek olması gerekiyor (voltaj ve endüktans değerleri de değişiyor).

Yüksek akım ve gerilim, daha pahalı sürücü ve güç kaynağı demek ancak olanaklar dahilinde gerekene yaklaşmakta fayda var.

Aşağıdaki sayfada step motor için gerekli voltaj hesabı ve voltajın max sınır değerinin kaynağı ile ilgili (internet kökenli) bilgiler var;

CNC Router Tasarımım İçin Bilgi Eksikleri, 18. sayfa da, mesaj no:172 ve 178
 
Son düzenleme:

elektrikçicüneyt

Profesyonel Üye
Katılım
6 Ağu 2007
Mesajlar
3,034
Puanları
1,008
Yaş
43
Konum
kocaeli
Benim de forum da dikkat ettiğim bir olay bu!Bir çok kişi piyada hazır satılan 12VDC ve 24VDC güç kaynağı kullanıyor ama bu güç kaynakları kumanda panolarında kullanıldığı için piyasada bol miktarda bulunuyor fakat bir çok step motorun çalışma voltajı bu voltajlardan daha yüksek veya daha düşük voltaj da 12 veya 24vdc ile çalışan step motor ben şuana kadar incelediğim kataloglarda görmedim.Aynı marka step motorun 3 ayrı modelinde kullanılması gereken voltaj değerlerine bir bakınız hiç biri bir biriyle aynı değil!
http://www.szghauto.com/index.php?c=product&id=162
http://www.szghauto.com/index.php?c=product&id=160
http://www.szghauto.com/index.php?c=product&id=67
bu motorlar aynı marka ve bir birine yakın modeller.
 
Konu Sah
Yusuf&CNC

Yusuf&CNC

Usta Üye
Katılım
14 Ağu 2015
Mesajlar
1,554
Puanları
183
Konum
İstanbul
bu motorlar aynı marka ve bir birine yakın modeller.
Ama sarımları, yapıları farklıdır.

Katalog voltaj değerleri de görüldüğü gibi çok düşük.

Aşağıdaki sayfada step motor için gerekli voltaj hesabı ve voltajın max sınır değerinin kaynağı ile ilgili (internet kökenli) bilgiler var;

CNC Router Tasarımım İçin Bilgi Eksikleri, 18. sayfa da, mesaj no:172 ve 178
Çalışması gereken voltaj değeri ise hesaplanmalı yoksa tork ve hız olarak motoru gerçek kapasitesinde çalıştıramayız.

Sanırım 12 ve 24 V güç kaynaklarının yaygın olma nedeni sadece fiyatı. 24 voltun altında step motor voltaj sınırı görmedim. Sadece güç kaynağının değil sürücünün de amper ve voltaj değeri yüksek olması gerektiği için, toplam maliyet çok artıyor.
 

Sponsor Bağlantı

Forum istatistikleri

Konular
106,049
Mesajlar
747,131
Kullanıcılar
394,133
Son üye
mtndmr21

Yeni konular

Üst