Κατασκευή τροφοδοτικού για οδήγηση DC servo

[kpap]

Πειραματίζομαι με το LMD18200 H-bridge για οδήγηση 3-4 μικρών DC servo (δύο διαφορετικών μοντέλων και χαρακτηριστικών).

Τα μοτέρ θα είναι 24V/5W/10000rpm ή 24V/30W/3000rpm και θα οδηγούνται με το EMC2 (www.linuxcnc.org) για κατασκευή ενός μικρού CNC router. Αυτό σημαίνει πολύ απότομες μεταβολές στην ταχύτητα και την διεύθυνση περιστροφής τους, τουλάχιστον κάποιες φορές. Το οποίο απ'ότι καταλαβαίνω σημαίνει ότι έχουμε απότομες διακυμάνσεις της τάσης, η οποία επιστρέφει πίσω στο τροφοδοτικό και το ζορίζει.

Αυτή τη στιγμή κάνω κάποια πειράματα με την οδήγηση ενός από τα μικρά 5W, με ένα απλό τροφοδοτικό με μετασχηματιστή 12V/160W, γέφυρα 1000V/100A και πυκνωτές εξομάλυνσης και το τροφοδοτικό καταπίνει οτιδήποτε επιστρέφει από τα μοτέρ.

Πρέπει όμως να φτιάξω σύντομα ένα άλλο τροφοδοτικό 24V και δεν ξέρω προς τα που να κατευθυνθώ, ώστε να έχω μεγάλη ανοχή από τις επιστροφές των μοτέρ, σχετικά χαμηλή κυμάτωση και όσο το δυνατόν μικρότερο μέγεθος. Προφανώς δεν είναι απαραίτητο να είναι σταθεροποιημένο, αν και δεν θα με χάλαγε να ξέρω ότι έχω σταθερή τάση στα μοτέρ, οπότε οποιαδήποτε προβλήματα αντιμετωπίσω θα ξέρω ότι δεν οφείλονται σε πτώσεις ή ανόδους της τάσης.

Θάθελα τις γνώμες σας πάνω στο θέμα γιατί η εμπειρία μου είναι πολύ μικρή.

[stratos111]

Καλημέρα φίλε. Δεν ξέρω να σου απαντήσω σχετικά με το τροφοδοτικό. Θα σου πω όμως για το cnc από προσωπική εμπειρία. Αν δεν κάνω λάθος, είναι στα 24ν 30w δηλαδή 0.8 A. Είναι πολύ μικρό και δεν πιστεύω να κάνεις δουλειά. Εκτός και αν είναι πάρα πολύ μικρό to cnc. Με το παραμικρό ζόρισμα θα χάνεις βήμα. Και πάλι ξαναλέω, από προσωπική εμπειρία.

[kpap]

Στράτο καλημέρα. Μην ανησυχείς για την ισχύ, είναι απλά ένα πείραμα. Έχω φτιάξει μεγάλο cnc 1000x1000mm και κινείται αξιοπρεπώς με 100W AC servos. Τα 30W που ανέφερα θα είναι μια χαρά για το μικρό. Ακόμα και τα μικρά 5W που δοκιμάζω τώρα όμως βγάζουν αρκετή ροπή στον άξονά τους, απ'ότι βλέπω με το χέρι, οπότε νομίζω θα παίξουν και αυτά με τις κατάλληλες μειώσεις.

Α ναι, και τα servo δεν χάνουν βήματα όπως οι βηματικοί ..

[stratos111]

Έχεις δίκιο για το βήμα. Είναι servo και όχι stepper. Καλή επιτυχία στο πείραμα σου.

[Nemmesis]

καταρχας επιστροφες οπως τις εννοεις δεν εχουν τα μοτερ... αυτο που πρεπει να φοβασε απο τα ρευματα που δινει το μοτερ μολις του κοψεις την τροφοδοσια ειναι οι οδηγοι σου και οχι το τροφοδοτικο... στο θεμα μας τωρα... κυριος μας ενδιαφερει το ρευμα εκκινησης τον μοτερ καθως ειναι τεραστιο... αφου περασει εκεινο το ρευμα τοτε τα μοτερ θα δουλευουν με 30W και 5W στο μεγιστο τους... οποτε η παμε στην λυση με κλασικο μετασχηματιστη και τεραστια αποθηκη με πυκνωτες η καλητερα θα ελεγα ενα παλμοτροφοδοτικο στα 100-200w που δεν ειναι ακριβα πλεον...

[kpap]

Όταν το είχα βάλει στο εργαστηριακό τροφοδοτικό και το τροφοδοτούσα με 24V έβλεπα το led του τροφοδοτικού να αυξάνει σε φωτεινότητα στιγμιαία κατά τις αλλαγές κατεύθυνσης και το απέδωσα σε απότομη άνοδο της τάσης στην έξοδό του. Αλλά δεν το έψαξα παραπέρα γιατί μετά έβαλα το γαιδούρι μετασχηματιστή να συνεχίσω τις δοκιμές με πιο σταθερή τροφοδοσία. Πρέπει να δω στον παλμογράφο τι είναι αυτό που λέω για να καταλάβω.

Το LMD18200 δεν φαίνεται να έχει πρόβλημα πέρα από τις ανάγκες για ψύξη (ζεσταίνεται όταν το παρακάνω στα πέρα δώθε, χωρίς ψύκτρα).

Θα κινηθώ στην κατεύθυνση του μετασχηματιστή με πυκνωτές καλύτερα γιατί θέλω το τροφοδοτικό να είναι ιδιοκατασκευή. Καμιά ιδέα για το πόσο μεγάλος μετασχηματιστής και πόσο μεγάλοι πυκνωτές χρειάζονται για να μην κάνει πτώσεις τάσεις στην εκκίνηση των μοτέρ, υπολογίζοντας ότι μπορεί να ξεκινάνε όλα μαζί;

[kpap]

Μόλις σκέφτηκα ότι δεν ανέφερα καθόλου ότι η οδήγηση στα μοτέρ γίνεται με PWM, αν παίζει κάποιο ρόλο ..

[chip]

Είναι κατάλληλα τα servo για CNC? Υποθέτω οτι για να ελεγχθεί το Servo υπάρχει κάποιος ελεγκτής (πχ PID) και κατα συνέπεια ο έλεγχος θέσης επιτυγχάνεται μετά από μιά πορεία διόρθωσης σφάλματος. Όμως μέχρι να βρει το σωστό σημείο θα έχει κόψει υλικό με συνέπεια να υπάρχει σημαντική απώλεια ακρίβειας. Είναι έτσι ή η ύπαρξη αντίστασης στην κοπή μειώνει σημαντικά το πρόβλημα αυτό?
Φυσικά αν μιλάμε για τον κινητήρα που περιστρέφει το εργαλείο κοπής εκεί απαιτείται servo για ρύθμιση ταχυτητας (όταν ελέγχει κάποιος ταχύτητα)

[kpap]

Σε βρίσκω ενημερωμένο ..

Το αν είναι κατάλληλα ή όχι θα το δείξει η προανακριτική διαδικασία! Τα 30W δείχνουν αρκετά κατάλληλα. Θέλω να δω και τα μικρούλια.

Δεν μιλάμε για τον κινητήρα που περιστρέφει το εργαλείο, αλλά για τον έλεγχο των αξόνων. Υπάρχει έλεγχος pid και το pid loop κλείνει στο EMC2 που λέγαμε. Αυτό που λες με την απώλεια ακρίβειας ρυθμίζεται από το pid tuning, όπως φαντάζομαι ότι γνωρίζεις από αυτά που γράφεις. Τη ρύθμιση την κάνει κανείς υποτίθεται σε όσο το δυνατόν πιο πραγματικές συνθήκες, που σημαίνει και κάποιο μέσο αναμενόμενο φορτίο. Οι πρώτες δοκιμές με τα servo στον αέρα είναι πολύ ενθαρυντικές πάντως.

Για να απαντήσω και στην ερώτηση με την αντίσταση κοπής, νομίζω ότι περιγράφεις το λεγόμενο overshooting και απ'ότι έχω καταλάβει διαβάζοντας και παίζοντας, το φορτίο κάποιες φορές λειτουργεί ως ένα είδος αμορτισέρ, μειώνοντας τις τάσεις για ταλαντώσεις και αστάθεια του συστήματος. Θέμα ρύθμισης είναι γενικώς πάντως και απ'ότι βλέπω καθόλου εύκολη διαδικασία. Υπάρχουν και μαθηματικοί αλλά και κάποιοι πρακτικοί τρόποι που αναφέρονται, αλλά γενικώς βλέπω ότι ο καθένας έχει διαμορφώσει τον τρόπο του από την εμπειρία που έχει αποκτήσει. Παίζουμε και βλέπουμε ..

Θα είναι ένα πολύ μικρό cnc και είναι κυρίως πείραμα, όπως έγραψα και πιο πάνω. Το πόσο ακριβές θα είναι σε σχέση με τις μέγιστες ταχύτητες είναι τα από τα πράγματα που θέλω να δω με το πείραμα. Γιατί στις μικρές ταχύτητες τα πράγματα είναι σχετικά εύκολα. Υπάρχει ήδη μεγάλο cnc με μεταχειρισμένα βιομηχανικά servo, οπότε ξέρω περίπου που βαδίζω και τι να περιμένω. Νομίζω ..

[chip]

οκ... περιμένουμε αποτελέσματα λοιπόν...
Καλη συνέχεια.


(ναι στο overshooting αναφερόμουν)

προσωπικά αν πειραματιζόμουν θα δοκίμαζα σε πρώτη φάση με τελεστικούς ισχύος για τον έλεγχο του κινητήρα (πχ LM12ClK) και έτοιμους ελεγκτές Pid όπως ο lm628. Βέβαια τέτοιο τελεστικοί είναι αρκετά ακριβοί αλλά μερικές φορές τους βρίσκει κανείς σε άκρως δελεαστικές τιμές στο ebay.
επίσης οριακός στο ρεύμα των 4A είναι ο L465.