precisione velocitá motori stepper

[eugeniopazzo]

Ciao ragazzi.

se io ho un motore stepper con annesso driver, e imposto una velocitá di rotazione, qual' é la stabilitá di questa velocitá?

Esempio di un caso limite: motore stepper con 400 step giro, con 256 microstep per step= 102400 microstep per giro.

Se io comandassi una velocitá di 100000 microstep/giro che dato devo guardare sul datasheet per capire la percentuale di errore sulla velocitá impostata?

[Davide Resca]

Vedi qui
https://www.vincenzov.net/tutorial/passopasso/tau.htm

[eugeniopazzo]

Aggiungo un esempio pratico che non coinvolge i microstep, ma solo gli step. quindi parliamo di 200 step per giro con un angolo di 1.8 gradi.

Prendiamo 2 di questi motori e 2 viti a ricircolo passo 200 mm. Ipotizziamo le viti perfette e ideali quindi per ogni step di 1.8 gradi il carico trascinato avanza di 1 mm.
Faccio questo esempio per avere una conversione facile per me e per voi da capire ovvero 1 step di motore= 1 mm di avanzamento.

Bene faccio partire i motori contemporaneamente, il motore 1 con velocitá 1 giri al secondo, e il motore 2 con velocitá 2 giri al secondo.
Dopo 1 secondo teoricamente il carico del motore 1 si trova a una distanza di 200 mm mentre l' altro a 400 mm.

Se io passassi a velocitá molto superiori quindi tipo 10 giri al secondo e 20 giri al secondo (600 e 1200 rpm rispettivamente) i carichi saranno a 2000 mm e 4000 mm di distanza rispettivamente. E per la precisione saranno stati contati 2000 e 4000 passi in un secondo.

Che precisione viene garantita dal driver e dai motori?

Supponendo che un motore venga venduto come capace di 4000 rpm ovvero circa 67 giri al secondo, sarebbero 13400 step al secondo. Mi devo aspettare che li conti esattamente o ci sará un errore? perché se io fossi interessato a pilotare i due motori a due velocitá di poco diverse tipo 13399 e 13400, mi verrebbe utile per delle applicazioni che ho in mente.

[eugeniopazzo]

grazie Davide per la risposta. ci do un occhio

[rangerone1]

la precisione è data dalla qualità di costruzione del motore. il driver non può perdere passi. se ne perde anche uno solo il motore va in stallo e si sminchia tutto il funzionamento.

l.unico posto dove puoi perdere passi è in ingresso al driver se la frequenza è troppo alta o se il duty cycle del segnale è errato.

[lelef]

per forza di cose finche' non stalla uno stepper e' precisissimo, il problema e' che non passi da 0 a x istantaneamente ma ci son delle rampe quindi potresti benissimo essere ad una differenza di giri costante una volta raggiunti i giri ma con un errore di posizione relativa alla sfasatura di giri sbagiato, errore che oviamente piu' giri farai piu' piccolo diventera'
non so cosa tu ci voglia fare , gli stepper son stati pensati per posizione e ragionano in termini di posizione quindi piuttosto che 2 velocita' diverse sarebbe piu' corretto farli ragionare in termini di scostamento mettendo uno come master e uno come slave il che risolverebbe implcitamente il problema rampe all'avvio

[eugeniopazzo]

capito dov é il problema. continua ad essere interessante a mio avviso questa capacitá di mantenere una velocitá costante con molta precisione

[McMax]

Eugenio considera che gli stepper per definizione sono motori lenti: in genere a 500 g/min (a prescindere da quanti micropassi decidi di impostare, un giro è sempre un giro....) la coppia inizia a scendere e il motore non può garantirti la precisione visto che, essendo bassa la coppia, puoi perdere passi quindi precisione.
Non è vero che se perdi un passo si sminchia tutto: il motore ha un ciclo ben definito che è dato dalla configurazione dei magneti sul rotore, se perdi un passo il motore riprenderà a girare una volta completato un ciclo (in genere 2 o 4 passi in full step). Certo però i passi li hai persi e se non hai un encoder che controlla la posizione angolare il controller non se ne può accorgere.

Questa la curva di coppia del motore stepper che ho usato sul mio ELS (NEMA 34 4.5Nm).

stepper.jpg

Qui viene analizzato il comportamento con connessione bipolare parallela che è quella che assorbe la maggior corrente ed esprime quindi la coppia maggiore.
Come puoi vedere la coppia nominale (4,5Nm) viene espressa fino a circa 350g/min, oltre questa velocità la coppia scende inesorabilmente fino ad arrivare ad 1Nm a 1500 g/min.
Certo se sovradimensioni il motore puoi anche farlo andare molto velocemente ma per quale motivo ? Lo stepper è un motore fatto per fare posizinamenti precisi, non velocità. Se hai bisogno di entrambe le cose devi andare con brushless DC + encoder ma ovviamente con costi e complessità notevolmente superiori.

[umbez]

Per quanto può valere, concordo con McMax che ha già detto tutto, ti basta un brushless con loop chiuso.

[max]

Di solito la precisione di posizionamento di uno stepper è data intorno al 3-5%, valore molto consevativo per pararsi il fondo schiena; in realta sul posizionamento , a passo intero, sono mooooooolto precisi.
Sui micropassi la precisione di posizionamento va a donne di facili costumi.
Per la precisione in velocta' invece dipende unicamente dalla precisione di pilotaggio e quindi del driver, a patto di restare nel range coerente di coppia e velocita' ricavabile dai datasheet come giustamente dice Macmax.

[Raban]

In realtà la precisione dipende da molteplici fattori :
Inerzia motore
Inerzia carico motore
Accelerazione
Velocità
Corrente motore
Tensione motore

Tutti questi elementi devono essere adeguati al sistema.
Esempio banale , se hai un motore ed un carico che chiede 2 amp fase
e gliene dai 0.5 è probabile che tanto bene non vada

[eugeniopazzo]

ok sto studiando un po' di schede tecniche. Cosa ne pensate del mezzo passo? posso considerarlo affidabile quanto il passo pieno? intendo i 0.9 gradi (400 passi) sto progettando un sistema meccanico di posizionamento innovativo, nel senso che abbasserebbe i costi ma manterrebbe alta la precisione.

Purtroppo non posso sbottonarmi di piú. Volevo avere l' opinione di voi utilizzatori sul mezzo passo

[lelef]

il mezzo paso come posizione e' sempre imprecisa, se serve per scalare piu' facilmente le differenze di velocita' non lo vedo un problema sarebbero 0,6 gradi, mettici pure un errore di +o- 0,4 ..dinamicamente non e' un dramma anche perche' non sono errori che si sommano

[Davide Resca]

Secondo me se vuoi essere precisissimo, devi usate il passo intero, già nel mezzo passo, il roTore si posiziona a metà tra due avvolgimenti, basta un niente nell'induttanza e non sarà esattamente a metà, figuriamoci poi con il microstepping....
Poi andrei di demoltiplica ad ingranaggi.
In tutte le stampanti e plotter seri , dove occorre velocità e precisione utilizzano gli stepper demoltiplicati.
Utilizzavano...Perché vedo che ora si sono orientati su motori dc con encoder...

[mimoletti]

Sulla mia macchina a cnc utilizo 1/8 di passo e non ho mai avuto problemi di precisione. Se ci fossero stati avendo le seguenti corse 1000X500mm, me ne sarei sicuramente accorto.