Оценка минимального напряжения для 3-х фазного шагового двигателя

Ситуация следующая. У нас есть мощный 3-х фазный шаговый двигатель, который перемещает деталь. На его драйвере выставлен максимальный ток в 7А. Двигатель исправно перемещает деталь, но после остановки драйвер автоматически включает режим снижения тока и двигатель срывается под весом детали. Драйвер не имеет переключателя, который отключает этот режим. Собран на микроконтроллере, поэтому надежды на то, что такой пин есть, но не разведен - нет, т.к. нет документации на него.

Начал искать замену, но все найденные драйверы на такой ток и с таким переключателем не имеют собственного источника питания и имеют вход питания до 50 В (постоянки). Я проверил осциллографом, у меня на обмотки поступают импульсы амплитудой 310 В. Следуя логике работы драйвера, он подает на обмотку двигателя полное напряжение и когда ток достигнет заданного значения - отключает. Учитывая индуктивность обмоток, ток растет с некоторой скоростью и расти он будет быстрее с более высоким значением напряжения питания.

Теперь у меня возник вопрос, а сможет ли драйвер с напряжением питания в 50 В вместо 310 В раскрутить двигатель до нужной скорости? 

У меня есть параметры импульса для напряжения питания 310 В и период их следования. Если я правильно понимаю, то коэффициент заполнения не может превышать 1/3 периода (3 фазы), но может я ошибаюсь и этот период заметно короче?

Собственно, интересует длина этого импульса при напряжении питания 45 В (запас 5 В).

Осциллограммы:

Длина импульса: 1,3 мкс;

Период: 30 мкс, т.е. частота 33,3 кГц.

Сергей К: Ситуация следующая.

ндаааа...

Сергей К: У нас есть мощный 3-х фазный шаговый двигатель,

Параметры двигателя неизвестны?

Судя из этого наблюдения.

Сергей К: но после остановки драйвер автоматически включает режим снижения тока и двигатель срывается под весом детали.

Вам нужен электромеханический тормоз, а не другой драйвер управления, я как то не припомню ни одного механизма в котором груз удерживался в одном подвешенном положении с помощью электродвигателя. Если вы имеете ввиду то, что при перемещении детали она не может остановится в нужном положении т.к. момент инерции большой то это конечно другая история....

Link: я как то не припомню ни одного механизма в котором груз удерживался в одном подвешенном положении с помощью электродвигателя.

Червячная передача к примеру, правда двигатель ни при чем.

Сергей К: Двигатель исправно перемещает деталь, но после остановки драйвер автоматически включает режим снижения тока и двигатель срывается под весом детали.

Другим своим контроллером отслеживать момент снижения тока, и принимать соответствующие действия по удержанию детали (магнитные замки )

п.с. Если через диоды (чтобы не палить драйвер) в обмотки ШД подключать 200В постоянки (или сколько чтоб не грелось, но держало, или сначало держало, а потом не грелось). Может по частоте импульсов определять останов, или еще как 

Дабы ток не снижался, я сейчас делаю микрошаг то в одну сторону, то в другую. Таким образом, для драйвера это перемещение и он не снижает ток. Но это приводит, естественно, к вибрации и гудению.

Шаговый двигатель, в отличии от обычного электродвигателя, может удерживать нужный момент в неподвижном состоянии. Это штатный режим работы. И если бы драйвер не снижал ток в целях экономии электричества и снижения нагрева - все бы работало.

Шановый, да еще с большой массой на валу незля быстро раскрутить, нужно делать шаги с таким учетом, чтобы вал успевал провернуться, иначе произойдет срыв и двигатель перестанет пытаться раскрутится.

Но у меня другое, чем выше скорость, тем сильнее влияет индуктивность обмоток на длительность роста тока.

vintik: Если через диоды (чтобы не палить драйвер) в обмотки ШД подключать 200В постоянки

И сжечь обмотки двигателя, которые имеют сопротивление десяток Ом :)

Link: Параметры двигателя неизвестны?

Момент: 50Н*м. Индуктивность обмоток измерю позже.

Link: я как то не припомню ни одного механизма в котором груз удерживался в одном подвешенном положении с помощью электродвигателя

Я выразился общими фразами, если быть точным, то у меня двигатель оттягивает пружину и нужно остановить его в нужном положении. Сейчас пружина прокручивает двигатель, когда драйвер включает автоматически режим пониженного тока.

У меня вопрос теоретический, как прикинуть размеры импульса из первого поста, если напряжение снизить. Площадь останется const? Или нет?

Можно попробовать редуктор добавить, если это возможно. Пару шестеренок. Груз будет перемещаться медленнее, но и удерживать груз выключенному двигателю будет проще. А скорость перемещения возможно будет при помощи драйвера изменить.

Сергей К: Момент: 50Н*м. Индуктивность обмоток измерю позже.

На движке нет никакой бирки? Просто к примеру, если движок изначально рассчитан на 300В то пытаться перевести его на  50В и получить паспортную мощность  не получится.

Сергей К: У меня вопрос теоретический, как прикинуть размеры импульса из первого поста, если напряжение снизить. Площадь останется const? Или нет?

Чисто теоретически не открывая учебник могу сказать то, что частоту придётся снизить т.к. при переходе на 50В  ток через обмотку не успеет вырасти до нужной величины, потом, средний ток через обмотку  должен увеличится пропорционально снижению напряжения иначе не получить паспортный момент на волу, вопрос ребром - активное сопротивление обмоток позволит продавить через себя такой ток? Сердечник не уйдёт в насыщение? Чисто теоретически, если движок изначально рассчитан на 300В то перевесить его на 50В без потери его мощности не получится.

Сергей К: Сейчас пружина прокручивает двигатель, когда драйвер включает автоматически режим пониженного тока.

Т.е. изначально схема не рассчитана на удержание пружины под натяжением. Похоже что постановка задачи изначально более сложнее чем реализована схема, т.е. задачу решить с помощью такой схемы не получится, нужно менять подход к решению задачи т.е. менять схему.  

З.Ы. Слово схема применено в широком смысле т.е. как электрическая схема так и кинематическая схема.

MSNGW: Можно попробовать редуктор добавить, если это возможно

Это очень сильно усложняет конструкцию, поэтому мы отказались.

Link: Просто к примеру, если движок изначально рассчитан на 300В то пытаться перевести его на  50В и получить паспортную мощность  не получится

Это не электродвигатель, это шаговый двигатель. Он не изготавливается под конкретное напряжение. Точнее, есть некие границы, но они не на первом месте, т.к. управление идет импульсами тока.

Link: т.к. при переходе на 50В  ток через обмотку не успеет вырасти до нужной величины, потом, средний ток через обмотку  должен увеличится пропорционально снижению напряжения иначе не получить паспортный момент на волу

Естественно, об этом и речь. Но частота остается постоянной, изменяется скважность.

Повторюсь, драйвер шагового двигателя работает следующим образом. От тактового генератора (30 кГц) приходит импульс, ключ открывается и на обмотку подается полное напряжение. Начинает расти ток. Когда он достигает уровня выставленного джамперами на драйвере ключ закрывается до следующего тактового импульса. Поэтому напряжение влияет на то, как долго ключ будет открыт.

Link: активное сопротивление обмоток позволит продавить через себя такой ток?

Там активное сопротивление десяток Ом.

Link: т.е. задачу решить с помощью такой схемы не получитс

Почему Вы так считаете? Проблема возникает в следствии автоматической активации режима снижения мощности, которая встроена в драйвер и именно в этой модели не отключается. Сейчас таки нашел драйвер с сетевым питанием и с отдельным переключателем, который позволит отключить эту фитчу.