Вопрос: Расчеты блока питания

схемы блоков питания, модернизация, ремонт и примение

Модераторы: Ruz_and, Master-VRI, al-drw

Аватара пользователя
Horeen
Сообщения: 1905
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 00:00

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Horeen » Вс апр 22, 2012 11:14

Малоинформативный пост. Из него не следует, что и как вы делали, что бы придти к такому выводу.
Дайте больше конкретики и измерений, что бы уже точно не возникло никаких сомнений (а-то пока одни эмоции).

billsmith
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Чт сен 22, 2011 22:25

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение billsmith » Вс апр 22, 2012 22:10

Драйвера самодельные на L297+IRFZ44, по косвенным измерениям ток установлен в 9А. Итого три драйвера по 9А и ещё один на 4А. В сумме , при одновременной загрузке, получается на все 4ре двигателя нужно 31А. Общий ток потребления от блока питания на 36V не мерял, так как всё равно прибор показал бы среднее значение, импульсы потребления не увидел бы. Но факт что при одновременном вращении всех четырёх двигателей защита на блоке питания 36V 400W не срабатывала и при работе в течении часа даже вентилятор на блоке не включился (хотя возможно просто вентилятор нерабочий ;) ).
Правильную установку тока косвенно подтверждает нагрев двигателей до 55 градусов в течении часа.

Блок питания брал на ebay за 53$. Двигателя K31HRHL-LSS-NS-02. Питание к драйверам отдельными проводами от автомобильной акустики по 1,5 квадрата длиной примерно по 25 см. Двигателя подключены этим же проводом различной длины от 2 до 5 метров. Конденсаторы в каждом драйвере 2шт по 1000мкф.

Если нужны ещё какие измерения, спрашивайте. Осцилограф есть дома, можно и в гараж принести, но смысла не вижу, так как естественно пульсации от ШИМа какие-то есть. Главное что их выдерживает блок питания без всяких доработок.

Чуть не забыл, драйвера работают в полушаге. То есть одновременно могут быть включены по две обмотки, что ещё сильнее увеличивает потребление.

Аватара пользователя
Horeen
Сообщения: 1905
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 00:00

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Horeen » Пн апр 23, 2012 00:04

Двигуны солидные ^^
Они? -
127 Ватт, однако.
Стало быть, при вращении в полушаге все 190Вт, и при одновременной работе трёх таких = 571Вт.

billsmith
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Чт сен 22, 2011 22:25

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение billsmith » Пн апр 23, 2012 10:57

Точно они ). Правда я немного не понял с их мощностью. У них 8,6 А при сопротивлении 0,18 Ом, итого получается 13,31 Вт. А на них написано 127 Вт. Кто знает где ошибка, прошу пояснить.

Блин, сам понял свою ошибку, забыл про реактивное сопротивление :D .

billsmith
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Чт сен 22, 2011 22:25

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение billsmith » Пн апр 23, 2012 11:08

Сначала подумал что я не вытягиваю из них всю мощность из-за низкого напряжения питания и высокой индуктивности. Но потом посмотрел ещё раз на характеристики и увидел, что мощность указана при 24В.

п.с. Сам пытаюсь найти у себя ошибку. И понять почему всё работает. Хотя возможно просто блок питания попался хороший, и хорошо выдерживает импульсы и вообще такую нагрузку, если кому интересно могу его сфотографировать телефоном).

MrManiac
Сообщения: 14
Зарегистрирован: Пн окт 17, 2011 09:16
Откуда: Рыбинск
Контактная информация:

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение MrManiac » Чт апр 26, 2012 17:19

Доброго времени суток...! помогите с подбором параметров блока питания для вот такой вот компановки:
Контроллер 4х осевой TB6560HQT red китайский естественно.
двигатели Nema 23_8430 4шт
Модель : 23HS8430
Шаг, гр : 1,8
Длина, мм : 76
Диаметр вала: 8мм
Ток, А : 3
Сопротивление фазы, ом : 1
Индуктивность, mH : 3,5
Момент удержания кг*см : 18
какие параметры должны быть у БП...? заранее спасибо...!

Master-VRI
Site Admin
Site Admin
Сообщения: 929
Зарегистрирован: Пн ноя 10, 2008 00:00

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Master-VRI » Пт май 04, 2012 08:22

ток считается так:
требуемый ток БП равен:
ток ШД * 2 фазы * кол-во ШД =3А*2фазы*4=24А

для данного контроллера напряжение БП от 12 до 36в.
чем выше напряжение тем лучше.

MrManiac
Сообщения: 14
Зарегистрирован: Пн окт 17, 2011 09:16
Откуда: Рыбинск
Контактная информация:

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение MrManiac » Пт май 11, 2012 13:58

огромное спасибо...!

Ваня Ветров
Сообщения: 310
Зарегистрирован: Вт июл 05, 2011 12:45

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Ваня Ветров » Пт май 25, 2012 10:47

Master-VRI писал(а):ток считается так:
требуемый ток БП равен:
ток ШД * 2 фазы * кол-во ШД =3А*2фазы*4=24А

для данного контроллера напряжение БП от 12 до 36в.
чем выше напряжение тем лучше.


Итого получаем 288 - 864 ватта.
Двигатель потребляет 9 ватт...
Внимание ВОПРОС - куда девается остальная мощность?

Еще вопрос .
В принтерах ЭПСОН блок питания 42 вольта 0,5 ампера.
Двигатели потребляют по 1 амперу их там два - откуда "появляется" еще 1,5ампера .

Вопрос риторический...
В таких штуках как индуктивность,чем является обмотка шд обычно применяется для рассчетов такая штука как энергия.
Т.Е. мы можем подать 3 вольта и при токе в 3 ампера получим 9 ватт за время Х.
Если же мы подадим 30 вольт ,то при токе в 3 ампера получим 9 ватт за время Х/10.Причем эти 3 ампера он сожрет с конденсатора.В оставщееся же время 9/10 Х.
конденсатор будет заряжаться током 0,3 ампера.
Итого - в среднем получаем 30 вольт и 0,3 ампера.
У КОГО ТО НЕ ПОЛУЧАЕТСЯ?
Просто этот кто-то забывает про КПД ,конденсаторы, импульсные токи ,выбросы напряжения на индуктивности,то что в ШД одна обмотка крутит,а другая в это время генерирует...

Аватара пользователя
Kot-warkot
Сообщения: 41
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2011 00:00

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Kot-warkot » Пт май 25, 2012 15:32

billsmith писал(а):По распространённому мнению мне потребовалось бы 31А, что при 36V составило бы 1116W.

Они и потребуются под нагрузкой ;)

Аватара пользователя
Serjik
Сообщения: 399
Зарегистрирован: Ср дек 02, 2009 00:00
Откуда: Волгоград

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Serjik » Пт май 25, 2012 16:27

не потребуются. на чем они будут рассеиваться? График тока на обмотке если бы не был "расческой" из-за ШИМа - другое дело. но тогда движкам кранты

Аватара пользователя
Horeen
Сообщения: 1905
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 00:00

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Horeen » Пт май 25, 2012 18:24

Ничего никуда рассеивать не придётся, т.к. лишняя мощность не будет востребована.
От самого же БП важна лишь возможность в пике (кратковременно) отдавать большой ток, а не всё время отдавать такую мощу в нагрузку. Понятно, что от 350вт БП будет забираться всего пару десятков ватт в час работы.
Берём любого дилера, начиная от сборища на ебее, до локальных фирм (типа того же purelogic и иже с ними) - в наборах для самостоятельной сборки ЧПУ предлагаются ШД на суммарную мощность, допустим, 35Вт, а БП в данном комплекте на все 350Вт. Ну и такие крайности, как наборы с ШД суммарно на 100Вт и киловатным трансом в комплекте.
Осталось раскрыть причину всемирного заговора продавцов.
Без иронии, вопрос серьёзный, т.к. экономически важный (БП стОят не копейки).
Согласен, запросто могут ошибаться\лукавить\привирать все, от производителя до реализатора, получая дополнительную выгоду на "не владении вопросом" большинства. Или всё же есть какое-то недоверие к электролитам (при длительном практическом применении в таком режиме). Или может оказаться, что подходящие для такой работы электролиты экономически невыгодно ставить в хилые БП.
Но ближе к делу. В данном случае, MrManiac-у нужен БП всего-то 24В, 3А (или 36В, 2А). Понятно, что КПД не единица, и одна из цифр должна быть чуть больше, но общий смысл таков.
Кто-то может взять грех на душу, и подтвердить применимость трансформации мощности при подборе БП в равной степени ко всем возможным случаям (исключая, разумеется, Uшд>Uбп, для простоты)?

billsmith
Сообщения: 30
Зарегистрирован: Чт сен 22, 2011 22:25

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение billsmith » Сб июн 02, 2012 11:00

Kot-warkot писал(а):
billsmith писал(а):По распространённому мнению мне потребовалось бы 31А, что при 36V составило бы 1116W.

Они и потребуются под нагрузкой ;)

Ну продолжение истории. Поработало так всё отлично некоторое время (проверял максимальные скорости и ускорения как по одной оси так и по всем трём одновременно).
Захотелось побольше скорости. Для этого нужно больше напряжение. Чтоб не менять полевики и кондёры в своих драйверах(станок работает и не хотелось его на долго ломать), поставил четыре китайских драйвера на 80V 7.6А. А чтоб не покупать новый БП, разобрал свой и заменой двух деталей и выходных конденсаторов, поднял выходное напряжение до 60V. И снова всё работает отлично.

п.с. Так как импульсный трансформатор разбирать было лень, я его не перематывал. При полной загрузке напряжение падает до 55V (я так понимаю из-за перехода в режим насыщения). И даже в таком жёстком режиме всё работает отлично.

п.с. Сейчас на выходе стоят 4ре конденсатора по 470мкФ. Ну ещё стоят какие то в драйверах, не хотелось их разбирать пока. Получается вся нагрузка ложиться на них.

ВлкВова
Сообщения: 221
Зарегистрирован: Чт июл 12, 2012 21:19

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение ВлкВова » Сб июл 14, 2012 17:31

Прошу совета по подбору мощности блока питания 24V....


Выбор блока питания
1 Полагаем, что «все системы работают нормально»
2 Полношаговый режим (как самый «тяжелый» вариант)
2Двигатели
Существуют 4 типа шаговых двигателей:
- с переменным магнитным сопротивлением
- с постоянными магнитами
- гибридные
- китайские, о которых известен, кроме перечисленных ниже параметров, в лучшем случае – диаметр вала (выделенный жирным шрифтом)
Модель : 23HS8430
Ток, А : 3
Сопротивление фазы, ом : 1
Индуктивность, mH : 3,5
Положим напряжение питания 36В
Итак полношаговый режим, т.е. всегда включены обе обмотки. Начнем с момента смены полярности на одной из обмоток.
Рассматриваем все предельно грубо (иначе придется заниматься высшей математикой,
а не хотелось бы).
Ток начинает уменьшаться, «подзаряжая» источник питания (БП), проходит через 0, начинает потребляться от БП, растет и тут просыпается ШИМ. В «хорошем» драйвере, при этом не просто разрывается цепь обмотки, а создается цепь по которой энергия, запасенная в индуктивности, продолжает протекать по обмотке двигателя, хотя ничего не потребляется от БП. Циклы ШИМ повторяются – через обмотку течет заданный нами (средний) ток (3А) и в целом от источника потребляется мощность P= 3*3*1=9Вт, что соответствует среднему току от источника I= P/Uбп=9/36=0,25А. Итак, за исключением момента установления режима ШИМ, который длится, примерно : t=Rшд*Lщд*Urшд/Uбп=1*3,5*(3*1)/36~0,3мс. На этом интервале тоже ничего страшного не происходит: мы, при первом включении, запасли энергию в индуктивности, а затем, в каждом цикле, отдаем ее в источник и снова запасаем, при этом потребляя туже среднюю мощность от БП. Итак, на две обмотки – 0,5А и на 3 двигателя 1,5A и P=U*I=36*1,5=54Вт.
СТОП, думаю: а не дурак ли я.
Действительно, дальше все пойдет гораздо жуже.
Во-первых: во всех этих цепях море деталей и каждая что-то хочет урвать для себя, ну чтоб погреться.
Тогда положим КПД, скажем 80% и мощность уже 70Вт. Дальше еще хуже – двигатель же таскает станок, упирается и потеет. Т.е. раньше все это была статика и, как всегда неожиданно, вспоминаем про динамику.
Все, что считалось раньше это всего лишь потери в двигателях и драйверах, да и то потери, как мы установили при малых токах. И вот тут хотелось бы узнать, а сколько же мощности может отдавать ШД без ущерба для своего здоровья. Ну, положим, ватт 60, а это еще 180Вт для блока питания, но ведь при этом возрастут все токи, а значит и все потери и, подозреваю, что возрастать они будут с квадратичным характером. Можно повторять все расчеты, провести несколько итераций, да еще и уточнить методику, можно, но вот эмпирика – ток БП должен быть равным общему току оной фазы двигателя, т.е. 3*3А плюс 2А запас, итого 11*36=400Вт.
И еще несколько замечаний.
Во-первых: одним из слабо предсказуемых моментов является вариативность режимов работы станка, ускорения-торможения. А при торможении - выработка энергии, которая возвращается в источник, а источник имеет весьма ограниченные возможности ее принять, разве только на выходной конденсатор (кстати, этот эффект сказывается уже при работе ШИМ), при этом сам БП выходит из режима, в нем начинаются переходные процессы, приводящие к снижению КПД и может, к аварийным режимам, а уж выбросам точно. Мало того – если драйверы работают в зоне предельных напряжений питания, то выбросы могут вывести их из строя или, по крайней мере, привести к неустойчивости и пропуску шагов, а у хороши контроллеров, может просто сработать защита. Для компенсации этих эффектов используются дампер – узел поглощающий энергию выбросов напряжения. Вот пример устройстваhttp://forum.rcdesign.ru/f110/thread221323.html не самого хорошего, но предельно простого.
Недостатки заключаются в следующем: потери на диоде могут достигать десятков Вт, из-за наличия С1 затянуто время восстановления режимов, что «напрягает» блок питания, максимальная поглощаемая мощность ограничена величиной Uбп*Uбп/R3 (примерно).
И пояснения «теоретику» - импульсные источники питания имеют приличный запас по режимам перегрузки, что перманентно им присуще, а уж диоды готовы к перегрузкам на порядок в кратковременных режимах, самое страшное это переходные процессы у неграмотно спроектированных БП, что может привести к автоколебаниям в системе в целом (разносу, проще говоря). Тут тоже может помочь качественный дампер.
И еще, при выборе источника питания оценивают его номинальное выходное напряжение (например, по формуле U=32*(корень из индуктивности обмотки выраженной в миллигенри), тоже эмпирика. Оценка ориентирована на возможность полной реализации скоростных возможностей двигателя, напряжения получаются большие на чем я, кстати, попался – не обратил внимания, что допустимое напряжение контроллера ниже чем у выбранного БП. При этом снижаются надежностные х-ки контроллера из-за увеличения коммутационных потерь в драйверах. Т.е. нужно соразмерять свои «хотелки» со своими же финансовыми возможностями.
Основное правило русского языка (не я сказал): если вы не знаете, как написать — “сдесь” или “здесь”, пишите “тут”.

Аватара пользователя
Carcass3535
Сообщения: 351
Зарегистрирован: Вс июл 31, 2011 20:34
Откуда: Донецк

Re: Вопрос: Расчеты блока питания

Сообщение Carcass3535 » Сб июл 14, 2012 21:11

Расчеты - это хорошо, я сам их не плохо делаю, но иногда неплохо все испытать на практике и спалить пару деталей.
Вот мой пример - три движка двуполярных по 0,8 Ом, 4,2 А на фазу, напряжение на драйвера - 56 в. Диодный мост на 16 А выдержал на радиаторе две минуты - от перегрева пробились оба плеча, а вот мост на 25 А работает с радиатором 200 см2, но только с принудительным обдувом кулером, емкость конденсатора фильтра 10 000 мкф. Трансформатор на 1 кВт брал с небольшим запасом по мощности для устройства в будущем узла бесперебойного питания с автоматической зарядкой мощных аккумуляторов. Сейчас при длительной работе транс нагревается до 40 -45 градусов. Отсюда можно судить о потребляемой мощности.
Цифровой аэрограф - уже реальность, а не мечта.


Вернуться в «блоки питания»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость

cron