Projet de 1ere CNC

[Barbidou]

Ce qui m'étonne c'est que la courbe va jusqu'à 7500pps c'est à dire 37.5tr/s, ou encore 2250tr/mn ... Ca me parait énorme pour un PAP

C'est vrai que c'est assez rapide pour un pas à pas... Mais le couple n'est pas gros non plus. Ce moteur est visiblement construit pour tourner vite au détriment du couple de maintien. C'est là où on voit l'intérêt d'être attentif à la valeur de l'inductance.

Un peu de calcul permet de mettre en évidence cette limitation, quand on a pigé ces quelques calculs, on a fait un grand pas pour comprendre le choix des moteurs, des drivers et de leur alimentation. C'est assez chiant à faire, mais le jeu en vaut la chandelle alors je m'y colle :

La bobine est un circuit RL (voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/Circuit_RL) on peut calculer le courant qui la traverse avec la formule : I(t)=(U/R)x(1-exp(-txR/L)) avec : I = courant; t = temps; U = tension; R = resistance série; L = inductance

Pour ce moteur, on a : L=3,2mH et R=650mOhm

à 1000pps, pour U=40V, en partant de -4,2A, le courant atteint son maximum de 4,2A au bout de :
(40/0,65)x(1-exp(-tx0,65/3,2E3))=4,2
(40/0,65)x(1-exp(-tx0,65/3,2E-3))=2x4,2=8,4
soit :
exp(-tx0,65/3,2E3)=1-4,2x0,65/40
exp(-tx0,65/3,2E-3)=1-8,4x0,65/40
soit :
t=-(3,2E3/0,65)xln(1-4,2x0,65/40)=348µs
t=-(3,2E-3/0,65)xln(1-8,4x0,65/40)=722µs

La demi alternance durant 500µs, le moteur a déjà perdu de la puissance par rapport à l'arrêt mais il arrive encore à atteindre son maximum de courant pendant 30% du temps. le moteur n'a pas le temps d'atteindre son courant maximum. En 500µs, il atteint le courant :

I(500E-6)=(U/R)x(1-exp(-txR/L))/2=(40/0,65)x(1-exp(-500E-6x0,65/3,2E-3))/2=2,97A (la division par 2 traduit le fait que la commande est en bipolaire)

si on fait la même chose avec un autre moteur en Nema 23 qui est donné pour un fort couple de maintien, par exemple un 85BYGH450C-012 qui est donné pour 9,3N.m à l'arrêt, les chose changent un peu : Pour ce moteur, on a : L=22mH et R=1,9Ohm. Le courant max est de 3A.
au bout de la demi-alternance de 500µs, le courant dans la bobine sera de :

I(500E-6)=(U/R)x(1-exp(-txR/L))/2=(40/1,9)x(1-exp(-500E-6x1,9/22E-3))/2=890mA445mA

Le moteur qui avait un super couple à l'arrêt n'a plus grand chose dans le ventre à 5tr/s... cela correspond bien à sa courbe couple/fréquence qui tombe à 100N.cm pour 1000pps.

à 5000pps (100µs pour la demi-alternance) notre premier moteur termine avec un courant de :

I(100E-6)=(U/R)x(1-exp(-txR/L))/2=(40/0,65)x(1-exp(-100E-6x0,65/3,2E-3))/2=1,23A615mA

pour 7500pps, on trouve encore 827mA413mA, soit l'équivalent du courant atteint par le 85BYGH450C-012 à 1000pps.

On voit bien que la limite de couple est directement liée à l'inductance, la résistance et la tension. Les 7500pps max de la courbe sont donc réalistes.

On peut aussi regarder la force développée par le moteur à différents régime et selon la vis d'entraînement :

La formule qui donne la force en fonction du couple est :

force = rendement_de_la_vis x couple x 2 x pi / pas_de_la_vis

Ici, d'après les courbes données pour le SY60STH88-3008B, avec une vis M14 au pas de 2 mm (avec un rendement de 20%) ça donne :

à 1000pps, soit 600 mm/min, le couple est de : 180 N.cm, soit une force de : 0,2 x 180 x 6,28 / 0,2 = 1130 N (environ 113 kg)
à 5000pps, soit 3000 mm/min, le couple est de : 120 N.cm, soit une force de : 0,2 x 120 x 6,28 / 0,2 = 753 N (environ 75 kg)

avec le 85BYGH450C-012 vu tout à l'heure, ça donnerait :
à 1000pps, soit 600 mm/min, le couple est de : 100 N.cm, soit une force de : 0,2 x 100 x 6,28 / 0,2 = 627 N (environ 63 kg)
à 1400pps, soit 840 mm/min, le couple est de : 40 N.cm, soit une force de : 0,2 x 40 x 6,28 / 0,2 = 250 N (environ 25 kg)

Le SY60STH88-3008B avec une vis à bille au pas de 5 mm et rendement de 0,9 ça donne :

à 1000pps, soit 1500 mm/min, le couple est de : 180 N.cm, soit une force de : 0,9 x 180 x 6,28 / 0,5 = 1356 N (environ 136 kg)
à 5000pps, soit 7500 mm/min, le couple est de : 120 N.cm, soit une force de : 0,9 x 120 x 6,28 / 0,5 = 904 N (environ 90 kg)

Tout cela est un peu à la louche et quand même assez théorique et suppose des drivers performants. Mais ces résultats montrent quand même que le moteur 85BYGH450C-012 pour 9,3N.m ne va pas bien loin. En revanche, le SY60STH88-3008B donné pour 3N.m est tout à fait à l'aise.

En première conclusion, le meilleur n'est pas forcément celui qui exhibe le plus gros couple à l'arrêt.

Cela dit, avec une transmission directe par crémaillère, la vitesse de rotation n'a plus besoin d'être aussi grande et le couple nécessaire à faible vitesse augmente. Le bon choix devient alors probablement le 85BYGH450C-012 tandis que le SY60STH88-3008B ne s'en sort plus. Je vous laisse refaire les calculs, moi j'en ai marre!

En deuxième conclusion on peut dire qu'il n'y a pas un moteur meilleur que l'autre dans l'absolu. A chaque application son moteur et à chaque moteur son application.

Edit : corrections pour prendre en compte la commande en bipolaire

 

[spirus]

Merci Barbidou, très belle explication.

je vais prendre une aspirine et je fait une seconde lecture pour être sur de bien avoir compris.

 

[spirus]

tiens bas justement j'ai trouvé un exemple :

Longs motor:
model 1 --> http://www.ebay.de/itm/German-Ship-Promote-3Axis-Nema23-Stepper-Motor-435oz-in-Driver-50VDC-CNC-Mill-/301068454076?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item46191408bc

model 2 --> http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=271338597108&ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1423.l2649

pour presque le même couple les caractéristiques sont complétement différentes, je trouve d'ailleurs le kit bien sympas.

 

[carlos78]

@BARBIDOU : Un grand Merci pour les explications.

Pour pouvoir réutiliser la méthode et vérifier que j'ai bien compris, j'aurais quelques questions.

Pour une vitesse de rotation du moteur V exprimé en pps, il faudrait calculer :
1) Le temps nécessaire pour atteindre l'ampérage maxi I(max) à l'aide d'une formule qui caractérise les circuits RL et qui est fonction des valeurs de U(tension), L(Inductance) et R(résistance de la bobine).
---> Quel est le but de ce calcul : vèrifier que le temps nécessaire pour atteindre l'ampérage maxi est compatible de la vitesse de rotation du moteur et qu'il se situe en dessous du temps de sa fréquence de rotation ? voire de sa 1/2 fréquence de rotation ?
2) L'ampérage dans la bobine pour une demi alternance (V de rotation(pps)/2) à l'aide de la formule des circuits RL.
---> Pourquoi fait-on un calcul sur une 1/2 alternance ?
---> Comment passe-t-on de cette valeur d'ampérage à la valeur du couple ? Est-ce P(w) = U(V) x I(A) = C(N.m) x V(angulaire) (rd/s) ? (1)

(1) Si c'est le cas, avec cette formule je retrouve bien 113 N.cm pour le gros nema à 5 tr/s. C'est presque incroyable : ce "gros" moteur de 9.3N.m de couple de maintien serait nettement moins performant à 300tr/mn qu'un moteur de 3N.m, et ce serait pire au dela de cette vitesse

NB : Mes moteurs sont des 60BYG301B avec un couple de maintien de 3.1Nm. Cablés en bipolaire/parallèle, Ils ont également R=0.65 Ohm, L=3.2mH et . Ces valeurs de R et L ont l'air d'être très courantes sur ces PAP.

Carlos78

 

[CBK59]

Bonjour,

Spirus, je me permets d'intervenir sur ton post pour remercier Barbidou pour ces explications riches et détaillées sur les moteurs PàP. Merci également d'y passer du temps. Je suis à la recherche de ce genre d'explications pour "tenter" de compléter le guide de construction d'une fraiseuse CNC

Je suis également en cours de réflexion sur une CNC et après avoir réfléchi sur la structure, j'en suis à définir les guides, les VàB et donc également les moteurs PàP.

CBK59

 

[spirus]

Bonjour CBK59,
pas de problème, nous sommes la pour échanger et partager des idées, des connaissances, etc ..

 

[Barbidou]

Bonjour à tous,

Bon, ben pour commencer, je vous ai écrit des connerie!

En effet, les calculs que j'ai donné dans le précédent message partent du principe qu'au départ le courant dans la self est nul. Ce n'est pas le cas avec un moteur commandé en bipolaire (ça marcherait en unipolaire). En bipolaire, lors de la demi-alternance précédente, le courant ne part pas de 0 mais de l'opposé de la tension en fin de période. En résultat, les temps de montée sont doublés et les courants atteints sont plus faibles.

J'ai donc édité pour corriger mes conneries. Les conclusions ne changent pas.

Pour illustrer, j'ai fait une petite simulation pour avoir les courbes de courant dans les moteurs :

Pour une vitesse de rotation du moteur V exprimé en pps, il faudrait calculer :
1) Le temps nécessaire pour atteindre l'ampérage maxi I(max) à l'aide d'une formule qui caractérise les circuits RL et qui est fonction des valeurs de U(tension), L(Inductance) et R(résistance de la bobine).
---> Quel est le but de ce calcul : vèrifier que le temps nécessaire pour atteindre l'ampérage maxi est compatible de la vitesse de rotation du moteur et qu'il se situe en dessous du temps de sa fréquence de rotation ? voire de sa 1/2 fréquence de rotation ?
2) L'ampérage dans la bobine pour une demi alternance (V de rotation(pps)/2) à l'aide de la formule des circuits RL.
---> Pourquoi fait-on un calcul sur une 1/2 alternance ?
---> Comment passe-t-on de cette valeur d'ampérage à la valeur du couple ? Est-ce P(w) = U(V) x I(A) = C(N.m) x V(angulaire) (rd/s) ? (1)

Le couple d'un moteur pas à pas est directement lié au courant dans ses bobinages. Hors, l'inductance de ces enroulements limite la montée du courant lorsqu'on applique la tension. plus l'inductance est forte, plus la montée est lente. Quand la fréquence des pas augmente, à partir d'un certain point le courant n'a plus le temps de monter jusqu'à sa valeur max pendant la durée d'un pas. Le courant baisse donc et le couple avec.
C'est essentiellement ça qui empêche le moteur de tourner vite. Un moteur très inductif sera donc limité à des fréquences bien plus basses qu'un moteur peu inductif. L'augmentation de la tension d'alimentation permet d'accélérer la montée du courant et c'est là l'intérêt de la choisir élevée.
Le comportement électrique de la bobine est donc un bon indicateur du comportement d'un moteur en fonction de la fréquence.

Dans les calculs, on prend la demi-période car la durée d'un pas comprend la monté et la descente. Pour une période de pas de 1ms, le courant a donc 500µs pour monter et autant pour descendre.

Pour calculer le couple à partir du courant, c'est malheureusement beaucoup plus difficile. Le couple n'est pas constant et dépend de l'angle du rotor par rapport à la position de repos d'un pas. Il faut prendre en compte l'inertie du rotor, la masse entraînée etc... Ça devient très tordu et ça demande de modéliser le moteur avec tout un tas d'intégrateurs pour prendre en compte l'aspect dynamique de la chose. Je n'ai pas du tout envie de m'y coller, il faudrait y passer des heures et je ne suis même pas sûr d'y arriver.

L'approche qui consiste à identifier les puissances électrique et mécanique ne marche malheureusement pas car elle ne tient pas compte de l'aspect dynamique de la chose. L'intérêt du calcul est plus de se donner un ordre d'idée et une bonne compréhension du fonctionnement qu'autre chose. Je les ai exposé pour aider à comprendre ce qui se cache derrière la courbe couple/fréquence et derrière les chiffres de l'inductance et de la résistance série. Ça donne une bonne idée, mais c'est très insuffisant pour modéliser correctement un moteur.

C'est presque incroyable : ce "gros" moteur de 9.3N.m de couple de maintien serait nettement moins performant à 300tr/mn qu'un moteur de 3N.m, et ce serait pire au dela de cette vitesse

Ben oui, c'est surprenant et c'est un vrai piège... Le "gros" moteur n'est vraiment pas fait pour tourner vite... Par contre, à faible vitesse, le "petit" est loin derrière.

Un peu de lecture pour ceux qui ont envie d'aller plus loin :
Voir la pièce jointe Delaplace_Support_Cours_Moteurs_PP.pdf : Un cours très bien fait sur les moteurs pas à pas.

Une modélisation de moteur pas à pas sous LTSpice (LTSpice est en téléchargement gratuit sur le site de Linear Technology)

Une note d'application interressante pour le dimensionement des moteurs pas à pas

 

[myf]

Bonjour à tous, Merci Barbidou !

Tu expliques très bien comment estimer la consommation et la vitesse des moteurs pas-à-pas.

J'ai un peu de mal avec les multiplications et divisions par 2 des périodes et des intensités. L'ordre de grandeur reste le même.

Si je comprends bien, par construction un moteur pas-à-pas bipolaire est constitué de 2 bobinages alimenté (ou non) par une intensité dans un sens ou dans un autre. La position à l'arret est figée par une des deux bobines qui conduit du courant, de façon à bloquer la position un peu comme un électro-aimant entre le rotor et le stator.

L'enchaînement des alimentations (sans les micro-pas logiciels) des 2 (séries) de bobines est-il bien :

(0,+), (+,0), (0,-), (-,0), (0,+) pour avancer de 4 pas dans un sens, et (0,+), (-,0), (0,-), (+,0), (0,+) pour reculer de 4 pas.

De cette façon à chaque pas (chaque impulsion, sans division ni multiplication par 2 du temps de la période) on passe de 0 à +/-Imax sur une bobine, et de +/-Imax à 0 sur l'autre, sans changer le signe de l'intensité sur 1 impulsion (le changement de signe a lieu sur 3 impulsions par les trois périodes "+" puis "0" puis "-"). J'applique donc les formules données en premier "sans me creuser la tête". Je n'ai ni moteur pas-à-pas ni oscilloscope a ma disposition pour afficher ces courbes et vérifier ce fonctionement.

En outre les rotors et stators de ces moteurs comportent p et q pôles.
Le nombre de pas semble être (q-p) / pq. Je n'arrive pas à trouver p et q de façon à obtenir les 200 pas des moteurs classiques.

Enfin j'ai découvert qu'ajouter une petite résistance en série de chaque bobine et augmenter la tension maximale en conséquence rend ces moteurs plus nerveux. En effet la constante de temps est L/R, il vaut mieux que L soit petit et R grand.

Merci pour cette cordiale discussion sur les moteurs pas-à-pas.

F.

 

[spirus]

Bon alors après tout ces échanges aussi intéressent qu’instructif j'ai quand même une petite question

sur ce kit qui colle bien avec budget / caractéristique / etc ..

Bon les alims sont en 36v , mais bon c'est déjà pas trop mal

http://www.ebay.de/itm/German-Ship-Promote-3Axis-Nema23-Stepper-Motor-435oz-in-Driver-50VDC-CNC-Mill-/301068454076?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item46191408bc

les moteurs
0.9 Phase Resistance (Ω)
3.8 Phase Inductance (mH)
430 Oz dans les 3.3 Nm

Si j'ai bien suivit ces moteurs devrait bien tenir le couple a grande vitesse ?

Ce qui me dérange dans cette conf c'est les 4.2 A des moteurs sur des drivers de type M542 comme ceux du kit ! le fait que les drivers soient a 4.2 A ne risque t'il pas dit avoir un risque que les drivers ne tienne pas ?

 

[spirus]

bon après quelques recherches, je n'ai pas trouvé les courbes torques/speed des moteurs du fameux kit qui me tape dans l’œil (Model 1 plus haut) (23HS9442 de chez longs-motor).
Mais j'ai presque trouvé un équivalant.

cette doc peu être assez intéressante http://www.ht-motor.com/en/02/57BYGH.pdf

une belle capture d'écran vos mieux qu'une longue lecture ...

Les caractéristiques des moteurs influx ... pas qu'un peu sur sont comportement .

j’attends avec impatience vos réactions !

Si j'ai fait une erreur ou dit une connerie hésité pas a me lyncher

 

[Barbidou]

Bonjour à tous,

J'ai un peu de mal avec les multiplications et divisions par 2 des périodes et des intensités. L'ordre de grandeur reste le même.

Si je comprends bien, par construction un moteur pas-à-pas bipolaire est constitué de 2 bobinages alimenté (ou non) par une intensité dans un sens ou dans un autre. La position à l'arret est figée par une des deux bobines qui conduit du courant, de façon à bloquer la position un peu comme un électro-aimant entre le rotor et le stator.

L'enchaînement des alimentations (sans les micro-pas logiciels) des 2 (séries) de bobines est-il bien :

(0,+), (+,0), (0,-), (-,0), (0,+) pour avancer de 4 pas dans un sens, et (0,+), (-,0), (0,-), (+,0), (0,+) pour reculer de 4 pas.

De cette façon à chaque pas (chaque impulsion, sans division ni multiplication par 2 du temps de la période) on passe de 0 à +/-Imax sur une bobine, et de +/-Imax à 0 sur l'autre, sans changer le signe de l'intensité sur 1 impulsion (le changement de signe a lieu sur 3 impulsions par les trois périodes "+" puis "0" puis "-"). J'applique donc les formules données en premier "sans me creuser la tête". Je n'ai ni moteur pas-à-pas ni oscilloscope a ma disposition pour afficher ces courbes et vérifier ce fonctionement.

La séquence d'alimentation que tu donne est une parmi plein d'autres... c'est un mode "pas entiers" avec une seule phase alimentée à la fois. Ce n'est pas forcément le mode le plus courant. Comme exemple, tu peux voir d'autres modes de commande dans la datasheet d'un driver assez commun : datasheet TB6560 (voir pages 12 à 14).
Ce que tu peux constater quel que soit le mode de commande choisi, c'est qu'en prenant la courbe du courant dans une bobine, un signal cyclique est généré. Cela va du carré pour un simple mode pas entier, à une quasi-sinusoïde pour du micro-pas. La seconde bobine est simplement déphasée de 90°. Ce qui est commun à tout ces modes de commande, c'est pour que chaque cycle complet, le moteur avance d'un pas. La fréquence du signal est donc égale à la fréquence des pas. Du point de vue de l'amplitude, dans le cas d'une commande en bipolaire, le signal oscille toujours entre +Vmax et -Vmax. Vmax étant la tension d'alimentation.
Dans mes exemple, j'ai pris une commande en pas entiers pour simplifier. Dans ce cas, le signal est un signal carré, d'amplitude [-Vmax; +Vmax] et on se retrouve à regarder le temps de montée du signal durant un "créneau", soit 1/2 période.

En passant, il aurait aussi été possible de considérer le cas du micro-pas en considérant le signal comme étant sinusoïdal d'amplitude [-Vmax; +Vmax] et dont la fréquence est la fréquence de pas.
Dans ce cas, l'étude consisterait à regarder comment le signal passe à travers le filtre RL constitué par la bobine.
On ferait alors un diagramme de Bode et, si mes vieux souvenirs de cours sont bons, on trouverait une fréquence F0=R/(2 x pi x L) en dessous de laquelle le courant arrive à suivre la fréquence et au delà de laquelle le courant chute avec la fréquence (avec une pente de 20db/décade). On retrouverait la même chose qu'avec le signal carré, à quelques nuances près. J'ai plutôt retenu l'approche avec un signal carré car ça me semblait plus facile à comprendre pour ceux qui ne se sont jamais penché sur les calculs de filtres.

De toute façon, peu importe la voie choisie, à ce niveau ce ne peut-être qu'une approche grossière du truc. Un calcul détaillé restant hors de portée. La seule chose à vraiment retenir, c'est qu'il est important de regarder les valeurs de résistance et d'impédance et, quand elle est disponible, la courbe couple/fréquence. L'autre point à retenir, c'est que l'adaptation de la plage de fonctionnement du moteur aux conditions dans lesquelles il travaille est beaucoup plus importante que les performances à l'arrêt qui sont la première chose affichée par les constructeurs.

En outre les rotors et stators de ces moteurs comportent p et q pôles.
Le nombre de pas semble être (q-p) / pq. Je n'arrive pas à trouver p et q de façon à obtenir les 200 pas des moteurs classiques.

Là, tu touche à la construction interne des moteurs et aux multiples astuces des fabricants pour obtenir des petits pas sans pour autant mettre 50 phases par moteur... Les mecs qui ont bossé là-dessus je leur tire mon chapeau quand je vois les trésors d'imagination qu'il y a dans les moteurs. Mais pour comprendre tout ça dans le détail, je jette l'éponge! il faudrait y passer un temps fou à réfléchir sur ces histoires de nombre de pôles pairs et impairs qui se décalent entre chaque pas etc... C'est vite une prise de tête et ça n'a pas vraiment d'application pratique alors je préfère passer mon temps sur d'autres sujets. Si ça te branche de te plonger là dedans, vas-y et fais nous un résumé compréhensible je serais ton premier lecteur!

Enfin j'ai découvert qu'ajouter une petite résistance en série de chaque bobine et augmenter la tension maximale en conséquence rend ces moteurs plus nerveux. En effet la constante de temps est L/R, il vaut mieux que L soit petit et R grand.

Mettre une résistance en série avec les bobines est la manière la plus simple de faire un driver meilleur que l'alimentation de la bobine à sa tension nominale. Ca permet d'augmenter la tension tout en limitant le courant pour éviter de cramer le moteur. C'est un peu plus performant qu'une bête alimentation directe, mais c'est fait au prix d'une consommation énorme dans la résistance. C'était la méthode courante au début des années 80 à l'époque ou l'électronique d'un régulation de courant était chère et l'énergie était consommée sans trop y regarder.
Aujourd’hui, le prix des composants électronique a baissé et n'importe quel driver de moteur pas à pas assure une commande en courant. La résistance ne sert plus à rien, elle est remplacée par la limitation de courant qui fait le même boulot, en nettement mieux et sans gaspiller inutilement l'énergie. (même si on ne regarde pas la consommation sur son compteur, on aime bien éviter d'ajouter des ventilateurs parce que ça chauffe).
Le driver se comporte un peu comme une résistance "toujours adaptée au mieux". quand le courant est inférieur au courant nominal, la résistance est nulle, toute la tension d'alimentation est transmise à la bobine pour accélérer au maximum la montée du courant et quand la valeur du courant est atteinte, le driver devient l'équivalent d'une résistance qui laisserait passer juste le courant nécessaire. Le tout étant fait par un principe de découpage, le rendement est maximal.
Ajouter une résistance en série avec ces drivers et augmenter la tension d'alimentation n'est pas un bon choix. La résistance n'apporte aucun gain de performance, mais uniquement des pertes. Si le moteur devient plus nerveux, c'est uniquement du à l'augmentation de l'alimentation. Bref, il faut effectivement augmenter l'alimentation, mais surtout pas mettre de résistance.

...une petite question sur ce kit qui colle bien avec budget / caractéristique / etc ...

Bon les alims sont en 36v , mais bon c'est déjà pas trop mal

http://www.ebay.de/itm/German-Ship-Prom ... 46191408bc

les moteurs
0.9 Phase Resistance (Ω)
3.8 Phase Inductance (mH)
430 Oz dans les 3.3 Nm

Si j'ai bien suivit ces moteurs devrait bien tenir le couple a grande vitesse ?

Ce qui me dérange dans cette conf c'est les 4.2 A des moteurs sur des drivers de type M542 comme ceux du kit ! le fait que les drivers soient a 4.2 A ne risque t'il pas dit avoir un risque que les drivers ne tienne pas ?

Ce moteur n'a pas l'air trop mal pour ton application. Il est un peu moins véloce que le SY60STH88-3008B de chez zappautomation, mais il n'en est pas loin.

Pour le courant délivré par les drivers, ce n'est pas une catastrophe. Le courant n'atteindra pas le maximum à faible vitesse, mais ce n'est pas à ces vitesses là que le couple te manquera. Par contre, aux vitesses élevées, ton moteur n'atteindra de toute façon pas la valeur limite du courant... Tu ne verra donc pas la différence. C'est juste que tu consommera un peu moins à faible vitesse. Par contre, si un jour tu veux changer de moteur pour un autre modèle qui consomme plus, tu seras peut-être limité.

En revanche, ce qui me choque c'est que ton kit est livré avec 2 alimentations pour 3 moteurs... La logique voudrait que tu ai une alimentation commune à tout le monde ou une par moteur... là, ça me semble un peu foireux...
Autre point un peu dommage, c'est effectivement la tension de 36V...

C'est quand même dommage de partir sur un kit qui semble un peu boiteux...

Comme je te l'ai déjà écrit, pour nos moteurs/drivers/alims de notre machine pour la SAF, nous n'avions pas trouvé de kit correspondant à ce qu'on voulait (on voulait une version 4 axes d'un kit 3axes). On a donc envoyé un message au vendeur en lui disant ce qu'on voulait dans le kit, et il a rajouté le kit correspondant sur ebay, le prix restant dans la ligne des prix qu'il pratique avec les autres kits... De mémoire, c'était le même fournisseur (longmotors) que celui de ton lien.
A noter que ce fournisseur a l'énorme avantage d'avoir un entrepôt en Allemagne. On a donc le prix des chinois, avec des délais et frais de port européens, et pas de surprise de frais de douane. C'est tout bénèf, pas d'emmerde et tout est intégré dans le prix annoncé. Rien ne t’empêche de faire pareil : tu repère dans leur catalogue l'alim que tu veux, les moteurs qui te plaisent et les drivers adaptés, tu leur fait un mail et tu aura du sur mesure.

 

[stanloc]

@barbidou ; je trouve que ton explication sur le passage de la commande des moteurs pas à pas en tension à la commande actuelle est un peu inexacte. La différence entre un générateur de tension et un générateur de courant sur le plan théorique c'est la résistance interne du générateur. Et le générateur de tension auquel on ajoute des résistances en série avec les bobines (dispositif que j'utilise toujours aujourd'hui) devient donc un générateur de courant. Ce que l'électronique actuelle a apporté ce n'est pas de pouvoir faire un générateur de courant (les alim à caractéristique carrée le font très bien depuis des lustres) mais de faire un asservissement en modulation de largeur d'impulsions (PWM en anglais) avec une fréquence de découpage élevée et cela sans trop de pertes dans les "commutateurs". La self induction des bobines assurent ensuite une intégration des impulsions et cela se passe comme une régulation de courant.
Tout part d'un problème qui est que pour faire passer du courant dans une bobine de cuivre avec au milieu du fer en plus, cela "prend du temps" avant que le courant atteigne son maximum. Pour y pallier la solution c'est d'augmenter beaucoup la tension aux bornes de la bobine mais alors sa résistance ohmique faible ne limitera pas assez le courant max, il faut donc le limiter par un autre artifice. Et cela devient de plus en plus difficile à faire si on veut un coup faire circuler le courant et un coup ne plus le faire et cela de plus en plus vite. C'est pourquoi le couple des moteurs pas à pas s'écroule en fonction de la vitesse de rotation. Le courant n'a pas le temps d'atteindre sa valeur nominale qu'il atteint à l'arrêt ou à vitesse très faible.
Stan

 

[Barbidou]

La différence entre un générateur de tension et un générateur de courant sur le plan théorique c'est la résistance interne du générateur. Et le générateur de tension auquel on ajoute des résistances en série avec les bobines (dispositif que j'utilise toujours aujourd'hui) devient donc un générateur de courant.

Tu as tout a fait raison, mais il y a un détail que tu oublie : en faisant un générateur de courant avec une résistance en série avec un générateur de courant, tu obtiens un générateur avec une résistance de sortie assez faible. Ce qui est construit dans le driver, c'est un générateur de tension limité en courant. Tant que le courant n'est pas atteint, il présente en sortie la tension d'alimentation, dès que le courant est atteint, il se comporte comme un générateur de courant avec une résistance de sortie très élevée. La commande est donc beaucoup plus énergique.

Pour se faire un idée de la différence, voici une petite simu basée sur l'excitation d'une bobine 22 mH 1.9 ohm 4,2 A en nominal et une tension d'alim de 40V. Les courbes V(Vout_res) et I(L1) montrent la tension et le courant sur la bobine commandée par la tension d'alim 40V en série avec une résistance de 7.62 ohms, les courbes V(Vout_gene_courant) et I(L2) montrent la même bobine alimentée par un générateur qui se comporte comme un driver. La différence est nette : au moment où le driver en courant atteint le courant nominal de 4,2A le driver par résistance en est encore à 3A. La différence est là, tant en performance qu'en rendement...

Ce que l'électronique actuelle a apporté ce n'est pas de pouvoir faire un générateur de courant (les alim à caractéristique carrée le font très bien depuis des lustres) mais de faire un asservissement en modulation de largeur d'impulsions (PWM en anglais) avec une fréquence de découpage élevée et cela sans trop de pertes dans les "commutateurs".

Comme tu le dis, les principes de régulation de courant sont maîtrisés depuis des lustres, tant en linéaire qu'en PWM d'ailleurs. Mais le coût abordable et la performance que l'on trouve aujourd'hui sont assez récente. C'est vrai que dans les années 80, on était capable techniquement de faire des générateurs, mais économiquement, on ne pouvait pas souvent se les payer et on utilisait alors la fameuse résistance comme ersatz de générateur de courant. Aujourd'hui, vu le prix des drivers, le choix d'une limitation par résistance devient un choix très discutable.

Cela dit, la bonne vieille méthode de la résistance fonctionne toujours, et si elle te donne satisfaction, rien ne t'oblige à opter pour un driver moderne. On n'est pas obligé de toujours se plier au culte de l'efficacité!

 

[spirus]

Bien bien Bien !!

Tout ces échanges hautement intéressent, sont culturellement très enrichissent. mais j'avoue qu'au final trop d'info tue l'info et que l'inculte que je suis sur le sujet est grave perturbé pour faire un choix maintenant.

alors pour revenir a l'exemple de ces deux moteurs qui on un rendement différent.
Dans un simple résumé ! qu'elle moteur (caract) pour quelle type d'utilisation ?

bon après quelques recherches, je n'ai pas trouvé les courbes torques/speed des moteurs du fameux kit qui me tape dans l’œil (Model 1 plus haut) (23HS9442 de chez longs-motor).
Mais j'ai presque trouvé un équivalant.

cette doc peu être assez intéressante http://www.ht-motor.com/en/02/57BYGH.pdf

une belle capture d'écran vos mieux qu'une longue lecture ...

Les caractéristiques des moteurs influx ... pas qu'un peu sur sont comportement .

j’attends avec impatience vos réactions !

Si j'ai fait une erreur ou dit une connerie hésité pas a me lyncher

 

[Barbidou]

Pour comparer les deux courbes que tu donne, le plus parlant est de les superposer en les mettant à la même échelle :

On voit alors très bien que le 57BYGH115-003 a un couple supérieur au 57BYGH115-007 dans les fréquences basses (jusqu'à environ 1700pps) et que le rapport de force s'inverse dans les fréquences plus élevées...

Le 57BYGH115-003 sera donc plus à l'aise à bas régime tandis que le 57BYGH115-007 ira probablement plus loin en vitesse.
Cela dit, la courbe du 57BYGH115-007 n'étant donnée que jusqu'à une fréquence de 3700pps, il est difficile de conclure avec certitude au delà. Il y a peut-être une fréquence de résonance à la con qui fait chuter le couple à 3800pps...

Cela dit, ces deux moteurs ont l'air d'être assez loin derrière le SY60STH88-3008B si on se réfère à la courbe de ce dernier...

Tout ces échanges hautement intéressent, sont culturellement très enrichissent. mais j'avoue qu'au final trop d'info tue l'info et que l'inculte que je suis sur le sujet est grave perturbé pour faire un choix maintenant.

Comme je te l'ai écrit plus haut, il est inutile de te prendre trop la tête... De toute façon, pour pouvoir faire un choix vraiment basé sur les calculs, il faudrait d'abord modéliser très précisément la mécanique de ta machine et passer de semaines à tout calculer... Si tu tiens vraiment à rentrer dans les détails, tu peux d'ores et déjà faire un stock d'aspirine et retarder le planning de ton projet de quelque temps... Si tu avais eu la même démarche avec le reste de ta structure, tu en serais encore à faire des calculs de flexion et de torsion sur la poutre de ton portique! Tu n'as pas hésité à le construire sans avoir tout calculé, je t'invite à avoir la même démarche pour le choix de tes moteurs!

Le plus simple, c'est de prendre un modèle qui a fait ses preuves chez quelqu'un d'autre sur une machine comparable à la tienne, ou quelque chose dont les courbes couple/fréquence sont avoisinantes et tu seras à peu près certain de la réussite de l'opération.

Tu vas finir par me faire regretter d'avoir écrit ce petit topo sur la commande des moteurs, le but étant de t'aider et pas de t'embrouiller...

 

[spirus]

surtout pas Barbidou , ne regrette pas.
Tes réponses comme celle des autres participes a notre enrichissement ainsi qu'a celui du forum et ou des gens qui lirons.

Merci a tous

 

[CBK59]

Bonjour,

Je partage l'avis de Spirus,

Je suis avec beaucoup d'intérêts le post de Spirus et y trouve énormément d'informations argumentées et documentées.

@barbidou : les infos sur les moteurs pas à pas m'ont aidé à comprendre leur fonctionnement. Il est vrai qu'il ne faut pas aller trop loin dans les calculs car nos projets n'avanceront pas, mais malgré cela, il est intéressant de se faire une idée précise des paramètres qui influent sur le comportement des moteurs PàP et de les choisir en fonction de sa machine et de l'expérience des intervenants sur le forum.

En tout cas merci et surtout n'hésite surtout pas à nous "inonder" de ce type d'info
A chacun ensuite en fonction de ces capacités et de ces envies d'aller plus loin dans la définition des éléments de la machine.

 

[Barbidou]

@barbidou : les infos sur les moteurs pas à pas m'ont aidé à comprendre leur fonctionnement. Il est vrai qu'il ne faut pas aller trop loin dans les calculs car nos projets n'avanceront pas, mais malgré cela, il est intéressant de se faire une idée précise des paramètres qui influent sur le comportement des moteurs PàP et de les choisir en fonction de sa machine et de l'expérience des intervenants sur le forum.

C'est exactement comme ça que je vois les choses...
De toute façon, pour un cas pratique, les formules que j'ai donné serait tout à fait inutilisables. Trop de points sont négligés, c'est simplifié au maximum et je ne donne jamais de formule pour lier les valeurs de courant et celles de couple (j'aurais beaucoup de difficulté à donner une telle formule...). C'est juste pour un but pédagogique... Il est probable qu'un électrotechnicien ferait des bonds en lisant tout ça!

Alors maintenant Spirus, fini la masturbation intellectuelle, on veut du concret et des photos!

 

[spirus]

allez c'est repartie

j'attaque l'axe Z

Remarque ou note pour plus tard :
les chariots a billes avec les 4 vis, faire un serrage en croix ou ça ce met de travers et force sur l'axe ... !

(je me ferais plus avoir !)

 

[sebastian]

bonjour spirus
c'est cool, ça prends forme !
tu as raison, LE serrage en croix, toujours ! mettre en appui chaque pièce par vissage, puis, toujours en "X" ,serrage définitif de +- 1/4 de tour fonction du matériaux…
Tu as confiance dans le mdf ? cet aggloméré de sciure compressé… et collé… j'espère vivement pour toi une bonne stabilité du matériaux ! je pense qu'il est toujours bon de bien stabiliser cette matière par une imprégnation vernis dilué ou peinture… pour stopper au mieux les variations de dilatation dans le temps.

De mon côté, 3h de "dégraffage" et de ponçage des découpes… j'ai pas encore terminé !
C'est entre autre ce que j'ai apprécié sur cette conception de machine, du ctbx 10 plis, hyper rigide et de bonne densité.

Courage à toi / à nous, un vrai plaisir quand ce sera terminé, c'est le but

 

[sebastian]

J'oubliais…
tous tes montages sur chant sont juste collés ? ou vissés/collés, ou chevillés ? ce serai mieux ! on ne vois pas sur tes photos

 

[spirus]

Bonjour Sebastian

ça fait un moment que je travail avec du mdf, je appris (même parfois a mes dépend) qu'il y a des choses a ne pas faire avec le mdf.
- des angles arrondit pas a l’équerre.
- évite de planté des vis ou des clous directement dedans.
- avec une bonne couche de colle a bois mis en pression avec des sert joint et une bonne nuit voir 24h de séchage.
- etc ...

généralement je cheville bois, je colle, je comprime pendant le séchage. j'avoue que pour le moment sur les réalisations que j'ai fait je n'ai rien cassé.
le chance tournera peu être avec la CNC ... ou pas , j'ai dans certain endroits mis des pièces en agglo et en contre plaqué ... on verra bien

y a quelques temps je me suis fait cette etaux en MDF, pour le moment il ne bouge pas ... pour le moment ...

 

[sebastian]

ok, on voit que tu connais bien cette matière !
Mon but n'est pas de te mettre la pression, au contraire ! cela dit, les efforts induit par la cnc sont loin d'être négligeables et la matière première est importante dans ce choix ; j'ai vu beaucoup de montages de cnc bois sur ce forum et d'autres, souvent en mdf, c'est vrai que la matière parait intéressante, mais le plus souvent ceux qui l'utilisent renforcent leurs montages avec des cornières… à toi de voir.
En tous les cas je te souhaite vivement de mener à bien ton projet, que la joie soit avec toi au final !

 

[spirus]

je connais bien ! c'est vite dit. j'aime bien cette matière par rapport a d'autre, mais elle a autant d'avantage de d'inconvénient.
Pour les renforts en équerre métallique, j'y ai pensé c'est prévue, le MDF peut être vite cassant.

Ne te fait pas de soucis pour la pression, je suis Zen lol, ça fait plusieurs moi que je suis sur la réflexion et si la construction en prend encore plusieurs ce n'est pas un problème.

 

[Fred69]

Le MDF est un bon matériau que j'aime bien et que j'utilise souvent, particulièrement pour ce genre de travail. On a toujours la possibilité de passer du MDF à l'alu par la suite si c'est nécessaire.
Ça n'est pas utile à mon avis de renforcer le MDF avec du métal: on construit tout MDF ou tout métal.
On peut très bien mettre des vis dans les champs à condition de prendre des vis longue avec avant trou ad hoc.
Pour le collage pas la peine d'attendre 24h, il suffit de s'en tenir strictement au prescription du fabricant de colle (sauf pièce sous contrainte particulière, ce qui n'est pas le cas ici). La couche de surface n'est pas des plus résistante, il faut donc augmenter au maximum la surface de collage.
Par contre je n'ai jamais trouvé de données précises sur les variations dimensionnelles de ce matériau. Ça serait intéressant de comparer à l'alu.

 

[spirus]

Ça n'est pas utile à mon avis de renforcer le MDF avec du métal: on construit tout MDF ou tout métal.

c'est pas faut, au risque de le fragilisé .

On peut très bien mettre des vis dans les champs à condition de prendre des vis longue avec avant trou ad hoc.

Complétement, si tu ne fait pas d'avant trou, tu as un très grand risque de le faire éclaté.

Par contre je n'ai jamais trouvé de données précises sur les variations dimensionnelles de ce matériau. Ça serait intéressant de comparer à l'alu.

oui, je vais regarder ce que je trouve

Edit :
http://www.cndb.org/live/produits_et_materiaux/panneaux_derives_bois/panneaux_fibres.pdf
http://www.spanogroup.be/upload/docs/MDF-manual%20FR%20LOW%20RES.pdf

 

[sylcel1819]

Spirus,

Petite question peut-être stupide mais qu'est-ce que vous appeler par le serrage en croix ?
Au passage super tes docs sur le MDF, je les garde précieusement. Je me demandé s'il y avait un intérêt prendre du MDF hydrofuge pour la tenu dans le temps.

Projet toujours aussi intéressante, vivement la suite.
je crois que je vais commencer la semaine prochaine un post sur ma réalisation en cours.

 

[spirus]

sylcel1819

Le serrage en croix et un principe de serrage dans un ordres précis ( en forme de croix ).

--->> la version longue de l'explication http://fr.wikipedia.org/wiki/Hyperstatisme

 

[spirus]

En attente de pièces commandées pour continuer

pour l'axe X et Y ( 15$ les 10 sur ebay )

Pour l'axe Z ( 20$ les 10 sur AliExpress )

 

[carlos78]

Ils sont vraiment sympas ces paliers, et le prix est ... incroyable !
Pour avoir un roulement un peu plus conséquent, J'aurais plutot pris du diamètre 10 qui resterait compatible de la vis M14x2