advies drivers, voeding

[Arcss]

Een tweetal jaren terug kocht ik het bootec bouwplan, draadspindels, lineaire geleiders, ... om het daarna in de kast te steken. Enkele weken terug toch alles samengeraapt om er de machine van te bouwen. So far, so good ... het mechanische gedeelte zit in elkaar, alles beweegt vlotjes, ...

Nu wil ik verder met het electronische gedeelte, ik kocht reeds 4 (X, X, Y, Z ) nema 23hs5628-6.35 stappenmotoren maar wil de drivers, freesspindel en de voeding ietsje degelijker hebben dan een gokje op aliexpress. Ik niet echt een doel om te frezen, maar het zal vooral 'grof' zijn uit mdf, multiplex, ... Aluminium eventueel ook eens als ik de smaak echt te pakken heb en mijn houten bouwwerk zou willen upgraden naar alu :-)


Kan iemand mij iets aanraden?

[benkr]

Als je al motoren hebt kan ik eigenlijk alleen maar losse srappen motor drivers aanraden van een goed merk, zeker niet de supergoedkope drivers van AliExpress die je voor minder dan 10 Euro overal kunt bestellen. Ik heb eigenlijk echt goede ervaringen met Leadshine drivers die ik heel vaan via Marktplaats heb gekocht, ik heb zojuist even gezocht en kom dan b.v. deze tegen:

https://www.marktplaats.nl/v/hobby-en-v ... eschikbaar

Een prijs van 15 Euro per stuk is een heel gangbare prijs voor deze gebruikte drivers.

Ik denk dt je motoren aan de kleine kant zijn qua koppel, 1,26 Nm is aan de krappe kant, ik zelf zou meer richting 3 Nm kiezen, maar probeer het met goede drivers en wellicht valt het allemaal wel mee. Blijf zeker weg van TB5660 en TB6600 drivers, dan kom je zeker te weten koppel te kort.

[Huub Buis]

leadshine drivers zijn absoluut goed, maar gezien de machine voor hout en een eerste CNC bouw, is de marktplaats aanbieding wel veel geld als het de prijs per driver is.

Zelf gebruik ik de DM556(T) driver die bij o.a. OMC Stepper online goedkoop te krijgen is.
https://www.stepperonline.nl/digitale-s ... tor-dm556t

Doe daar een goed merk voeding bij van 350W 24V of 36V en de machine zal het prima doen. Zelf gebruik ik uitsluitend MeanWell en wel de 24V versie omdat dit beter past bij mijn controllers die ook 24V zijn.
https://www.stepperonline.nl/lrs-350-24 ... lrs-350-24

Mocht je daar willen bestellen, let dan op dat je shipping vanuit Duitsland selecteert.

Als spindel voor hout zou ik beginnen met een bovenfrees. Die zul je vast wel hebben inclusief de bijpassende frezen.
Een zwaardere spindel klinkt mooi, maar bedenk dat de motoren dat ook aan moeten kunnen en het houten frame lijkt mij daarvoor te flexibel. Natuurlijk kun je daar een 2.2 kW spindel op zetten en die op 25% van zijn vermogen gebruiken. Dat staat mooi maar brengt, behalve dat ze stiller zijn, verder erg weinig. Ik denk dat het geluid van het frezen ver boven dat van de motor uit zal komen.

[Arcss]

Bedankt voor jullie reacties, ik kan eventueel nog steeds overschakelen naar een closed circuit systeem hoor, maar ik heb geen idee wat de prijzen hiervan zijn.

I.v.m. de leadshine ... is inderdaad veel geld/stuk :-(

[benkr]

Wat betreft de prijs van die drivers, ik ben er helemaal van uit gegaan dat die 75 Euro (en bieden vanaf 45 Euro) de prijs is voor alle 4 de drivers, ik had al geschreven dat 15 Euro per stuk de normale gangbare prijs is voor deze (gebruikte) drivers. Nieuw bij Ali kosten ze 33,40 Euro per stuk en free shipping zie hier:

https://nl.aliexpress.com/item/10050097 ... in_prod%3A

De DM856 is een Euro duurder bij hetzelfde bedrijf, dat zou denk ik mijn keuze worden, dan kun je kiezen voor een 48VDC of zelfs 60 VDC voeding die je dan ook nog de max. spanning uit kunt laten geven, dat geeft je een goede acceleratie en snelheid.
Voor de voeding(en) zou ik wel kiezen voor ook weer een goed merk, b.v. van Meanwell die geven je denk ik toch een goede levensduur tegen heel acceptabele prijzen, reken voor een 500 W voeding op z'n 80 Euro.
Ik heb eventueel nog 1 of 2 Meanwell RSP500-48 voedingen te koop voor je voor 50 Euro per stuk, dat zijn nieuwe ongebruikte voedingen die komen uit een gecanceld project.

Closed loop drivers + motoren zijn toch echt wel flink duurder.

Een optie die je ook kunt overwegen zijn de zgn. digitale servo motoren van JMC, de 180W uitvoering kost denk ik rond de 100 Euro bij Ali en 120 Euro bij b.v. Sorotec. Let wel op de 150 Euro grens bij kopen bij Ali, in Nederland moet je vanaf 150 Euro invoer gaan betalen, geen idee hoe dat tegenwoordig gaat, maar het kan zo maar zijn dat b.v. DHL daar nog een flinke toeslag voor verwerking bovenop doet, ik zou ze daarom per stuk bestellen (heb ik wel meer gedaan) en er dan telkens eentje bestellen wanneer de vorige verzonden is in China.



Ik weet niet of je al een voeding hebt

[Tonybryden]

Ik heb nog een ongebruikte (JMC, de 180W uitvoering kost denk ik rond de 100 Euro bij Ali) liggen . Ooit gekocht ik dacht van serum .
Mag weg voor 65€ .

[Arcss]

Ik zou liefst nieuw materiaal hebben.

• 4x Digitale Stepper Driver 1,8-5,6A 20-50VDC voor Nema 23, 24, 34 Stepper Motor
• 1x LRS-350-24 MEANWELL 350W 24VDC 14,6A 115/230VAC Gesloten schakelende voeding
• Om eerlijk te zijn heb ik reeds 1 stappenmotortje en zijn er nog 2 onderweg: Nema23 23HS5628 2.8A
  Sowieso heb ik nog een 4de nodig, daarom dacht ik om de 3 dat ik zal hebben te gebruiken voor 2x X en 1x Z en een vierde voor de Y as. Zou dit type passen? Normaal iets krachtiger dan de andere 3. Bij tekortkomingen van de andere kan ik dan eventueel vervangen door zulke. (ben nog steeds op ontdekkingstocht :-) )

Verder heb ik volgens mij dan enkel nog een freesspindel nodig. Tips? :-)

[Markus]

Gebruik 32 of 48 volt voor je voeding dat is goed voor het koppel op snelheid van je stappenmotoren




24volt voor stappenmotoren is laag

Greetz,

Markus

[Huub Buis]

Mijn CNC router (70 kg, bereik X,Y,Z: 140,240,160 mm) loopt met 23HS22-2804S 1.26 Nm steppers en 4 mm pitch spindels en TMC2209 step stick drivers. Daar staan de drivers slechts op halve kracht en nog haal ik 700 mm/min op de X en de Y as. De beperking zit niet in mijn steppers, maar de stijfheid van het frame.
Mijn draaibank (290kg, bereik X,Z: 200,600 mm) gebruikt dezelfde steppers met DMC556 drivers en die loopt op 550 mm/min. Ook daar is de beperking niet mijn steppers, maar de stijfheid van het frame.
De nieuwe CNC freesmachine (130 kg, bereik X,Y,Z: 500,190,450) in aanbouw krijgt (X,Y) 2 Nm steppers en spindels met een 5 mm pitch. De Z-as krijgt een 4 Nm stepper maar mogelijk een servo met rem.

Beginnen met lichtere motoren geeft ook minder schade als het fout gaat en reken er maar op, dat het fout gaat. Begin met de steppers die je hebt. Mocht je later sneller willen gaan, zet er dan grotere Nema23 of Nema24 steppers op, dan hoef je alleen maar de steppers en de as koppelingen te vervangen. N.B. Nema24 steppers hebben dezelfde maat (register diameter, bout gaten) als de Nema23 steppers alleen de buitenmaat is 3 mm groter.

Sowieso heb ik nog een 4de nodig, daarom dacht ik om de 3 dat ik zal hebben te gebruiken voor 2x X en 1x Z en een vierde voor de Y as.

Het portaal, waar je tegenop kijkt en waar de Z-as op geschroefd wordt wordt meestal de X-as genoemd omdat die van links naar rechts loopt. Die is maar smal en daarom zit er meestal maar één motor op. De Y-as beweegt het portaal. Daar zitten bij de "grotere" machines meestal 2 motoren op. Je hebt dan een XYYZ machine.

[Huub Buis]

24volt voor stappenmotoren is laag

Markus, je hebt gelijk, een hogere voedings spanning heeft een hogere maximum snelheid als voordeel. Het geeft ook meer problemen met interferentie. Bedenk dat bij 10 rps en een 5 mm pitch spindel de machine al met (10*5*60) 3000 mm per minuut loopt. Ik denk niet dat deze machine met de huidige motoren daar ook maar in de buurt kan komen.

[Arcss]

Ik las de laatste drie reacties aandachtig, maar weet nu niet wat ik moet doen,
Ga ik voor:

• 24volt dat volgens Markus te laag is
• 32 of 48 volt dat beter is voor het koppel/snelheid, maar meer problemen heeft met interferentie.

Ik probeer het allemaal te begrijpen, maar het is een nieuwe wereld voor mij waar ik wel voor open sta :-)

[benkr]

24V voor een voeding voor drivers voor een grotere machine is inderdaad aan de lage kant, kan wel maar kost je vooral acceleratie.
Gebruik je b.v. die TB6560 drivers dan mag je maar max. 35V voeding hebben, maar dat zijn dan ook drivers die ik never nooit zou gaan gebruiken, idem voor de TB6600 drivers.
Met Leadshine drivers zoals de DM556 of DM856 mag je 50VDC of voor de DM856 zelfs 80VDC hebben. Voor de DM556 wordt vaak een 48VDC voeding gebruikt die dan ietsje terug wordt geschroefd tot zo'n 45VDC, dat kan met vrijwel elke goede voeding. Reden is dat wanneer je afremt, deceleratie dus, de motor stroom teruglevert aan de voeding waardoor de spanning iets gaat oplopen. Komt de spanning bovenb de 50 a 55VDC dan gaat de driver in error en dat wil je niet. Loopt de spanning nog hoger op dan gaat de driver zelfs kapot, dat wil je zeker niet.

Om bovenstaande reden roep ik ook dat ik zelf zou kiezen voor de DM856 driver en minimaal één 48VDC voeding van 500W of zelfs 2 van deze voedingen, zeker als je ook nog een 4e as wil gaan gebruiken in de toekomst.
Die interferentie wordt bij de DM556 en DM856 door een interne functie van de driver geminimaliseerd, je moet dan met een schakelaartje 3 keer schakelen binnen 1 seconde om deze functie te activeren. Soms helpt het ook om de stroom door de motor (die instelbaar is) iets lager te kiezen.

[Huub Buis]

Een hogere voedingsspanning geeft meer marge om de back-emf (generator spanning) van een draaiende stappenmotor te overbruggen. Er is daarmee meer marge om de max toelaatbare stroom door de stappenmotor te sturen. Een nog hogere spanning zal weinig uitmaken omdat dan de op de driver ingestelde maximale stroom overschreden zal worden en dat laat de driver niet toe. Er is nu eenmaal een limiet aan wat een stappenmotor kan leveren aan vermogen en koppel.

De 23HS22-2804S stappen motor van Stepper Online is waarschijnlijk vergelijkbaar met de motor van AliExpress (2.8A, 1.2 Nm, 0.9 Ohm, 2.6 uH)
https://www.omc-stepperonline.com/nema- ... 2804-me1k
Als je voor deze motor het max RPM/Snelheid uitrekent bij verschillende voedingsspanningen en een 5 mm pitch dan kom je bij:
12V op 142 RPM / 711 mm/min
24V op 384 RPM / 3384 mm/min
36V op 1055 RPM / 5274 mm/min.
De formule hiervoor: Max RPM = (Vss-Vmotor)*rated_current*60/(sqrt(2)*pi*rated_holding_torque), zie MsExcel sheet in de bijlage

MaxRPM.jpg

Bij hogere toerentallen zal het koppel van de stappenmotor afnemen omdat een stappenmotor een constant vermogen levert. De formule hiervoor is: Nm=kW*9524/RPM
Als je naar de koppel curve kijkt van deze motor dan zie je dat daar bij 1500 RPM niet veel van over blijft. Of dat nog genoeg is om de gewenste snelheid te halen is afhankelijk van hoe zwaar de frees belast wordt.
Voor alle duidelijkheid, de vorm van al dit soort curves wordt bepaald door de combinatie van type driver, voedingsspanning en microstepping.

KoppelCurve.jpg

Voor motoren met een hoge inductie zoals de 24HS39-3008D in een bipolaire seriële schakeling kan het zinvol zijn een hogere voedings spanning te kiezen (2.12A, 4Nm,2.8 Ohm, 12uH).
Als je voor deze motor het max RPM/Snelheid uitrekent bij verschillende voedingsspanningen dan kom je bij:
12V op 29 RPM / 146 mm/min
24V op 129 RPM / 646 mm/min
36V op 215 RPM / 1076 mm/min.

Maar wat nu te kiezen:
Dat is afhankelijk van hoe hard de motoren straks moeten lopen en het koppel dat ze bij die snelheid nog moeten hebben. Veel is afhankelijk van hoe en wat je wilt gaan frezen. Het maakt nogal verschil of je met een 3 mm freesje op 6000 RPM 3 mm MDF wilt frezen of een 10 mm frees op 24000 RPM (geen idee hoe hard dat mag) in één keer door een stuk eiken van 30 mm wilt jassen.
Voor mij maakt het niet uit hoe snel het gaat als het maar goed gaat. Als ik er de boterham mee moest verdienen dan was dat een ander verhaal. Maar dan zou ook het ontwerp van de freesmachine daar op afgestemd zijn.

Stepper Powersupply.xls

[benkr]

Een hogere voedingsspanning geeft meer marge om de back-emf (generator spanning) van een draaiende stappenmotor te overbruggen. Er is daarmee meer marge om de max toelaatbare stroom door de stappenmotor te sturen. Een nog hogere spanning zal weinig uitmaken omdat dan de op de driver ingestelde maximale stroom overschreden zal worden en dat laat de driver niet toe. Er is nu eenmaal een limiet aan wat een stappenmotor kan leveren aan vermogen en koppel.

Hoe hoger de spanning is hoe steiler de stroom aangroeit tot zijn maximale waarde, die wordt begrensd door de L van de motor, de Ri van de motor en de max. ingestelde stroom van de driver. Hoe sneller die max. stroom wordt bereikt hoe langer dat max. koppel beschikbaar is op de uitgaande as van de motor, en daar draai het toch allemaal om.