refroidissement moteur pas à pas

[esloch]

Bonjour

j'ai remarqué que les moteurs pas à pas que j'utilise dans mon plotteur .. et que j'envisage d'utiliser les mêmes dans un projet de CNC laser .. chauffe énormément.
j'ai fait une petite recherche sur le sujet .. j'ai améliorer la courant qui passe dans ces moteurs .. j'ai installer des dissipateurs thermique .. et il ce peux aussi que cette température est normal .. mais je ne suis pas satisfait ..
j'envisage d'installer des ventilateur 40x40x10 .. je cherche la meilleure façon d'installer ce genre de ventilateur .. j'ai trouvé des systèmes de montage imprimable en 3d .. mais je ne sais pas si c'est intéressant de placer du plastique sur un moteur chaud !
si vous avez des idées .. un retour d'expérience .. elles sont le bienvenu

Merci

 

[MegaHertz]

Bonjour,

Les moteurs ont une coque qui fait déjà dissipateur thermique.
Sur des imprimantes 3D qui tournent quelquefois plusieurs jours ça tient bon sans dissipateurs supplémentaires ni ventil.
Même sur des CNC je n'ai pas vu de tels montages.

Si tes moteurs chauffent c'est normal vu que le rendement parfait n'existent pas et qu'ils bossent.
S'ils chauffent trop et qu'en prime ils sont bruyants c'est qu'il faudrait baisser le VREF sur le driver.

Et côté GCode peut être que tu es trop extrême sur les accélérations et vitesses.

 

[esloch]

j'ai fais le reglage du VREF sur les driver (un tutoriel que j'ai vu sur youtube) mais c'est encore chaud .. pour moi .. peut être que c'est normal
c'est pas intéressant un ventilateur ?

 

[wika58]

Interessante la video

Bon la solution des trous avec ventilo ne me semble pas adaptée à nos applications...

Et puis il me semblait avoir appris que si on demonte un moteur PAP il est deterioré...

 

[esloch]

moi aussi .. il est hors de question de trouer le moteur !!! ..
j'installe un ventilateur ca c'est sure .. le plus simple pour moi c'est derrière le moteur .. même si à priori sur le coté c'est plus efficace .. mais c'est pas envisageable vu la conception

 

[Dudulle]

Si tu te contente de souffler sur le moteur il ne refroidira quasiment pas.
A mon avis la meilleur solution serait de faire une semelle en alu, dans laquelle on viendra entrer un caloduc, et de relier ce dernier à un dissipateur.

 

[MegaHertz]

C'est normal qu'un moteur chauffe quand il bosse.
Ne t'attends pas à ce qu'il reste à 20° quand il est en plein boulot depuis une heure.

Un plotter avec une bonne lame ou un laser c'est pas des gros efforts comme sur une CNC.
Tu baisses le VREF et tu fais tourner un machin de test réaliste avec des changements de sens pendant au moins 20 minutes qui te montrera tout de suite une perte de pas. Par exemple un dessin fait de des carrés imbriqués.
Tant que ça ne perd pas de pas tu peux encore baisser.
C'est chiant parce qu'il faut y aller petit à petit et faire un test long à chaque fois.

Une fois que tu constates une perte de pas tu relèves de 15 à 20%.
L'intérêt d'avoir le VREF le plus bas possible c'est de réduire l'échauffement.

 

[speedjf37]

Bonjour,

La bonne température des moteurs c'est quand on peut y poser la main et la laisser sans se bruler (même en temps de canicule) !

Le meilleur moyen c'est de régler/baisser le courant dans le driver.

Le risque c'est de détériorer le moteur:
1) bruler le bobinage et son vernis
2) atteindre le point de curie et démagnétiser le circuit magnétique.

Il suffit parfois de lire et d'appliquer la notice des moteurs/drivers !

voir aussi le réglage du repos à demi courant du driver.
voir les paramètres maintient moteur dans Grbl par exemple !

JF

 

[esloch]

voir aussi le réglage du repos à demi courant du driver.
voir les paramètres maintient moteur dans Grbl par exemple !

ah je connais pas ce truc !!

intéressant .. est ce que vous pouvez nous donner plus d'informations

Merci

 

[speedjf37]

j'ai fais le reglage du VREF sur les driver (un tutoriel que j'ai vu sur youtube) mais c'est encore chaud .. pour moi .. peut être que c'est normal

Si possible trouver les caractéristiques des moteurs.

Il faut se méfier du VRef ! (vérifier avec la notice constructeur du composant)
Il dépend des résistances installées sur les drivers ( StepStick ).
Il faut chercher le réglage minimum sans perte de pas (à la vitesse max).
Sur des drivers programmables par micro inter (couper l'alim pour changer , les inters sont lus au démarrage) ,
il faut se méfier de la sérigraphie souvent mal orientée et des micro contact inversés aussi !

Pour Grbl voir le $1

https://www.barrel-organ-discovery.org/site/wiki/articles/Percage_GCode/PARAM%C3%88TRES%20DU%20GRBL_JPR_Freddy.pdf

Sur une petite CNC il a fallut $1=255 pour ne pas perdre de micropas (surtout sur le Z).

JF

 

[esloch]

ola ! c'est plus compliqué que prévu ..
les risques d'un mauvais réglage ? .. j’espère que c'est pas un moteur a jeter à la poubelle !!

 

[phil135]

souffler dessus est plus efficace que l'on croit: il peut y avoir un facteur 10 ou 15 entre l'efficacité d'une convection naturelle et celle d'une convection forcée bien faite
il faudrait avoir un peu de gainage en plus du ventilo pour que le flux d'air enveloppe la carcasse (le truc pas essayé dans la video)
un général le flasque avant et le flasque arrière sont tous deux en alu, ça serait bien qu'ils aient tous deux de la ventilation, même si en fait ce sont les bobinages qui chauffent dans la carcasse en fer
un flux d'air (propre) passant à l’intérieur est idéal car plus direct dans son effet. on trouve des grilles pour ventilo 40x40 comportant un filtre façon coton

nota1: j'ai déjà démonté / remonté un nema17 qui fonctionne encore. il faut juste être "gentil" pour ne pas brutaliser les aimantations du rotor
nota2: la conductivité thermique des alliages de fer, de plus vernis, est médiocre par rapport à l'alu et au cuivre

 

[dh42]

Salut,

Qu'entends tu par "chauffe énormément" ? ; c'est très subjectif et ça ne veux pas dire grand chose sans une mesure de T°.

Il ne faut pas non plus paniquer, un moteur pas à pas peut supporter dans les 80° ; parfois c'est indiqué dans les docs techniques ; un exemple pour ce petit NEMA17 0.22 Nm

M42HS02 Nema 17 - 0.22 Nm stepper motor

Moteur PàP Nema 17 - 0.22Nm/0.4A

www.soprolec.com

Ou ici pour ce NEMA24 Nanotec 3.0 Nm

https://www.upload.sorotec.de/doku/manuals/ST6018L3008.pdf

Tous les deux sont donnés pour 80° max

Et si tu veux prendre un mal de crâne, quelques explications ici

https://www.faulhaber.com/fileadmin/Import/Media/AN008_FR.pdf

++
David

 

[esloch]

un moteur pas à pas peut supporter dans les 80°

oui oui .. et je l'ai dis au début

c'est encore chaud .. pour moi .. peut être que c'est normal

c'est toujours plus intéressant d'avoir des moteur qui fonctionne dans les 50° de moyenne que dans les 80° .. même si c'est "normal" ..

Merci

 

[esloch]

il exagére quand même ..




sinon je ne me rapelle pas avoir vu cette option dans mes réglages ..

 

[dh42]

Salut,

il exagére quand même ..

Si peu ! .... il aurait put mettre un refroidissement liquide

sinon je ne me rapelle pas avoir vu cette option dans mes réglages ..

Tu veux parler du 1/2 courant en maintient ? .... Je ne connais pas GRBL, sur ma machine le mode 1/2 courant se règle sur le driver lui-même, sur des M542, c'est le switch SW4, et il n'y a rien à régler dans le soft de pilotage lui-même.

++
David

 

[esloch]

Si j'ai bien compris, la meilleure manière de contrôler la surchauffe des moteurs est le réglage du Vref.
Y a-t-il une bonne méthode pour effectuer ce réglage ?
Et quels sont les risques avec une Vref légèrement supérieure et légèrement inférieure ?

Merci

 

[dh42]

Pour le Vref min, je pense que mégahertz t'a répondu ici, risque de pertes de pas, et pour Vref supérieur et bien ça chauffera plus, jusqu'à tuer le moteur si tu abuse trop je suppose.

refroidissement moteur pas à pas

Bonjour j'ai remarqué que les moteurs pas à pas que j'utilise dans mon plotteur .. et que j'envisage d'utiliser les mêmes dans un projet de CNC laser .. chauffe énormément. j'ai fait une petite recherche sur le sujet .. j'ai améliorer la courant qui passe dans ces moteurs .. j'ai installer des...

www.usinages.com

J'ai regardé les paramètres $ du document de speedjf, apparement GRBL n'a pas de commande pour mettre les moteurs qui ne tournent pas en 1/2 courant, c'est du tout ou rien, soit $1 à une valeur < 255 et le moteur se coupe totalement au bout d'un certain temps , donc pas bon pour le maintient de position car il ne "bloque" plus l'axe, soit $1=255 et le moteur reste tout le temps à 100% du courant même en maintient ... donc à moins de remplacer tes drivers par des modèles qui gèrent eux même le 1/2 courant de maintient de manière transparente pour GRBL, il ne reste que le VRef ou le ventilo, je supose que pour une petite machine, ça n'a probablement pas d’intérêt de passer à des drivers genre DM542 ne serait-ce que pour l'encombrement.

++
David

 

[phil135]

80°C est aussi la limite pour les aimants au neodim (temperature de curie). il vaut mieux garder une petite marge car ce n'est pas réversible.

 

[esloch]

merci dh42

jusqu'à tuer le moteur si tu abuse trop je suppose.

Je voulais simplement obtenir davantage d'informations sur cette remarque. Est-ce que le risque de détruire le moteur est vraiment réel ?
En réalité, le mieux serait d'être juste à la limite du Vref. Je pensais faire des tests en réduisant chaque fois le Vref (qui est déjà compliqué à stabiliser) de -0.1V, et observer le comportement. Cependant, le risque de destruction me fait hésiter à adopter cette approche.

GRBL n'a pas de commande pour mettre les moteurs qui ne tournent pas en 1/2 courant, c'est du tout ou rien, soit $1 à une valeur < 255 et le moteur se coupe totalement au bout d'un certain temps , donc pas bon pour le maintient de position car il ne "bloque" plus l'axe

Oui, je confirme après des tests. Si je n'active pas cette broche D8 (juste en dessous du bouton de réinitialisation), j'observe d'importantes pertes de position

ça n'a probablement pas d’intérêt de passer à des drivers genre DM542 ne serait-ce que pour l'encombrement.

oué oué .. et à priori il y a pas des ptits drivers avec cette option ..

 

[Dudulle]

souffler dessus est plus efficace que l'on croit: il peut y avoir un facteur 10 ou 15 entre l'efficacité d'une convection naturelle et celle d'une convection forcée bien faite

Oui, à condition d'avoir une vitesse très importante, du style souffler de l'air comprimé sur le moteur, sinon ça ne change pas grand chose, voir une courbe ici : https://www.engineeringtoolbox.com/convective-heat-transfer-d_430.html

nota2: la conductivité thermique des alliages de fer, de plus vernis, est médiocre par rapport à l'alu et au cuivre

La conductivité de la matière n'est pas significative, le "frein" étant l'interface avec l'air.

 

[phil135]

c'est plus subtil que ça, mais le lien est intéressant.
pour avoir fait des calculs et les manips concrètes de ces calculs je peux affirmer qu'un ventilo même léger change déjà beaucoup les choses, en particulier pour des objets de tièdes à modérément chauds.
chez engineeringtoolbox, s'ils s'en étaient tenu aux unités SI on ne leur en aurait pas voulu. et je pense qu'il y a une erreur d'écriture dans les unités de hc = heat transfer coefficient (kCal/m2h°C)

 

[Dudulle]

Non il n'y a pas d'erreur, 1 W = Js, 1KCal = 3600 J, soit un coefficient de conversion de 3600/4180.
on peut exprimer un coefficient d'échange en kCal/m²h°C, comme les ricains ou les anciens, ou en W/m²K si on utilise les unités normalisées. Il n'y a qu'un facteur entre les 2. Je connais bien le domaine, car c'est précisément mon job...

Un ventilateur type PC pourra déplacer l'air au mieux à environ 1m/s, ce qui ne fera pas de différence significative sur le coefficient d'échange.
Par contre il est primordial d'évacuer l'air chaud, et dans ce cas la ventilation, même lente, fera une grosse différence. C'est peut être pour ça que tu as observé un effet important, mais avec un moteur qui n'est pas placé dans une boite ça ne changera quasiment rien.

En ce qui concerne la nature du métal du moteur j'ai pris le temps de faire un petit dessin qui explique pourquoi ça ne change rien de prendre du cuivre :

Le flux de chaleur est évacué à travers 1 cm de métal, puis à travers l'interface avec l'air.
Exemple 1 : On prend du fer, qui a une conductivité thermique de 70 W/mK, on prend 10 W/m²K pour l'interface avec l'air (convection naturelle). L'ensemble aura un coefficient d'échange global de 1/ (1/ (70/0.01m) + (1/ 10)) = 9.985 W/m²K

On refait le calcul pour du cuivre (conductivité = 380).
1/ (1/(380/0.01) + (1/10)) = 9.997 W/m²K

Il n'y a pas de différence mesurable, est c'est logique puisque ce qui bloque le passage de la chaleur est surtout lié à l’interface avec l'air.
C'est un peu comme si l'on devait traverser 1 km de plaine à pied, puis 2m de bitume, et qu'on puisse le faire soit en voiture, soit à vélo. La durée totale du trajet ne changera pas de façon significative.

 

[esloch]

intéressant tous ces calcul ..
pourtant ce test montre le contraire ..

j'ai fais le reglage du VREF sur les driver (un tutoriel que j'ai vu sur youtube) mais c'est encore chaud .. pour moi .. peut être que c'est normal
c'est pas intéressant un ventilateur ?

bizarre !

 

[Dudulle]

En effet c'est etrange. A 1ere vue je dirais que le protocole de mesure n'est pas bon, parce qu'il serait surprenant d'avoir quasiment le même résultat en soufflant sur la moteur qu'avec une ventilation à travers les bobinages.

 

[esloch]

j'aimerais bein refaire ce test .. j'essai de voir la meillere maniére de prendre des mesure de température sur le moteur ..

 

[Dudulle]

La meilleure façon de faire est de poser un thermocouple fin sur le moteur, puis un petit morceau de scotch par dessus, puis une petite pastille isolante, la plus petite possible pour ne pas "isoler" le moteur.

 

[esloch]

Bon... en attendant, je vérifie avec vous comment régler (ou re-régler) mes steppers. Ce sont des TMC2208.

La formule pour le Vref (trouver sur le net) est la suivante : Vref = (I x 2.5) / 1.77

Dans mon cas, avec des moteurs 17hs2408 qui consomment 0.6A, j'obtiens 0.84V (si mes calsul sont bon).
Je soustrais 10%, ce qui donne 0.77V.

C'est ça.

Je n'arrive pas à trouver une bonne façon de calculer et de régler ce Vref.


edit 1 : j'ai trouver ce calculateur .. qui (si je ne me trompe pas) confirme mes cacul

 

[phil135]

grosso modo tu es en train de refaire U=RI , mais le R (en fait Z) dépend de la construction du moteur
et le I dépend pour ce moteur du couple que tu veux avoir

 

[esloch]

en train de refaire U=RI

eeeeeh .. oué .. sûrement
même si la vraie formule de chez le constructeur est beaucoup beaucoup plus compliqué