Vitesse moteur pàp chinois

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MCrevot
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1 Jan 2016
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  • #1
((Bonjour,

en bon novice, pour choisir les moteurs chinois de ma CNC ( voir "CNC en profilés Alu"), j'ai calculé en gros le couple dont j'avais besoin, puis, faute de trouver les datasheets qui vont bien (pas de datasheet chez les chinois ?), retenu des moteurs dont le couple de maintien était nettement supérieur (x10), bien conscient de la forme théorique de la courbe couple/vitesse.

Mais je ne me suis pas spécialement préoccupé de la vitesse, ayant simplement présent à l'esprit ce que j'avais lu à plusieurs reprises sur le net, à savoir une vitesse max de l'ordre de 1200 trs/mn pour les Nema 23, ce qui m'allait bien.

A l'usage, en ce qui concerne le couple, les 3Nm de mes moteurs vont très bien, c'est même luxe.
Pour ce qui concerne la vitesse, j'ai d'emblée paramétré 3000 mm/mn dans Mach3, ce qui est très largement plus que ce dont j'ai besoin (usinage alu, PMMA), mais j'ai bien vite constaté des pertes de pas. En cherchant sur les forums (surement mal), j'ai bien eu confirmation de la relation entre vitesse max et tension d'alim, mais j'ai aussi appris que l'inductance des enroulements était l'ennemi de la vitesse, sans pour autant avoir plus de précisions simples.

Alors, pour les ignorants comme moi, voilà la formule qui permet de trouver la vitesse max, en fonction des données qui sont en général disponibles pour les pàp chinois :

NbToursParSeconde = (TensionAlim /(Inductance *2 * IntensitéMax))/NbPasParTour
(Formule corrigée)

Exemple d'application :
- Tension Alim = 45 V
- Inductance = 7.5 mH = 0.0075 H
- IntensitéMax = 3 A
- NbPasParTour = 200
NbToursParSeconde= (45 / (0.0075 * 2 * 3)) /200 = 5 trs/s

Avec une vis à bille au pas de 5 mm/tr, ça donne une vitesse linéaire max de 5 * 5 * 60 = 1500 mm/mn

Que les spécialistes me corrigent si j'ai dit des âneries !

Michel
 
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CNCSERV
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27 Déc 2007
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FR-28360 bientôt FR-17750
Bonjour,
En voila une formule bien curieuse :smt017 NbTourParSeconde = NbPasParSeconde/200 pour un moteur classique 1,8°, qu'il soit chinois, américain ou suédois.
 
M
MCrevot
Ouvrier
1 Jan 2016
484
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  • #3
Oui, il faut lire NbPasParTour et non NbPasParSeconde, je rectifie le post ; merci cncserv
Michel
 
CNCSERV
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Compagnon
27 Déc 2007
6 061
FR-28360 bientôt FR-17750
Une formule qui détermine la vitesse d'un moteur maxi uniquement sur l'inductance c'est aussi étrange. Une inductance ne consomme ni ne produit aucune énergie
Que fait t'on de la FCEM qui est la tension la plus importante ???

Pour moi la vitesse maximum d'un moteur c'est quand son couple maximum devient inferieur au couple demandé par la machine + marge de sécurité.

Avec ta formule on a 300tr/min au maximum, c'est sûr qu'avec cette vitesse on ne prend pas de risque :-D

PS: Attention Michel tu as les doigts trop gros par rapport au touches de ton téléphone.
 
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MCrevot
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1 Jan 2016
484
  • Auteur de la discussion
  • #5
CNCSERV,

ce ne sont pas mes doigts, c'est le correcteur de l'ipad qui est resté sur un dico anglais, c'est une vraie galère ... je repasse sur un PC clavier.

Mon approche n'est pas mécanique mais électrique : quand le moteur tourne d'un pas, le courant part de 0 pour monter à Imax, puis revient à 0 ; le temps nécessaire pour faire ça est contraint par l'inductance :
t = 2*Imax * L/U

donc le temps min pour 1 tour : NbPas*2*Imax*L/U

et la vitesse max : U/NbPas*2*Imax*L

Alors oui, avec mes moteurs ça donne 300 trs/mn (ce que de fait je vérifie, peu après je commence à perdre des pas), vraiment pas terrible, mais ils ont une inductance énorme, ce dont je ne m'étais pas rendu compte à l'achat !

Michel
 
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Compagnon
27 Déc 2007
6 061
FR-28360 bientôt FR-17750
Déjà le raisonnement n'est pas bon car a la tension d'alimentation il va falloir enlever le FCEM et RI
En plus en pas entier le courant varie de 2*I seulement tout les 2 pas:
sequence.png


donc t/2 = 2*Imax * L/U t= Imax *U/L

Comme je l'ai dit c'est absolument faux car la tension inductive ne peut pas être égale à la tension d'alimentation.
upload_2016-1-31_17-46-0.png


Quand la tension du moteur atteint la tension de l'alimentation le courant ne peut plus être maintenu.


En micro pas on est proche d'un courant alternatif sinusoïdale, donc le formule LIω est mieux adaptée.
Si on reprend ton moteur la tension inductive a 600trs/min sera de :
10trs * 50poles = 500Hz = 500*6.28 = 3140 Radians /S.
donc ω = 3140
I = 3
L= 0.0075
U = 3*0.0075*3140 = 70V donc impossible avec une alim de 45Volt

En conclusion ton moteur ne tournera pas bien vite sans perte de couple, ta formule même approximative a l'avantage de démontrer que inductance et vitesse ne font pas bon ménage.
 
Charly 57
Charly 57
Compagnon
21 Déc 2008
5 388
FR-57330 Moselle
Bonsoir

En plus de ce qui a été dit, as tu remarqué que le couple des moteur baisse trés vite lorsque la vitesse augmente ?
Si tu arrives avec un couple trop petit, ton pas ne se fait pas = perte de pas.
C'est valable quelque soit le moteur pas à pas. Comme j'ai cru comprendre que tu avais doublé la vitesse des tes calculs, la perte de pas vient peut être aussi de là ?
 
M
MCrevot
Ouvrier
1 Jan 2016
484
  • Auteur de la discussion
  • #8
Aïe, je ne comprends plus bien !

@charly, oui, j'ai bien présent la décroissance du couple avec la vitesse, j'ai bien la courbe en tête (c'est pour ça que j'ai choisi des moteurs avec un couple de maintien 10 fois supérieur au couple dont j'ai besoin)

@CNCSERV, pour ce qui concerne le fait que que le courant ne varie de 2I que tous les 2 pas, je ne te suis pas bien : tous les 2 pas il varie bien 1 fois de -I à +I en montant et 1 fois en descendant ?

Sinon, je suis bien d'accord avec toi concernant la formule LIomega, mais je comprends (enfin presque, il faut que j'y réfléchisse encore, je crois que je me mélange entre le nombre de pas et le nombre de polse !) que mon interprétation du omega n'est pas correcte

Cela étant, tout ça semble être au cœur de ton métier, donc puis-je prendre comme un conseil d'adopter des drivers supportant 70v + fcem (donc au moins 70v) si je veux approcher les 600 trs/mn ?

Merçi pour vos explications, me reste au moins à comprendre comment évaluer cette fcem compte tenu de mon couple résistant ...

Michel
 
CNCSERV
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Compagnon
27 Déc 2007
6 061
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@CNCSERV, pour ce qui concerne le fait que que le courant ne varie de 2I que tous les 2 pas, je ne te suis pas bien : tous les 2 pas il varie bien 1 fois de -I à +I en montant et 1 fois en descendant ?
Quand tu regardes le graphique tu vois que le bobine A est positive sur les pas 1 et 2 et négative sur les pas 2 et 3.



Un cycle du courant sur 360° c'est 4 pas, donc 1 pas = 90° et comme on a 50 pôles, 1 pas = 90/50 = 1.8°.
 
M
MCrevot
Ouvrier
1 Jan 2016
484
  • Auteur de la discussion
  • #10
Cncserv,
Merci, ok pour les 2 points.
Et concernant la tension d'alim, à default de savoir evaluer la fcem (quel k ?), puis-je me fier à la formule ( dont je ne connais pas le fondement) "32 Racine carrée de L" ?
Michel
 
CNCSERV
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27 Déc 2007
6 061
FR-28360 bientôt FR-17750
M
MCrevot
Ouvrier
1 Jan 2016
484
  • Auteur de la discussion
  • #12
Bon, tant pis, je vais rester avec mes 45v et 300 tr/mn, ça me fait du 1500 mm/mn, pour l'alu ou le pmma c'est deja trop.
Ce qui est tout de même curieux, c'est que je perds des pas à vide dès 350 à 400 trs/mm ...:smt011

En tous les cas, encore merci pour tes lumières, ça devrait en éclairer plus d'un :wink:.

Michel
 
CNCSERV
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27 Déc 2007
6 061
FR-28360 bientôt FR-17750
C'est bien pour cela qu'il faut acheter des moteurs qui ont une faible impédance et un fort courant.
 
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CNCSERV
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Compagnon
27 Déc 2007
6 061
FR-28360 bientôt FR-17750
Encore une formule qui confond inductance et moteur. Il a oublié la résistance et la FCEM
Le mieux c'est le calcul de la puissance a la fin, le type a juste oublié qu'en alternatif il y a aussi un déphasage qui est de 90° pour une inductance, donc la puissance d'une inductance de toujours de 0W.

Dans mon graphique plus haut, c'est comme si il ne prenait en compte que la vecteur vert.

En plus sont raisonnement et complétement faux, le courant fait un cycle sur 4 pas (50 poles) et en alternatif on ne multiplie pas le courant par 2 car il passe de + a -, en micropas le courant est quasi sinusidal la formule a utiliser est LIω et non pas di/dt=U/L.

Le seule tension intéressante dans un moteur c'est la FCEM.
 
dh42
dh42
Compagnon
4 Sept 2009
5 898
Près de St Etienne (42)
autrement dit ce truc est totalement faux ?
 
CNCSERV
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Compagnon
27 Déc 2007
6 061
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C'est comme pour les autre formules, au moins elle à le mérite de démontrer qu'il faut choisir un moteur ayant une faible inductance.
Malheureusement pour réellement calcul la tension d'un moteur Pas à Pas il nous faudrait la FCEM et elle n'est jamais donnée pourtant je pense qu'elle peut être facilement mesurée.

Si on reprend la formule plus haut pour ton moteur a 600tr/min on a :
U = 4.2*0.0031*3140 = 40V en tension inductive
 
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