Ogranicznik prądowy (i napięciowy) silnika krokowego do CNC

Witam.
(Mam nadzieję, że w dobrym dziale. Jeśli nie to przepraszam.)

Montuję krok po kroczku własne urządzenie CNC. Część mechaniczna w większości zmontowana. Utknąłem na elektronice - sterownik. Ma on działać pod LPT komputera (LinuxCNC). Wybrałem najprostszy - bez mikrokontrolera i innych utrudnień L297 + tranzystory sterujące tak jak tu:
h t t p : / / hades.mech.northwestern.edu/images/d/d2/Unipolar_stepper_circuit_schematic.png
Zasilanie sterownika z 5V zasilacza komputerowego ATX.

Silniki, które chcę zastosować mają następujące parametry:
*1,7 A
*1,8 Ohm
*2,8 V
*6 przewodów - unipolarne z ewenualną możliwością sterowania jako bipolarne

Sterownik pracuje w trybie pełnego kroku - jednocześnie daje sygnał na dwie cewki.

Problem, którego nie potrafię rozwiązać:
W jaki sposób ograniczyć prąd (i napięcie) z tych 5V i 40A do 2,8V i 1,7A abym nie spalił silników?
Próbowałem coś wydumać z LM317, lecz prąd "pływa" jak chce - od 2,24A na zimnym do 1,60A na gorącym (tak, z LM317 udało się wyciągnąć 2,24A). Zastanawiałem się też nad zastosowaniem dobranych odpowiednio rezystorów w szeregu z silnikiem + bezpiecznik 2A, lecz nie wiem czy będzie to dobre rozwiązanie. Nie chcę upalić silniczków, bo niemało kosztowały. Układu choppera nie ma w sterowniku. Myślałem również nad zrobieniem układu podobnego do regulowanego zasilacza NE028 (regulacja prądu i napięcia):
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic564650.html
lecz ze mnie taki elektronik... a cały kit NE028 droooogi jak cuś.

Skoro sterownik jednocześnie wysyła sygnały sterujące na dwie cewki silnika - czy w związku z tym rezystancję liczyć jako 1,8Ohm czy jako 0,9Ohm i prąd potrzebny 1,7A czy 3,4A?

Czy oprócz prądu należy regulować napięcie czy ono 'samo' dopasuje się do rezystancji uzwojeń i potrzebnego prądu?

Układ regulacji powinien być w miarę prosty - potrzebuję zmontować 3 takie układy a docelowo 5.

Jeśli znacie sposób na rozwiązanie problemu zasilania silnika - pomóżcie proszę.

Jeśli do zasilania stosujesz zasilacz ATX to tam masz jeszcze napięcie 3,3V dodaj np szeregowo diodę prostowniczą (odpowiednio dobrany prąd diody i napięcie w kierunku przewodzenia) i będziesz miał te swoje 2,8V ale zanim zaczniesz ograniczać napięcie zasilające policz wszystkie spadki napięcia i zobacz o ile musisz obniżyć napięcia z zasilacza.
Te parametry jakie masz na silniku to wartości nominalne. Silnik w spoczynku ale z włączonym uzwojeniem (zahamowany) będzie brał ok 1,55A na uzwojenie czyli jeśli pozostawisz zasilanie na dwóch to będzie brał ponad 3A.

elek-elek wrote:

Czy oprócz prądu należy regulować napięcie czy ono 'samo' dopasuje się do rezystancji uzwojeń i potrzebnego prądu?

Ustawiasz napięcie i w tym układzie to tyle. A prąd się dopasuje sam. Inną kwestią jest zabezpieczenie silników przed przeciążeniem, w sytuacji dużego oporu mechanicznego taki silnik może mieć ochotę brać więcej prądu niż powinien i w konsekwencji można go spalić. W tym układzie, który prezentujesz nie zostało przewidziane ograniczenie prądowe. Najprostszym rozwiązaniem będzie wstawienie bezpieczników np 4A.
Co prawda L297 ma wejścia "Sense" do pomiaru prądu ale na tym schemaciku są one nie zaznaczone.

Jakbyś użył choppera który jest w L297 stabilizator był by zbędny, a silnik osiągał by wyższy moment.

Quote:

Inną kwestią jest zabezpieczenie silników przed przeciążeniem, w sytuacji dużego oporu mechanicznego taki silnik może mieć ochotę brać więcej prądu niż powinien i w konsekwencji można go spalić.

To silnik krokowy, bzdury piszesz.

jarek_lnx wrote:

To silnik krokowy, bzdury piszesz.

W takim układzie gdzie nie kontrolujesz prądu, a o takim pisze kolega elek-elek bez większego problemu można przekroczyć dopuszczalny prąd silnika.
Tak to silnik krokowy i może przez jego uzwojenie popłynąć prąd większy niż wynika to z prawa Oma. Silnik krokowy jest elementem indukcyjnym zawierającym magnesy stałe. Wystarczy że taki silnik nie będzie w stanie pokonać momentu mechanicznego jakim będzie obciążony i może zamiast się obracać wpaść w oscylację. Jeśli napięcie sterujące przybierze odpowiednią częstotliwość to w efekcie prąd w uzwojeniach może popłynąć blisko dwa razy większy niż w czasie normalnej pracy.
Pewnie że użycie chopprea ułatwia życie i zabezpiecza silnik, ale tu go nie zastosowano, silnik działa w otwartej pętli i może (nie musi) dojść do takiego niekorzystnego nałożenia się oscylacji mechanicznej silnika z elektryczną z drivera.
Więc stwierdzenie że są to bzdury tylko dlatego że jest to silnik krokowy chyba nie jest najtrafniejsze.
Pomimo tego "bzdury piszesz" - zgada się że warto użyć owego choppera z L297.

Gronczyński
Proszę o jakieś konkretne dane i linki do tych informacji. Nigdy się nie spotkałem z przepływem większego prądu niż by wynikało z prawa Ohma. Jak nie podasz nic konkretnego, będę zmuszony usunąć Twój post do kosza.

Dar.El wrote:

Proszę o jakieś konkretne dane i linki do tych informacji. Nigdy się nie spotkałem z przepływem większego prądu niż by wynikało z prawa Ohma. Jak nie podasz nic konkretnego, będę zmuszony usunąć Twój post do kosza.

Proszę więc o usunięcie - nie mam zamiaru udowadniać że nie jestem wielbłądem.
Dar.El nie doczytałeś postu do końca albo nie słyszałeś o czymś takim jak indukcja i elektromagnetyzm w co nie wierzę.

Tu jest opisane to o czym pisałem na str.11 - ale czy to już konkret?

Jeszcze poczekam. Ciekawi mnie bardzo w jaki sposób może popłynąć większy prąd od tego z wzoru I=U/R. Jakie zjawisko w silniku krokowym odejmuje trochę tej rezystancji uzwojeń?

Czy ja napisałem gdzieś, że zmienia się rezystancja uzwojeń? Chyba nie.
Jest takie zjawisko - siła elektromotoryczna - zjawisko to występuje również w silniku krokowym. Najczęściej w opisach dotyczących silników krokowych i ich sterowania oznaczana jest jako EMF lub BEMF i odpowiedzialna jest za utratę momentu obrotowego. Wynika to z przeciwnej polaryzacji napięcia przyłożonego do uzwojenia i zaindukowanego w tym uzwojeniu przez siłę elektromotoryczną. Ale nie zawsze tak jest, że polaryzacja tych napięć jest przeciwna, wszystko zależy od relacji prędkości silnika i częstotliwości napięcia zasilającego. Każdy silnik zawierający magnesy stałe wprawiony w ruch (obrotowy lub oscylacyjny) staje się prądnicą. Może wystąpić sytuacja, że te dwa napięcia będą miały jednakowy zwrot i najzwyczajniej się zsumują (Count-EMF). Biorąc więc taki przypadek pod uwagę gdzie napięcie zasilające nie jest jedynym źródłem to prąd w układzie popłynie większy bo nie należy wówczas używać takiego wzoru:
I=U/R lecz tego I=(U+E)/R gdzie E jest napięciem zaindukowanym w uzwojeniu. Nadal jest to prawo Oma ale z uwzględnieniem zjawisk jakie zachodzą w silniku. Więc to nie rezystancja się zmniejsza lecz rośnie napięcie. Jako że napięcie, które zostało zaindukowane w uzwojeniu silnika nie może być wyższe (ze względu na sprawność samego silnika) od napięcia, które wprawiło silnik z ruch, wartość U+E zawsze będzie mniejsza od 2xU - chyba że w inny sposób (mechaniczny) dostarczymy energię do silnika. Ten właśnie inny mechaniczny sposób dostarczenia energii do silnika występuje w układach o dużej bezwładności podczas np. hamowania albo poruszania mechanizmu w osi pionowej w dół gdy grawitacja dokłada swoje 3 grosze. Oczywiście, że takie zjawisko jest chwilowe, a problemy z nim związane nie są warte rozwodzenia się nad nimi z uwagi na bardzo mały udział tych zjawisk we wszystkich problemach z jakimi borykają się silniki krokowe.
Jak komuś się będzie chciało poszukać (tak dla zaspokojenia własnej ciekawości) to można przeczytać, że we współczesnych driverach problemy z EMF prawie nie występuje (lub są mocno ograniczone) dzięki sterowaniu mikrokrokowemu i właśnie chopperom. Schemat z którego autor tego tematu zamierza budować sterownik nie posiada tego mechanizmu, a raczej go nie wykorzystuje.
Dar.El - jeśli uważasz to za herezje to całość do kosza, a ja się sam usunę.