Moin, Ich bin gerade dabei, mir eine CNC Steuerung zu meiner Fräsmaschine zusammen zu stellen. Verbaut sind Sanyo Denki 6A Schrittmotoren. Als Endstufen habe ich mich für Leadshine EM806 entschieden. http://www.leadshine.com/UploadFile/Down/EMhm_V1.1.pdf Im zugehörigen Datenblatt bin ich allerdings über folgende Warnung gestolpert: "It is prohibited to pull and plug power connector while the drive is powered ON, because there is high current flowing through motor coils (even when motor is at standstill). Pulling or plugging power connector with power on will cause extremely high back-EMF voltage surge, which may damage the drive." Bedeutet das, dass die entstehende Spannungsüberhöhung das Gerät zerstört, weil diese nicht mehr in Richtung der Spannungsversorgung "entsorgt" werden kann? Oder killt das nur die Motoren? Oder darf generell während des Betriebs die Spannungsversorgung nicht gekappt werden? Dann würde ja eine (warum auch immer) auslösende Sicherung/FI/Stromausfall zu einem schweren Schaden an 3 bis 4 Solchen Steuerungen bzw. Motoren führen, macht in Summe schnell mehr als 1000€ Schaden. Als Spannungsversorgung habe ich ein Puls Dimension QT20.481 (48V/10A, Kurzzeitig bis 15A) vorgesehen: http://www.pulspower.com/fileadmin/Dateien/pdf/qt20e481.pdf Allerdings finde ich im DB keine Hinweise, wie dieses Netzteil auf solche "Rückspeisung" aus den Endstufen reagieren könnte. Es ist lediglich von einer Output over-voltage protection (57-60V) die Rede: "In case of an internal power supply defect, a redundant circuit limits the maximum output voltage. The output shuts down and automatically attempts to restart." Könnte das ein Problem darstellen? Sollte ich doch besser einen ordentlichen Ringkerntrafo + Kondensatoren nach der Gleichrichtung verbauen? Im DB der Endstufe steht dazu: "Regulated or Unregulated Power Supply Both regulated and unregulated power supplies can be used to supply the drive. However, unregulated power supplies are preferred due to their ability to withstand current surge. If regulated power supplies (such as most switching supplies.) are indeed used, it is important to have large current output rating to avoid problems like current clamp, for example using 4A supply for 3A motor-drive operation. On the other hand, if unregulated supply is used, one may use a power supply of lower current rating than that of motor (typically 50%～ 70% of motor current). The reason is that the drive draws current from the power supply capacitor of the unregulated supply only during the ON duration of the PWM cycle, but not during the OFF duration. Therefore, the average current withdrawn from power supply is considerably less than motor current. For example, two 3A motors can be well supplied by one power supply of 4A rating." Kann da mal jemand aus der Praxis berichten oder sonst fundierte Ratschläge geben? Vielen Dank!
Hauke H. schrieb: > Bedeutet das, dass die entstehende Spannungsüberhöhung das Gerät > zerstört, weil diese nicht mehr in Richtung der Spannungsversorgung > "entsorgt" werden kann? > Oder killt das nur die Motoren? Die Motoren haben kein Problem - aber die Endstufe kann getötet werden, wenn die Netzspannung unvermittelt wegbricht oder noch schlimmer: Wenn das Kabel zum Schrittmotor im Betrieb getrennt wird. Aber das sind ja an einer CNC-Fräse nicht die einzigen Sachen, die bei einem plötzlichen Stromausfall schief gehen können. Dein Fräser wird es vermutlich auch nicht überleben, je nachdem, welche Achse fährt, kann es auch mechanisch ordentlich rumpeln. Praktisch kommt ein spontaner Stromausfall aber äußerst selten vor, und nicht bei jedem muß etwas kaputtgehen. Hauke H. schrieb: > Kann da mal jemand aus der Praxis berichten oder sonst fundierte > Ratschläge geben? Die Anleitung ist schon sehr fundiert und trifft den Kern der Sache genau. Ich betreibe drei Endstufen an einem Schaltnetzteil und eine an einem dicken Ringkerntrafo. Es geht beides. Zur Dimensionierung sagt die Anleitung ja schon alles.
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Waltetr T. schrieb: > Aber das sind ja an einer CNC-Fräse nicht die einzigen Sachen, die bei > einem plötzlichen Stromausfall schief gehen können. Dein Fräser wird es > vermutlich auch nicht überleben, je nachdem, welche Achse fährt, kann es > auch mechanisch ordentlich rumpeln. Nun, solange die Vorschubachse vor der Hauptspindel zum Stillstand kommt, dürfte eigentlich nicht viel rumpeln. Ich bearbeite i.d.R. Kunststoff mit Fräsern >8mm. Nein, ich rechne auch nicht mit regelmäßigen Stromausfällen, es war jetzt nur die Frage, ob es lohnen könnte, für den Fall Schutzmaßnahmen zu treffen, bzw. irgendeine besondere Schaltlogik, die dafür sorgt, dass die Spannungsversorgung der Vorschübe gepufftert ist. Die 10A des ausgesuchten PULS Netzteils mit seiner kurzzeitigen Überstromfähigkeit sollte zu meinen 6A Motoren passen, zumal die Z-Achse in näherer Zukunft nicht gleichzeitig mit X/Y verfahren werden wird. Danke soweit!
Ob die 10 A des Netzteils zu den 6 A der Motoren (wieviele davon hängen an einem Netzteil?) paßt, hängt natürlich auch von der Spannung ab. Schließlich arbeitet die Schrittmotorendstufe als Abwärtswandler. Aber: Warum stellst Du solche Fragen im Mikrocontroller-Forum? Auf Anhieb fallen mir drei deutschsprachige Foren ein, wo das Thema CNC-Selbstbau deutlich besser aufgehoben ist: - CNCecke - Zerspanungsbude - Plexxarts Bastelstube In jedem dieser drei Foren sind diese Probleme schon bis zum Brei vorgekaut worden. Mehrmals.
Walter T. schrieb: > Aber: > Warum stellst Du solche Fragen im Mikrocontroller-Forum? Auf Anhieb > fallen mir drei deutschsprachige Foren ein, wo das Thema CNC-Selbstbau > deutlich besser aufgehoben ist: > > - CNCecke > - Zerspanungsbude > - Plexxarts Bastelstube > > In jedem dieser drei Foren sind diese Probleme schon bis zum Brei > vorgekaut worden. Mehrmals. Ganz einfach deshalb, weil es in den genannten Foren sicher eine ganze Menge fundiertes Wissen zum Thema Zerspanung gibt, dafür aber um so mehr gefährliches Halbwissen zur Elektronik. Hier im Mikrocontroller.net Forum ist es genau andersherum, und da meine Frage ausschließlich die Elektronik betrifft, sehe ich mich hier einfach deutlich besser aufgehoben. Hier gibt es wohl auch mehr Leute, die zu meiner Frage etwas beitragen können, ohne je irgendetwas mit CNC Maschinen zu tun gehabt zu haben. Sollte sich herausstellen, dass das eine Netzteil für 2 (bzw. 3) Motoren zu schwach ist, werde ich wohl noch ein gleichartiges einbauen. Platz ist genug im Schaltschrank.
Ich schalte die Versorgungsspannung über den Not-Aus Kreis weg. Bisher ist noch alles heil (3 Maschien älteste 8 jahre) Gruss Bernd
Magst du noch etwas mehr zu deiner Steuerung verraten? Welche Komponenten verbaut, etc.? Ich denke, die Warnung betrifft wirklich vor Allem das (Aus)Stecken der Versorgungsspannung der Endstufen und nicht das Abschalten des Netzteils.
Alter Socken... https://cncwerk.de/forum/viewtopic.php?f=5&t=356&start=10 https://cncwerk.de/forum/download/file.php?id=6969&mode=view Kein Wunder, dass dieses Foto der letzte Post gewesen ist...
Hauke H. schrieb: > Im zugehörigen Datenblatt bin ich allerdings über folgende Warnung > gestolpert: > > "It is prohibited to pull and plug power connector while the drive is > powered ON, because there is high current flowing through motor coils > (even when motor is at standstill). Pulling or plugging power connector > with power on will cause extremely high back-EMF voltage surge, which > may damage the drive." > > Bedeutet das, dass die entstehende Spannungsüberhöhung das Gerät > zerstört, weil diese nicht mehr in Richtung der Spannungsversorgung > "entsorgt" werden kann? > Oder killt das nur die Motoren? Die Motoren dürften davon keinen Schaden nehmen. Aber der Rest stimmt schon. Also: Abziehen während der Betriebs macht man nicht :-) > Oder darf generell während des Betriebs die Spannungsversorgung nicht > gekappt werden? Dann würde ja eine (warum auch immer) auslösende > Sicherung/FI/Stromausfall zu einem schweren Schaden an 3 bis 4 Solchen > Steuerungen bzw. Motoren führen, macht in Summe schnell mehr als 1000€ > Schaden. So schnell geht das auch nicht. Denn Dein Netzteil wird durchaus eine gewisse Reserve haben und nicht in Millisekunden abschalten. Damit bleibt üblicherweise genug Zeit, um die Energie abzubauen. > Als Spannungsversorgung habe ich ein Puls Dimension QT20.481 (48V/10A, > Kurzzeitig bis 15A) vorgesehen: > http://www.pulspower.com/fileadmin/Dateien/pdf/qt20e481.pdf > > Allerdings finde ich im DB keine Hinweise, wie dieses Netzteil auf > solche "Rückspeisung" aus den Endstufen reagieren könnte. > > Es ist lediglich von einer Output over-voltage protection (57-60V) die > Rede: > > "In case of an internal power supply defect, a redundant > circuit limits the maximum output voltage. The output > shuts down and automatically attempts to restart." > > Könnte das ein Problem darstellen? Sollte ich doch besser einen > ordentlichen Ringkerntrafo + Kondensatoren nach der Gleichrichtung > verbauen? Üblicherweise nicht - ich kenne keinen mehr, der in solchen Fällen noch Ringkernnetzteile verbaut. Halbwegs vernünftige Schaltnetzteile der Markenhersteller (hier Meanwell) können schon einiges ab. > Kann da mal jemand aus der Praxis berichten oder sonst fundierte > Ratschläge geben? Ärger wegen Stromausfalls hatten wir hier noch nie (außer vermurksten Werkstücken/Fräsern natürlich). Aber wie sähe ein entsprechender Schutz aus? Varistoren in die Motor- und Versorgungszuleitungen? Eine Crowbar als Sicherheit?
"It is prohibited to pull and plug power connector while the drive is powered ON, because there is high current flowing through motor coils (even when motor is at standstill). Pulling or plugging power connector with power on will cause extremely high back-EMF voltage surge, which may damage the drive." In dem Abschitt geht es ausschließlich um die Verbindung zwischen Endstufe und Motor. Wenn man den Motor im Betrieb abtrennt, fungiert die Induktivität des Motors als Zündspule und generiert Hochspannung. Je nach Amplitude und Stromrichtung vor dem abtrennen, killt diese dann die Endstufe. Das Schalten der Betriebsspannung ist unproblematisch. Worst-Case ist ein abtrennen des Netzteils während eines Bremsvorgangs. Hier würde der Motor als Generator wirken und zusammen mit der Endstufe die Eingangselkos der Endstufe aufladen, bis die Überspannungsabschaltung der Endstufe auslöst. Von da an taktet die Endstufe nicht mehr und die Bodydioden der Endstufe wirken als simpler Brückengleichrichter. Die EMK der Schrittmotoren ist immer kleiner als die normale Betriebsspannung (sofern man die Drehzahl nicht extern erhöht). Es kann also nichts kaputt gehen.
In der letzten Maschine nutze ich 3 24V Trafos in Reihe mit einen Brückengleichrichter und einem großen Elko 10000uF als Netzteil zur Versorgung der Leistungsteile füe die X achse habe ich 2 Leistungsteile mit Motoren parallel. Ein kleines 24 V Netzteil nutze ich zur Versorgung der Näherungsschalter Diese gehen über eine Optokopplerkarte auf eine MESA M5I20. Gesteuert wird alles über Linuxcnc. Gruss Bernd
Hallo AW, AW schrieb: > Das Schalten der Betriebsspannung ist unproblematisch. Worst-Case ist > ein abtrennen des Netzteils während eines Bremsvorgangs. Hier würde der > Motor als Generator wirken und zusammen mit der Endstufe die > Eingangselkos der Endstufe aufladen, bis die Überspannungsabschaltung > der Endstufe auslöst. Das setzt aber voraus, dass die Endstufe eine entsprechende Schutzschaltung und ausreichend Elko-Kapazität hat. Für viele Motorshields gilt das nicht, die sind dann schnell hin. > Von da an taktet die Endstufe nicht mehr und die > Bodydioden der Endstufe wirken als simpler Brückengleichrichter. Die EMK > der Schrittmotoren ist immer kleiner als die normale Betriebsspannung > (sofern man die Drehzahl nicht extern erhöht). Es kann also nichts > kaputt gehen. Da bin ich anderer Meinung. Die Motoren pumpen zusätzliche Ladung in die Elkos, was die Spannung dort immer weiter ansteigen lässt, falls kein Verbraucher mehr am Zwischenkreis hängt. Aus diesem Grund sind Bremsphasen mit hohen Lasten insbesondere bei Versorgungsspannungen, die nah an der Obergrenze der Endstufe liegen, sehr kritisch. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Hauke H. schrieb: > Alter Socken... Meine Güte, soviel Platz hätte ich gern in der Werkstatt. Bei mir muß alles in ein 10-Zoll-Gehäuse passen: http://dl1dow.de/artikel/cnc_fraese_elektrik/Steuerung_innen_1024.jpg
Hallo Thorsten, Thorsten O. schrieb: > Das setzt aber voraus, dass die Endstufe eine entsprechende > Schutzschaltung und ausreichend Elko-Kapazität hat. Für viele > Motorshields gilt das nicht, die sind dann schnell hin. Die vom ursprünglichen Fragesteller erwähnten Leadshine Endstufen haben diese Überspannungsabschaltung. Thorsten O. schrieb: > Da bin ich anderer Meinung. Die Motoren pumpen zusätzliche Ladung in die > Elkos, was die Spannung dort immer weiter ansteigen lässt, falls kein > Verbraucher mehr am Zwischenkreis hängt. Aus diesem Grund sind > Bremsphasen mit hohen Lasten insbesondere bei Versorgungsspannungen, die > nah an der Obergrenze der Endstufe liegen, sehr kritisch. Die Motoren können nur den Zwischenkreis "aufpumpen" wenn die Endstufe noch taktet. Wenn die Endstufe wegen der Überspannungsabschaltung aufhört zu takten, kann der Zwischenkreis nicht weiter aufgeladen werden. Der Motor trudelt dann aus. Die Frage war ja ob etwas an der (Leadshine-)Endstufe kaputt gehen kann wenn man die Versorgung abtrennt/abschaltet, was nicht der Fall ist. Im Normalbetrieb sollte ein Auslösen der Überspannungsabschaltung natürlich nicht vorkommen. Unkontrolliertes Austrudeln und entsprechende Schäden, kaputtes Werkstück, Fräserbruch, etc. wären die Folge. Daher müssen die Eingangselkos groß genug sein, um die kinetische Energie aufzunehmen, oder entsprechend große Lasten mit an der Versorgung hängen um ein zu starkes ansteigen der Spannung zu verhindern. Grüße Alex
Was macht so eine moderne Endstufe eigentlich, wenn der Stepper z.b. durch ein Handrad schnell gedreht wird, während kein enable Signal oder keine Versorgungsspannung anliegt? Geht da was kaputt?
Hi Sollte sich im Datenblatt finden lassen - wobei ich mir eigentlich nicht vorstellen kann, daß die Endstufe das zeitliche segnet, wenn während einer schnellen Fahrt die Versorgung wegbricht (und die Masse den Stepper am Laufen hält - ist ja quasi das Gleiche). Da dort wohl eine H-Brücke verbaut ist, sollten sich auch entsprechende Freilauf-Dioden finden lassen - somit müsste Das schadfrei ausgehen - müsste. MfG
Jan schrieb: > Was macht so eine moderne Endstufe eigentlich, wenn der Stepper z.b. > durch ein Handrad schnell gedreht wird, während kein enable Signal oder > keine Versorgungsspannung anliegt? Wenn die Freilaufdioden des Schrittmotorendstufe die komplette Last am Zwischenkreis tragen können: Nichts. Die LEDs der Steuerkomponenten fangen wieder an zu leuchten.
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