Перейти к содержанию

Какой ток должен выдавать блок питания шаговых двигателей?

Обновлено Редакция GAW

Чоппер драйвера включает обмотку на полное напряжение питания, пока ток не дорастёт до уставки, и отключает её, когда дорос. Ток в обмотке при отключённых ключах продолжает течь через диоды или ключи моста, а от блока питания он берётся только в интервалы включения. Поэтому драйвер ведёт себя как понижающий преобразователь: от блока он берёт мощность, примерно равную потерям в двигателе и драйвере плюс механической мощности, а не сумму токов фаз.

Оценка по мощности

Для двигателя из примера Geckodrive — 4 А и 3 В на фазу — потери в меди в покое около 12 Вт. При питании 24 В это:

Iбп≈PU=12 Вт24 В=0,5 АI_\text{бп} \approx \frac{P}{U} = \frac{12\ \text{Вт}}{24\ \text{В}} = 0{,}5\ \text{А}

на двигатель, без учёта потерь драйвера и механической мощности (наш расчёт). Geckodrive для своего драйвера даёт правило: блок должен давать меньше 2/3 номинального тока двигателя при параллельном включении обмоток и меньше 1/3 — при последовательном; для двигателя 6 А это 4 и 2 А.

Шаг расчётаЧто делать
Потери каждого двигателяток фазы² × сопротивление × 2 фазы
Механическая мощностьмомент × угловая скорость в самом нагруженном режиме
Сумма по всем двигателямплюс потребление электроники платы
Запасна КПД драйверов и пики разгона

Остальные потребители платы удобно свести в калькуляторе бюджета питания.

Разводка питания

  • Звезда, а не цепочка. Geckodrive требует вести к каждому драйверу свои провода от блока питания и не брать питание следующего драйвера с клемм предыдущего.
  • Конденсатор у драйвера. Драйвер берёт ток импульсами на частоте чоппера, и без накопительного конденсатора рядом напряжение проседает. Для модулей A4988 Pololu требует электролит не меньше 47 мкФ: керамика на модуле с длинными проводами даёт выбросы выше предельных 35 В.
  • Предохранитель на каждый драйвер — дешёвая защита при замыкании обмотки или проводов.

Почему напряжение питания выбирают намного выше номинала двигателя, объясняет статья о скорости излома. Подключение модулей — в статье об A4988 и DRV8825.

Похожие вопросы

Хватит ли блока 12 В 2 А для трёх двигателей по 1,5 А?

Оцените по мощности: при равномерном движении блок покрывает потери в обмотках и драйверах плюс механическую мощность. Если в сумме выходит меньше 24 Вт с запасом, ток хватит, но пиковые токи при разгоне берёт на себя конденсатор у драйвера — без него напряжение будет проседать.

Зачем электролит у модуля A4988, если в блоке питания уже есть конденсаторы?

Длинные провода — индуктивность, а керамика на модуле вместе с ней образует резонансный контур. Pololu предупреждает, что выбросы при этом могут превысить предельные 35 В даже от 12 В питания; электролит не меньше 47 мкФ рядом с модулем их гасит.

Почему при резком торможении растёт напряжение питания?

Двигатель на торможении работает как генератор, и драйвер возвращает энергию в блок питания. Импульсный блок её не принимает, она заряжает конденсаторы, и напряжение может превысить предел драйвера; Geckodrive предлагает ограничитель на стабилитроне.

Источники

  1. Geckodrive. Step Motor Basics (приложение к руководству драйвера G201), копия на форуме LinuxCNC — Power Supplies: драйвер потребляет меньше 2/3 номинального тока двигателя при параллельном (полуобмоточном) включении и меньше 1/3 — при последовательном; пример: двигатель 6 А на фазу — блок 4 А и 2 А; токи нескольких драйверов складывают; питание звездой, а не цепочкой; предохранитель 5 А быстродействующий на каждый драйвер; при проводах длиннее 18 дюймов или с предохранителем — конденсатор 470 мкФ 100 В у драйвера, драйвер берёт ток импульсами 20 кГц; ёмкость нестабилизированного блока C = 80 000 · I / V мкФ; при торможении инерционной нагрузки энергия возвращается в блок питания и может поднять напряжение на конденсаторе; пример двигателя 4 А, 3 В — 12 Вт потерь в меди
  2. Pololu. A4988 Stepper Motor Driver Carrier (item 1182) — проверено 29.10.2026: питание 8–35 В, пиковые токи до 4 А от источника питания двигателя; керамические конденсаторы модуля и длинные провода дают LC-выбросы выше 35 В даже при питании 12 В — у модуля нужен электролитический конденсатор не меньше 47 мкФ

Нашли ошибку?

Смотрите также