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MECÂNICA => Motores em Geral => Tópico iniciado por: eletronal em 03 de Abril de 2012, 07:37
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Olá pessoal,
A partir de uma ideia do Gil (minilathe), que ele postou faz tempo neste fórum, sobre como levantar a curva dinâmica de motores de passo, que realizei a engenhoca apresentada em anexo. Depois das primeiras experiências com vários tipos de motores em CC e CA, cheguei nesta configuração, que parece ser a melhor combinação para o teste de motores de passo tipo NEMA 23. Quando a engenhoca começou a dar certo, comparei as curvas obtidas com a dos fabricantes de motores de passo e realmente pude observar que são muito semelhantes. Inclusive, chegando lentamente ao ponto de “stall” os valores obtidos são muito repetitivos. É claro que com alimentação mais alta, o torque é maior, mas usei 24 VDC, para que pudesse trabalhar com valores de V e I mais baixos e principalmente para usar o dispositivo como padrão comparativo entre vários motores e para o meu uso. O drive usado é da Applied Motion Product modelo 3540M cuja alimentação pode chegar até 42 VDC com a corrente de 3,5 A. Qualquer outro drive pode ser utilizado para este fim. A leitura do multímetro, embora acompanhe a da balança, é apena para monitorar a corrente aplicada no motor CC. O torque é calculado pelo valor da balança e pelo braço da alavanca (10 cm). Para energizar o motor em CC, usei três fontes não estabilizadas de 12 VDC em serie (36 VDC) e por meio de um variac aumento a tensão primaria de 0 volts até acontecer o “ stall”.
Um Abraço
Alberto
Torque de motor de passo.wmv (http://www.youtube.com/watch?v=GAi73xjon3U#)
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Olá Alberto,
Parabéns, muito legal...
Você conseguiu concluir o projeto de uma bancada de testes e aqui já estou até com duas células de carga....
Ainda estou devendo aquela visita né??
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Pelo jeito não há ressonâncias não é??
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Olá Gil,
Este motor que estou usando, não apresenta pontos de ressonãncia, encontrei pontos ao redor de 5000 pps em outros tipo de motores.
Grato
Alberto
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Alberto,
Acho que se você deveria fixar o corpo do motor CC ao prato da balança, isso pode ajudar na detecção dos pontos onde o torque é zero ou negativo, o que deve ocorrer na condição de ressonância.
Abraço,
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Olá Gil,
A balança escolhida foi aquela que apresenta o fundo escala pouco acima dos valores máximo das medições, (também é aquela que eu tenho) isto para obter uma boa resolução. Se tivesse que colocar o motor em cima da balança, teria que usar uma balança maior devendo suportar o peso do motor, talvez fosse necessário usar um sistema de fixação de primeiro gênero e deveria ser capaz de efetuar a tara. Repara no filme que efetuo a tara da balança antes de aplicar no motor em CC a tensão da fonte variável, os seja, na rotação escolhida o atrito dos rolamentos e do sistema está sendo anulado. A balança está calçada para receber uma força perpendicular ao momento, e o braço está apena apoiado nela. Para detectar os pontos de ressonância, ao invés de fixar a velocidade, pode-se fixar a corrente e aumentar gradativamente a frequência. Os pontos critico de ressonância eletromecanicas são facilmente identificáveis através da caída do torque como também através de um osciloscópio, analisando o ripple em cima da continua. Caso que estiver interessado, posso disponibilizar a minha oficina para realizar todos os testes possíveis e imagináveis.
Saudações
Alberto
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Alberto,
Achei simples e eficaz esta engenhoca.
Se me permite fazer uma critica construtiva:
Toma o cuidado para que a haste esteja perfeitamente perpendicular ao eixo da balança, não deu pra ver direito, mas parece que não esta, caso tenha alguma variação a força aplicada será o cosseno desta variação. Como usou uma haste em forma de "T" deve medir a distancia do centro do eixo ate o apoio no prato da balança (hipotenusa) e o prato da balança ou o calço deve estar com a plano alinhado ao eixo do motor.
Outra coisa: eixo do motor de passo deve estar o mais alinhado possível com o eixo do motor DC, dependendo do acoplamento pode dar muita diferença.
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Se tivesse que colocar o motor em cima da balança, teria que usar uma balança maior devendo suportar o peso do motor, talvez fosse necessário usar um sistema de fixação de primeiro gênero e deveria ser capaz de efetuar a tara. Repara no filme que efetuo a tara da balança antes de aplicar no motor em CC a tensão da fonte variável, os seja, na rotação escolhida o atrito dos rolamentos e do sistema está sendo anulado. A balança está calçada para receber uma força perpendicular ao momento, e o braço está apena apoiado nela.
Não me referi a colocar o motor sobre a balança, ao invés de apenas apoiar, fixar o braço preso ao corpo (estator) do motor ao prato da balança através de uma articulação (eliminando dois graus de liberdade de movimento), desse modo, a balança pode medir pesos positivos e "negativos" no eixo Z (vertical).
Caso que estiver interessado, posso disponibilizar a minha oficina para realizar todos os testes possíveis e imagináveis.
Saudações
Alberto
Com certeza..., muito interessado, vamos brincar nessa bancadinha com alguns motores (de passo, servos), vou "pagar a visita" e vou levar o André comigo.
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Olá Cassio,
Obrigado. Realmente tem razão sobre os cuidados de alinhamento dos eixos. Os primeiros testes foram efetuados com acoplamentos rígidos que eu mesmo usinei no torno mecânico. Não teve jeito, usinei sete pçs. mas todos vibravam. Somente quando recebi os juntos elásticos as vibrações sumiram. Em relação ao alinhamento, estou usando um catalogo da Philips que desempenha o papeo perfeitamente. Estou agora trabalhando num assunto muito polemico: (dois motores de passo no mesmo eixo). Isto porque ainda sem experiencia construi minha CNC com dois fusos parallelos nas laterais do eixo X. O torque literalmente dobra, mas..........Com muitos problemas. Talves consiga resolver os problemas modificando os drives. Pois irei colocar o filme aqui.
Atenciosamente
Alberto
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O.K. Gil
Sem problema, é so marcar. Em relação ao fixar o motor, sim pode ser feito. Porem temos que considerar que quando o motor de passo " stall" inverte a rotação impulcionado pelo motor DC. O braço continua em cima da balança, mas o peso marcado perde qualquer significado. Mas todas as ideias são bem vindas, pois esta realização partiu depois que vocé fez o comentario sobre freios magneticos.
Grato
Alberto
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Alberto,
Parabens pela engenhoca - ficou muito legal...
Vou reler tudo com calma para ver os resultados que voce teve.
Gostei disso.
Fabio
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Olá Mestre Gilii,
Muito obrigado, estou analizando curvas de outros motores maiores, em breve irei coloca-los aquí no forum.
Grato
Alberto
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Alberto,
Não se esqueça que essas curvas podem variar com o tipo de driver (micropasso, chopper, 1/2 passo, passo cheio), tensão de alimentação, corrente, tipo de carga mecânica, ...
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Olá Gil,
Com certeza, não é apena o motor, mas o conjunto driver e motor de passo. Dois anos atrás, montei uma placa com os C.I. L297 e L298 de acordo com o “Data sheet” da ( S.T.). Infelizmente fiquei decepcionado do desempenho do drive, variando os PPS era necessário variar a corrente para o drive acelerar, sem dizer que a toda hora os motores entravam em ressonância. Não satisfeito comprei o drive chinês de quatro canais com os C.I. da Toshiba TB6560. Melhorou um pouco. Até que executei um serviço e pude conhecer os drivers da Applied Motion Products modelo STR8. Estes driver rodam com a tensão de até 75 VDC com a corrente de 7,8 Amp. Mas o problema é que este drive custa mais de R$ 500,00 e não preciso de tudo isto. Assim comprei no ebay drivers usados (já comprei 10 unidades) com características menores da mesma marca. Este drive é dedicado para acionar motores de passo bipolares (4 fios/ 8 fios). Também podemos usar motores unipolares fazendo ligações de 4 fios. Estou rodando vários motores de passo para levantar as curvas, mas já determinei os parâmetros fixos como per exemplo alimentação de 24 VDC tipo de drive etc. para poder comparar os resultados obtidos.
Um abraço
Alberto
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Muito criativo e simples seu dispositivo.
Parabéns!! :)
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Muito obrigado Edimar. Valeu
Alberto
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O grafico do clip não está muito legivel estou postando em outro formato.
SDS
Alberto
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Resolvi testar o desempenho de um motor de impressora, (acho que é Emilia) O meu driver é para motores de 4 fios. Então o primeiro grafico refere-se a ligações do motor unipolar (6 fios) ligados com 4 fios excluindo os fios de uma bobina. No segundo grafico, foi excluido o fio central. E o terceiro grafico rapresenta o motor modificado para 4 fios. (Foram removidas as tampas, deixando o rotor completamente introduzido no estator).
Grato
Alberto
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Olá Alberto,
Poderia explicar melhor as ligações nos dois últimos gráficos? Me parece ser o mesmo motor com conexões série ou paralelo?
Abç,
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Olás Gil.
Claro, O motor é o mesmo, (de 6 fios) todos os testes são efetuados com a mesma alimentação o mesmo motor DC a mesma engenhoca. O motivo dos treis grafico é mostrar o desempenho do mesmo motor com as ligações no memo drive (não tenho drive para motores unipolares) usando apena 4 fios. No primeiro grafico apenas o fio central e um lado de cada conjunto de bobinas estão ligados, o outro lado de cada conjunto está sem conexão. No segundo grafico, o fio cental das bobinas está desconectado, apena as extremidades estão ligada ao drive. Este grafico é muito interessante, porque nas baixas rotações o torque quasi que dobra, mas o torque despenca e não passa de 4000 PPS. Ante de efetuar o terceiro grafico, retirei os parafusos e modifiquei as ligações para o motor virar bipolar de 4 fios, ma sem retirar o rotor do lugar. Recoloquei o motor na engenhoca e levantei os varios pontos de torque. Assim mesmo que os graficos obtidos desta forma, não pode ser utilizado como padrão de referencia, sevem plenamente como comparação para os demais testes levantando nas diversas configurações. Aguardo tua visita, se puder: leva um drive unipolar e um motor que se conhece a curva para fazer uma comparação dos valores que estamos levantando.
Abraço
Alberto
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Ola Pessoal, Comprei um motor chines no ebay, as caracteristicas nominais são de Holding torque = 12,6 Kgf*cm. Levantei a curva dinamica deste motor e verifique que não passa de 5000 PPS, pelo meno com o meu driver. Observando o grafico deduzi que se colocar uma redução de 1 para 2 no motor pequeno aquele que efetuei o video o torque teoricamente dobra, e se torna mais vantagioso. Sem contar que o peso fica pela metade. Vocé não acham?
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Olá Alberto,
Ola Pessoal, Comprei um motor chines no ebay, as caracteristicas nominais são de Holding torque = 12,6 Kgf*cm. Levantei a curva dinamica deste motor e verifique que não passa de 5000 PPS, pelo meno com o meu driver. Observando o grafico deduzi que se colocar uma redução de 1 para 2 no motor pequeno aquele que efetuei o video o torque teoricamente dobra, e se torna mais vantagioso. Sem contar que o peso fica pela metade. Vocé não acham?
Sim, teoricamente o torque dobra e a velocidade cai à metade, mas na prática o torque é menor devido a perdas na redução. Há vários tipos de redução (polias+correia, engrenagens, corrente metálica, cabo de aço+polias, ...), cada qual possui um rendimento próprio. Você pode levantar a curva de torque após a redução para avaliar as perdas.
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Olá Gil, infelizmente não, com a minha engenhoca somente consigo levantar a curva do motor preso pelo eixo. Mas pensando melhor talvez colocando mais uma base ao lado da primeira poderia-se colocar o motor em teste acoplado por meio de polia e correia. Embora a engenhoca não apresenta tanta resolução. De qualquer maneira a redução é possivel quando o acoplamento não é feito eixo a eixo, mas por exemplo por correias e polias. Neste caso já existaria uma perda pelo acoplamemto, e seria possivel variar as pulias e reduções. Agora, eu não fazer os calculos destas perdas, mas vocé saberia dizer de quanto mudam as perdas entra este tipo de acoplamento considerando, PRIMEIRO entre pulias do mesmo diamentro 1 para 1, e em SEGUNDO com pulias de redução 1 para 2. É justamente neste caso que acredito que o motor pequeno sai em vantagem. Quando comprei este ultimo motor de 12,6 Kgf*cm, acreditava ter feito um negozio da "china" pois foi bem barato. Mas podendo analizar e comparar as duas curvas dinamicas, podemos ver que mais vale usar o motor pequeno desfrutando a maior rotação.
Abraço Alberto
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Alberto,
Bom dia,
Alguns fabricantes de correia sincronizadoras mencionam rendimentos entre 95 a 98%. Mas acho que também dependerá de alguns fatores, como a quantidade de dentes das polias e largura, tipo de dente e passo da correia, polias muito pequenas e correias estreitas devem resultar em menor rendimento.
Abraço,
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O tensionamento das correias também é um fator muito importante. Não só no rendimento da mesma, mas também na força radial que faz nos eixos que as polias estão acopladas.
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Alberto, boa noite,
Primeiramente, parabéns pela iniciativa que com certeza vem se somar aos nossos conhecimentos.
Embora a engenhoca não apresenta tanta resolução...
Gostaria de saber, se possível qual o grau de repetibilidade (precisão) independentemente da resolução dos testes, num mesmo motor, realizados no dispositivo.
Havendo diferença de desempenho entre motores iguais, será que essa possível diferença poderia dificultar a sincronia entre eles ao serem utilizados num mesmo eixo?
O motor é o mesmo, (de 6 fios) todos os testes são efetuados com a mesma alimentação o mesmo motor DC a mesma engenhoca.
Por acaso já deu pra você fazer testes de comparação das curvas em várias amostras de motores de mesma referência sendo estes novos para ver se há diferenças de desempenho entre eles?
Desde já agradeço,
Jackson Luz
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Olá Jackson, Bom dia,
Gostaria de saber, se possível qual o grau de repetibilidade (precisão) independentemente da resolução dos testes, num mesmo motor, realizados no dispositivo.
O metodo que estou usando para determinar o ponto de "stall" è de atingi-lo e registrar o valor da balança. Porem logo dopois do stall o peso sobre a balança cai quasi a zero. Então precisa continuamente observar a balança memorizar o ultimo valor evitando qualquer distração. O encremento da força do motor DC que freia o motor de passo, é freito por uma fonte não estabilizada variando a alimentação atravez de um variac, e sabemos que o variac não forneçe saida linear, mas com pequenos degraus. O ideal seria uma fonte variavel DC de 10 Amp. ou mais e balança com saida analogica ou digital para ser enviada a um computador e registrar o grafico. Repara que discarto as "unidades" do peso da balança, porque sendo digital, ela atualiza a leitura a cada segundo e para considerar as unidade de peso, o encremento deveria ser muito muito lento, especialmento proximo ao ponto de stall. Um outro fator a ser considerado, é que nesta medição tudo aqueçe, e se repitir o teste, encontro valores de torque menores devido ao aquecimento do motor.
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Olá Jackson,
Não consegui inserir a citação corretamente. Mas vamo lá.
Eu não diria que a diferença de torque de dois motores iriam comprometer a sincronia. Mas são os drivers que vão comprometer a sincronia. Osseja, dois motores no mesmo eixo acionados por dois drivers devem ser tratados colocando um controle entre-si. O Gil (minilathe) chamou a minha atenção quando disse que o CI L297 possue um pino de sincronismo para acionar multiplos drivers. Ainda não achei o pino de sincronismo porqué o meu drive não usa o L297, ma para eliminar os problemas que estou tendo de usar dois motores no mesmo eixo vale o tempo de pesquisa. Jackson, se não disse de que maneira vai colocar os motores, vai usar dois driver? Pensa que pode colocar os 2 motores com as bobinas em serie ou em parallelo, e neste caso vai usar un unico drive e não vai ter problemas de sincronia. Spero ter respondito as tuas perguntas e esclarecido as duvidas. Obrigado pelos elogios. Grato Alberto
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Spero ter respondito as tuas perguntas e esclarecido as duvidas. Obrigado pelos elogios. Grato Alberto
Esclareceu, sim. Obrigado Alberto.
Um abraço,
Jackson Luz
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Interessante. Me explica, o conceito...
Faltou alguns detalhes. A rotacao dos motores devem ser opostas?
Aquele barulho no final, quando motor CC impoe seu movimento e rotacao?
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Olá Dandrade,
A rotação do motor em CC, ou melhor a força de rotação deve ser contraria ao motor de passo. Mas vamo lá: Primeiro, ajusta-se os pulsos do motor de passo (step) na rotaçao ou ponto do que se deseja levantar o torque. Com os motores em rotação, o motor em CC vira uma dinamo, que se cortocircuitar a saida vai gerar uma força frenante mas que ainda é pouca para parar a rotação do sistema. É por isto que esta sendo usada uma fonte para aplicar gradativamente uma corrente e aumentar assim a força frenante do motor CC, até que o motor de passo "stolla". Quando o motor de passo "stolla" ele perde o torque, a rotação do conjunto se inverte e o barulho muda. Repara que deve-se anotar o valor lido da balança um instante antes do "stall" para a composição do grafico. O valor da corrente embora seja proporcional a balança não é usado a fim dos calculos. A carcaça do motor CC pode rotacionar livremente, torcendo a alavanca de exatamente 10 cm. em cima da balança, (torque = força X braço). Espero ter sido claro, mas estarei a disposição para qualquer duvida.
Grato Alberto
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Olá Dandrade,
A rotação do motor em CC, ou melhor a força de rotação deve ser contraria ao motor de passo. Mas vamo lá: Primeiro, ajusta-se os pulsos do motor de passo (step) na rotaçao ou ponto do que se deseja levantar o torque. Com os motores em rotação, o motor em CC vira uma dinamo, que se cortocircuitar a saida vai gerar uma força frenante mas que ainda é pouca para parar a rotação do sistema. É por isto que esta sendo usada uma fonte para aplicar gradativamente uma corrente e aumentar assim a força frenante do motor CC, até que o motor de passo "stolla". Quando o motor de passo "stolla" ele perde o torque, a rotação do conjunto se inverte e o barulho muda. Repara que deve-se anotar o valor lido da balança um instante antes do "stall" para a composição do grafico. O valor da corrente embora seja proporcional a balança não é usado a fim dos calculos. A carcaça do motor CC pode rotacionar livremente, torcendo a alavanca de exatamente 10 cm. em cima da balança, (torque = força X braço). Espero ter sido claro, mas estarei a disposição para qualquer duvida.
Grato Alberto
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Certo, entendi...., que na fala do video na esta implicito.
E a ressonancia o que ocorre? Seria uma variacao da força, uma queda do torque
Entendo da ressonancia de circuitos LC, RC... tudo bem que motor possui estas grandezas, mas nao complemendo as consequencias
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Olá Dandrade, O motor de passo é um forte candidado a gerar ressonancia, bem mais dos outros tipo de motores, pelo fato que é acionado por pulsos e conseguentemente surtos de correntes. Na pratica, ao variar da rotação do motor pode ser levantar facilmente o ponto ou os pontos de ressonancia especialmente quando o motor está sem carga, (roda em vazio). Ao aproximar-se da ressonancia o ruido muda o torque cai e o motor pode parar, mas este ponto não é fixo, depende tambem do tipo de drive e do valor da corrente. Quando está com carga é mais dificil perceber o fenomeno. Algum drivers possuem chaves de ajustes especificando o tipo de motor em uso par minimizar o efeito da ressonancia proporcionando um melhor desempenho.
Grato Alberto
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Alberto,
Um motor pode apresentar mais de um ponto de ressonância? ???
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Olá Cassio, estou mais ou meno descrevendo o que pude ver na pratica, por exemplo, variando a velocidade em vazio, e proximo ao chegar do ponto de ressonância,(quando se escuta o ruido mudar, ou atravez do osciloscopio) se tiver a possibilidade de retocar a corrente atravez de trimpot, se pode deslocar este ponto para cima e encontra-lo novamente depois. Realmente nunca fiquei muito atento para verificar se tiver mais pontos de ressonância. Porem como ocorre em outros tipo de oscillações, existe a fondamental e as armonicas de menor intensidade, talvez aquí tambem seja a mesma coisa. Grato Alberto
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Complementando, a ressonância de um sistema mecânico é decorrente da interação de força elástica e de um corpo de certa massa, como uma lâmina de metal presa numa extremidade e que oscila ao puxar e soltar a outra extremidade.
No motor de passo há uma força elástica resultante da atração magnética entre rotor e estator, que varia ao deslocar o rotor um ângulo muito pequeno sem que o motor escorregue (perca passo). Essa força elástica interage com a inércia do conjunto girante, originando a ressonância. A ressonância pode ocorrer em vários modos, com várias frequências, geralmente harmônicas.
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Olá Gil, bom dia, se acorda cedo tambem. Obrigado pela ajuda. Querendo saber mais ainda, podemo montar uma bancada, e efetuar bastante provas. Eu sempre gostei de realizar testes exaustivo a fim de comprender mais sobre os assuntos que estou estudando. Um abraço
Alberto
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Buon giorno Alberto,
Vamos testar minha célula de carga em sua bancada. Liguei a célula de carga a um AD621 e ao meu Arduino, também da pra medir a rotação e controlar a corrente por PWM no Arduino.
Abraços, Gil
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Buon giorno bambini ;-)
Vamos testar minha célula de carga em sua bancada.
Opa ! Boas falas ! Poderemos ver uma demonstração no encontro, não ?
Que célula vc tá usando ?
Liguei a célula de carga a um AD621 e ao meu Arduino, também da pra medir a rotação e controlar a corrente por PWM no Arduino.
Boa ! Tb tô querendo usar um Arduino.
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Sim, claro. Vamos combinar. Quando anos atras em S.P. fabricavo transdutores de pressão, usavo o LM725 metalico como amplificador. O.K. vamo marcar. Abraço Alberto
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Olá Jorge, bom dia. Vai ser um pazer mostrar para vocé a minha oficina. Abraço Alberto
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Pensei que era algum tipo de ressonância elétrica que não conheço... Então essa ressônacia é a mecânica? Natural à arquitetura, geometria e material do motor? A mesma que rege aquela maquina de terremotos do Tesla? (Falando nisso acho que ele deve ter notado isso observando seus motores ;D)
PS: Enquanto o pessoal acorda cedo, eu acabei de acordar... Fruto de solidworks ate as 4:20 da madruga.
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Então essa ressônacia é a mecânica? Natural à arquitetura, geometria e material do motor?
E principalmente da estrutura da máquina...
PS: Enquanto o pessoal acorda cedo, eu acabei de acordar... Fruto de solidworks ate as 4:20 da madruga.
Também estou estudando esse danado, e quando vejo é muito tarde - mas vale a pena porque ele é apaixonante e bom...
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Olá Jorge,
Buon giorno bambini ;-)
Vamos testar minha célula de carga em sua bancada.
Opa ! Boas falas ! Poderemos ver uma demonstração no encontro, não ?
Com certeza, teremos novidades e vários brinquedinhos no encontro!!
Dizem que haverá até um Robot, não é Alberto??
Que célula vc tá usando ?
Liguei a célula de carga a um AD621 e ao meu Arduino, também da pra medir a rotação e controlar a corrente por PWM no Arduino.
Boa ! Tb tô querendo usar um Arduino.
Tenho duas células, mas estou usando mais uma pequena, retirada de uma balança manual de bagagem digital. Liguei a célula num amplificador de instrumentação (AD-621).
Acabei comprando um Arduino Mega 2560 (clone), é muito prático e rápido, tem compilador C, boot-loader, .... Só não gosto da falta de uma ferramenta de Debug.... pelo menos nunca vi algo específico para o Arduino.
Abraço,
P.S. - e o encontro do RJ??
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Também estou estudando esse danado, e quando vejo é muito tarde - mas vale a pena porque ele é apaixonante e bom...
Eu já trabalho a uns 2 anos com o Solid, deviam adotar eles nas faculdades, ficar calculando certas coisas na raça desgasta o aluno, o Solid faz tudo parecer tão simples.
Qual versão esta usando? Ouvi falar que o ultimo que saiu (2011 se não me engano) tem vários tutoriais dinâmicos no próprio programa e o pessoal esta achando muito fácil de aprender, seria interessante você dá uma olhada.
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Tenho usado a versão 2010 (2011 para o solidcam) e ele tem diversos tutoriais que se pode aprender muito.
Tem vasto material de consultas na rede em forma de material em PDF e filmes, e tenho aprendido bastante com ele, já que meu interesse atual está mais voltado à alguns aspectos com trabalhos em soldas e chaparia no geral...
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Olá Pessoal,
Embora a minha engenhoca seja bastante confiável, simples e bem repetitiva, está com um problema que irei descrever a seguir.
Tudo estava indo bem até que comecei a testar motores maiores. Os finais do drive os L6203 queimavam quando os testes passavam de 7000 PPS.
Por quê???
O fato é que para aumentar o torque com aquele motor DC, tive que energiza-lo aplicando tensões e correntes variáveis contrarias. Assim o motor DC faz força contraria a rotação do motor de passo. Quando o torque aumenta, e motor de passo entra em colapso (stall) perde força e é carregado pelo motor DC, mas girando ao contrario. Isto faz que o motor de passo seja um dínamo, gerando tensões que voltam para o drive queimando os transistores.
Para resolver este problema, foi sugerido de usar um motor assíncrono (motor em alternada sem escovas). Mas todos os motores de ventiladores que fiquei testando não davam torque suficiente nas baixas rotações. Até testar o da foto, que é um motor trifásico de ¼ CV com três bobinas em serie. O fato de colocar as bobinas em series aumenta muito as correntes de Foucoult (Campo magnético e movimento relativo). Obvio que com este motor não é possível efetuar testes de torque estático, mas a partir de 200 PPS que com ½ passo da 30 RPM, fica satisfatório.
Estou fabricando um berço para prender o motor de passo e através de uma haste de 10 centímetros continuarem a efetuar os testes pela balança, como na engenhoca.
Quando terminar irei postar as fotos e filme. Estas fotos são de um projeto em construção, ainda não está pronto. Estou adicionado este tópico para prevenir caso alguém decida de fabricar um torquímetro para medir motor de passo e querer copiar a engenhoca.
Grato
Alberto
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Alberto, um pedido:
Vc poderia publicar ou enviar as planilhas ? Isso me pouparia a digitação a partir das imagens, meu tempo tá bem escasso e eu quero associar seus dados aos que o Rudolf tá levantando ...
Proposta indecente:
Vc estaria disposto a emprestar os motores que usou nos seus ensaios para que sejam submetidos aos mesmos testes relativos à fonte do Smile ?
Seria interessantíssimo cotejar as curvas de potência de entra e de saída (mecânica), não ? ;D
Semana que vem devo ir ao Rio e poderia apanhá-los com vc e entregar ao Rudolf, depois faço o caminho inverso e os levo de volta a vc ...
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...
Quando o torque aumenta, e motor de passo entra em colapso (stall) perde força e é carregado pelo motor DC, mas girando ao contrario. Isto faz que o motor de passo seja um dínamo, gerando tensões que voltam para o drive queimando os transistores.
Para resolver este problema, foi sugerido de usar um motor assíncrono (motor em alternada sem escovas).
ACHO que outro motor causaria o mesmo efeito, pois quando o motor de passo estolar vai girar no sentido contrário e será um gerador da mesma maneira que o motor DC que você está usando.
Para evitar esse efeito, creio que o melhor seria um sistema controlado de freio, que pare o motor. ACHO que um sistema assim é bem mais difícil do que um motor.
Se você for continuar usando um motor, sugiro proteger a saída do driver para que não se danifique com estas tensões que vem do motor.
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Eu sugeri ao Alberto usar um freio eltrodinâmico, do tipo usado na universidade em que eu trabalho, depois posto algumas fotos.
Link:
http://www.guiacnc.com.br/motores-em-geral/bancada-de-teste-de-motores-e-drivers/ (http://www.guiacnc.com.br/motores-em-geral/bancada-de-teste-de-motores-e-drivers/)
Construtivamente, esse freio é mais ou menos como um motor de indução de CA, porém, no estator aplica-se uma corrente contínua. Desse modo, com a rotação, no rotor é gerada uma força contra eletromotriz que se opõe à rotação imposta pelo motor. A força de frenagem será um pouco proporcional à rotação (quanto maior a rotação, maior a frenagem).
A vantagem desse sistema é que não reverte a rotação, quando o motor de passo "estola", como na bancada que foi montada acima.
Em resumo, se usar um motor de indução CA e aplicar CC no estator temos um freio dinâmico. Esse freio só não consegue velocidade nula, mas aí é outra história. Para a frenagem estática, um freio manual (uma trava) resolve.
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Provavelmente teria que ter algum dispositivo que parasse de girar o motor de passo na hora do "stall" - seja mecanicamente ou eletronicamente.
Pensei na possibilidade de fazer um detector de maxima corrente, e assim que estolasse desligaria a alim. do motor freio...
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Tenho aqui um contra recuo e vou estudar pra ver se resolve - se resolver eu acho que tenho um motor DC igual ao do filme e quem sabe dá certo ;)
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Provavelmente teria que ter algum dispositivo que parasse de girar o motor de passo na hora do "stall" - seja mecanicamente ou eletronicamente.
Pensei na possibilidade de fazer um detector de maxima corrente, e assim que estolasse desligaria a alim. do motor freio...
Acho melhor fazer a detecção do "stall" na perda de passo, ou seja, se perder passos é porque o motor parou de acompanhar o comando do driver (stall), nesse caso, pára o motor. O freio eletrodinâmico pára naturalmente e não reverte a rotação do motor de passo.
Para detectar a perda de passos é só comparar a frequência de um encoder conectado ao eixo do motor com a frequência de acionamento do driver, a frequência do encoder deve ser um valor múltiplo (e constante) da frequência de acionamento do driver, um microcontrolador faz isso "com pé nas costas".
Ou então, pode-se fazer um sistema em malha fechada, que se detectar a perda de passos reduz o torque (diminui a corrente do freio) até que não se perca passos. Desse modo, o sistema poderia levantar a curva do conjunto motor / driver automaticamente, simplesmente ao aumentar a velocidade.
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Acho melhor fazer a detecção do "stall" na perda de passo, ou seja, se perder passos é porque o motor parou de acompanhar o comando do driver (stall), nesse caso, pára o motor. O freio eletrodinâmico pára naturalmente e não reverte a rotação do motor de passo.
Teria como me descrever como o freio eletrodinamico pararia naturalmente sem reverter?
Para detectar a perda de passos é só comparar a frequência de um encoder conectado ao eixo do motor com a frequência de acionamento do driver, a frequência do encoder deve ser um valor múltiplo (e constante) da frequência de acionamento do driver, um microcontrolador faz isso "com pé nas costas".
Não sei se é tão simples assim - notei que há variação de rotação em relação à frequencia enviada ao drive e há flutuação da corrente para o motor - creio ser devido à natureza construtiva do motor, pois imagino que há uma variação nos campos magnéticos de cada fase devido à maior ou menor proximidade dos dentes dos imanes em relação aos dentes do ferro da carcaça, e talvez também com relação à variação do campo magnético devido à este efeito de alternancia visto pelo lado do acionamento, pois acredito que variando-se o campo magnético varia a dificuldade na circulação da corrente...
Ou então, pode-se fazer um sistema em malha fechada, que se detectar a perda de passos reduz o torque (diminui a corrente do freio) até que não se perca passos. Desse modo, o sistema poderia levantar a curva do conjunto motor / driver automaticamente, simplesmente ao aumentar a velocidade.
Hmmmm - talvez um disco fazendo o papel de encoder e um circuito que detectaria a mudança de direção, pois quando o motor de passo estolar, praticamente imediatamente o motor freio tentaria girá-lo ao contrário...
De qualquer forma, eu creio que com o contra recuo que tenho aqui deva surtir algum resultado...
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Acho melhor fazer a detecção do "stall" na perda de passo, ou seja, se perder passos é porque o motor parou de acompanhar o comando do driver (stall), nesse caso, pára o motor. O freio eletrodinâmico pára naturalmente e não reverte a rotação do motor de passo.
Teria como me descrever como o freio eletrodinamico pararia naturalmente sem reverter?
Esse tipo de freio só freia se houver movimento, além disso, a força de frenagem aumenta com a rotação. Assim, se o motor parar de receber corrente do driver vai parar devido a resistência do freio e não vai rodar em sentido contrário.
É como se houvessem pás conectadas ao eixo, só há resistência (com o ar) se houver movimento.
Para detectar a perda de passos é só comparar a frequência de um encoder conectado ao eixo do motor com a frequência de acionamento do driver, a frequência do encoder deve ser um valor múltiplo (e constante) da frequência de acionamento do driver, um microcontrolador faz isso "com pé nas costas".
Não sei se é tão simples assim - notei que há variação de rotação em relação à frequencia enviada ao drive e há flutuação da corrente para o motor - creio ser devido à natureza construtiva do motor, pois imagino que há uma variação nos campos magnéticos de cada fase devido à maior ou menor proximidade dos dentes dos imanes em relação aos dentes do ferro da carcaça, e talvez também com relação à variação do campo magnético devido à este efeito de alternancia visto pelo lado do acionamento, pois acredito que variando-se o campo magnético varia a dificuldade na circulação da corrente...
Aí eu discordo!! :)
Se não houver perdas de passo, a frequência de pulsos para o driver e a frequência de movimentação (de um encoder) devem guardar uma relação constante!!
Se não houver perda de passo, pode até haver uma pequena variação de fase apenas (não de frequência), entre o sinal de comando (pulsos na entrada do driver x incremento de posição real do motor). Se não fosse assim, seria como uma CNC perdendo passos numa movimenmtação, não é??
Essa variação de fase (apenas) pode aumentar ou diminuir o gap do entreferro, que aumenta ou diminui a relutância magnética e momentaneamente diminui ou aumenta a indutância do motor, isto influi, diminuindo ou aumentando, a corrente instantânea do motor.
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Esse tipo de freio só freia se houver movimento, além disso, a força de frenagem aumenta com a rotação. Assim, se o motor parar de receber corrente do driver vai parar devido a resistência do freio e não vai rodar em sentido contrário.
Entendí - só não consegui imaginar como este sistema funcionaria num conjunto em movimento como é o caso - o motor de passo girando o motor freio para avaliar o torque e as outras grandezas...
Aí eu discordo!! :)
Se não houver perdas de passo, a frequência de pulsos para o driver e a frequência de movimentação (de um encoder) devem guardar uma relação constante!!
Se não houver perda de passo, pode até haver uma pequena variação de fase apenas (não de frequência), entre o sinal de comando (pulsos na entrada do driver x incremento de posição real do motor). Se não fosse assim, seria como uma CNC perdendo passos numa movimenmtação, não é??
Tem razão - se houver falta de sincronismo, houve perda de passo.
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Construtivamente, esse freio é mais ou menos como um motor de indução de CA, porém, no estator aplica-se uma corrente contínua. Desse modo, com a rotação, no rotor é gerada uma força contra eletromotriz que se opõe à rotação imposta pelo motor. A força de frenagem será um pouco proporcional à rotação (quanto maior a rotação, maior a frenagem).
Acho que entendi. Tem a ver com corrente de Foucault?
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Ou então, pode-se fazer um sistema em malha fechada, que se detectar a perda de passos reduz o torque (diminui a corrente do freio) até que não se perca passos. Desse modo, o sistema poderia levantar a curva do conjunto motor / driver automaticamente, simplesmente ao aumentar a velocidade.
Ouso questionar :)
Acho que você só conseguiria a curva de torque quando o motor estolar em cada frequência. Somente aumentar a frequência sem o stall não dará o maior torque.
Me corrija se estiver errado, tá?
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Esse tipo de freio só freia se houver movimento, além disso, a força de frenagem aumenta com a rotação.
Não sei se entendi certo. Quanto maior a rotação, mais fácil é fazer o motor estolar, até que numa velocidade máxima ele estola só de olhar prá ele.
O Fabio sentiu na pela como é difícil parar um motor com velocidade baixa e como parava em alta velocidade só com o dedo.
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Esse tipo de freio só freia se houver movimento, além disso, a força de frenagem aumenta com a rotação. Assim, se o motor parar de receber corrente do driver vai parar devido a resistência do freio e não vai rodar em sentido contrário.
Entendí - só não consegui imaginar como este sistema funcionaria num conjunto em movimento como é o caso - o motor de passo girando o motor freio para avaliar o torque e as outras grandezas...
Considere a curva de um motor de passo, onde o torque diminui com o aumento da rotação. Imagine uma reta que sai da origem e que aumenta o torque com a rotação. Seria a curva do freio. Pois bem, o ponto em que as duas curvas se encontram é quando o motor e o freio possuem o mesmo torque, mas opostos. Se a rotação do motor aumentar um cabelinho haverá stall, concorda?
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Construtivamente, esse freio é mais ou menos como um motor de indução de CA, porém, no estator aplica-se uma corrente contínua. Desse modo, com a rotação, no rotor é gerada uma força contra eletromotriz que se opõe à rotação imposta pelo motor. A força de frenagem será um pouco proporcional à rotação (quanto maior a rotação, maior a frenagem).
Acho que entendi. Tem a ver com corrente de Foucault?
Sim, também conhecido como freio de Foucault.
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Ou então, pode-se fazer um sistema em malha fechada, que se detectar a perda de passos reduz o torque (diminui a corrente do freio) até que não se perca passos. Desse modo, o sistema poderia levantar a curva do conjunto motor / driver automaticamente, simplesmente ao aumentar a velocidade.
Ouso questionar :)
Acho que você só conseguiria a curva de torque quando o motor estolar em cada frequência. Somente aumentar a frequência sem o stall não dará o maior torque.
Me corrija se estiver errado, tá?
Sim, concordo. Minha idéia, a ser testada, seria um controlador de torque baseado na perda de passo. Ou seja, se houver perda de passo então reduz um pouco o torque no freio.
É apenas uma idéia...
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Minha idéia, a ser testada, seria um controlador de torque baseado na perda de passo. Ou seja, se houver perda de passo então reduz um pouco o torque no freio.
É apenas uma idéia...
Passamos por isso no último experimento. Se a velocidade for alta, esta tem que cair bastante para que haja sincronismo novamente e o motor volte a girar, mesmo com o eixo livre, ou seja, sem torque aplicado nele. Sem contar que a rampa de aceleração deve ser relativamente branda a fim de retornar à velocidade de stall. No nosso caso o eixo estava livre. Havendo volante acho que a rampa poderia ser mais íngrime.
Sem dúvida, qualquer controlador ou mesmo o PC dá conta destes detalhes todos com folga :)
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Alberto, um pedido:
Vc poderia publicar ou enviar as planilhas ? Isso me pouparia a digitação a partir das imagens, meu tempo tá bem escasso e eu quero associar seus dados aos que o Rudolf tá levantando ...
Proposta indecente:
Vc estaria disposto a emprestar os motores que usou nos seus ensaios para que sejam submetidos aos mesmos testes relativos à fonte do Smile ?
Seria interessantíssimo cotejar as curvas de potência de entra e de saída (mecânica), não ? ;D
Semana que vem devo ir ao Rio e poderia apanhá-los com vc e entregar ao Rudolf, depois faço o caminho inverso e os levo de volta a vc ...
Jorge, Sem problema posso enprestar todos os motores que estou aquí na minha oficina. Acabei de chegar da Feira mas amanha irei postar varias curvas de torque em varias alimentação do drive que uso para os testes que é bipolar, isto acho vai ser util.
Grato Alberto
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Construtivamente, esse freio é mais ou menos como um motor de indução de CA, porém, no estator aplica-se uma corrente contínua. Desse modo, com a rotação, no rotor é gerada uma força contra eletromotriz que se opõe à rotação imposta pelo motor. A força de frenagem será um pouco proporcional à rotação (quanto maior a rotação, maior a frenagem).
A vantagem desse sistema é que não reverte a rotação, quando o motor de passo "estola", como na bancada que foi montada acima.
Em resumo, se usar um motor de indução CA e aplicar CC no estator temos um freio dinâmico. Esse freio só não consegue velocidade nula, mas aí é outra história. Para a frenagem estática, um freio manual (uma trava) resolve.
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Olá Fabio, Não é necessario. A coisa é muito mais simples. O dificil foi achar
um motor que pudesse ser utilizado para a efetuar a curva. Mas considerando que este novo torquimetro ainda não está pronto faço um exemplo do oque aconteçe na medição.
Com o drive energizado coloca-se uma frequenza para (step) o drive. Obviamente a corrente continua para o motor AC está a zero. O motor de passo comença a rodar carregando o rotor do motor AC. Para os atritos dos rolamentos do motor AC, depois vamos a ver, mas são pequenos. Començamos a aplicar corrente nos tres rolamentos do motor AC (em series), gratativamente observamos que o peso da balança fica subindo, bem suavemente aumentamos o valor da corrente a balança acompanha o incremento. Agora perto do (stall) é bom memorizar todos os encremento da balança especialmento o ultimo maior valor apresentado. O motor (stall). Ele com o motor AC simplismente param de rodor, o motor de passo fica ruidoso, mas quasi sem torque, pois ainda o rotor em AC está energizado com o ultimo encremento que fizemos antes do stall. Tudo fica parado. O valor da balança está a zero ou quasi. Anotamos assim no excel o ultimo valor lido da balança. Agora é necessario retirar a corrente do motor AC, reduzir a frequenzia aplicada ao drive e proceder para a medição sucessiva. Claro seria mais interessante que estes procedimentos fossem feitos por um CLP / computador, mas com o tempo veremos. Ainda considerando que o motor AC é muito grande e pesado estou colocando a haste da balança no motor de torque que é mais leve.
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Opa, no topico anterior foi mal, inseri a citação do Fabio Gili de forma errada.
Mas para concluir, fiz muitos testes de maneira arcaica, com grampos, elasticos, hastes, e fixações provvisorias para sentir mais ou menos como poderia ser feito a montagem definitiva. Usando o motor em DC o (stall) é marcante, mas acaba rodando ao contrario, com o este motor AC o stall é meno definito, as vez engasga um pouco mas acaba parando. Para efetuar a medição sucessiva deve-se reduzir a frequencia até o motor de passo que está parado, parar de roncar recomençar a rodar, e aumentar a frequencia até valor escolhido. Reparei a imortancia de reduzir ao maximo as vibrações do motor de passo. É isto que está levando tempo para fabricção do sistema. Ma quando terminado irei postar foto e video.
Grato
Alberto
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Jorge, Sem problema posso enprestar todos os motores que estou aquí na minha oficina. Acabei de chegar da Feira mas amanha irei postar varias curvas de torque em varias alimentação do drive que uso para os testes que é bipolar, isto acho vai ser util.
Excelente Alberto ! Muito obrigado !
Aviso vc quando estiver indo para o Rio.
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Olá Jorge, se precisar de um drive para motores bipolar, tambem empresto.
Alberto
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Olá Jorge, Conforme solicitado, estou enviando em anexo dados em .xls de curvas de algum motor de passo em varias configurações.
Qualquer duvida, favor avisar.
Abraço
Alberto
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Olá Jorge, Conforme solicitado, estou enviando em anexo dados ...
Brigadão Alberto ! ;D
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Olá Pessoal,
A engenhoca numero 2 está quasi pronta.
As primeiras fotos.
Alberto
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A engenhoca numero 2 está quasi pronta.
Tive o grande prazer de conhecer a criança de corpo presente e gostei muito do que vi ;D
Tô pensando em parir um clone com uma pequena alteração, apenas três rolamentos do tipo V wheel, embora eu tenha adorado o aproveitamento de rolamentos de HDs.
(https://dzevsq2emy08i.cloudfront.net/paperclip/technology_image_uploaded_images/23098/default/dual%20bearing%20v-wheel%20kit%20-%20assembled.jpg?1345748436)
Gil, gostei do desempenho do motor trifásico como freio, melhor do que eu esperava, a atuação é bastante suave e progressiva.
Tá na hora de automatizar a coisa, vamos nessa ? ;D ;D ;D
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Olá Jorge,
A engenhoca numero 2 está quasi pronta.
Tive o grande prazer de conhecer a criança de corpo presente e gostei muito do que vi ;D
Tô pensando em parir um clone com uma pequena alteração, apenas três rolamentos do tipo V wheel, embora eu tenha adorado o aproveitamento de rolamentos de HDs.
(https://dzevsq2emy08i.cloudfront.net/paperclip/technology_image_uploaded_images/23098/default/dual%20bearing%20v-wheel%20kit%20-%20assembled.jpg?1345748436)
Gil, gostei do desempenho do motor trifásico como freio, melhor do que eu esperava, a atuação é bastante suave e progressiva.
Tá na hora de automatizar a coisa, vamos nessa ? ;D ;D ;D
Ainda não tinha lido este post.
Que bom que o "freio eletrodinâmico" está atendendo. ;D
Então, a automação está a caminho, tenho estudado o assunto e a aquisição de dados da célula de carga e de rotação estão em testes em minha micro-oficina num Arduino Mega. Arrumei um freio eletromagnético de fricção para medir também o torque em baixíssimas velocidades num freio híbrido.
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Então, a automação está a caminho, tenho estudado o assunto e a aquisição de dados da célula de carga e de rotação estão em testes em minha micro-oficina num Arduino Mega.
Uêba ! Com Arduino ? Ótimo, é o que eu penso usar, tô juntando os cacos por aqui ... ;-)
Arrumei um freio eletromagnético de fricção para medir também o torque em baixíssimas velocidades num freio híbrido.
Belezura ! Se é o que tôpensando já usei desses freios pra testar motores DC sob carga, trepidavam em certas condições ... a histerese é elevada, dificulta o controle ... Tô curioso pelos resultados ...