Сегодня поговорим о том, как выбрать блок питания для электроники при построении станка с ЧПУ. Блок питания, он же источник питания, подбирается под оборудование с учетом питающего напряжения, силы тока. Блоки питания также отличаются по типу источника питания. Разберем подробнее, на что обратить внимание на примере импульсных и трансформаторных блоков питания.
Импульсные источники питания плохо переносят мощную нагрузку с импульсным потреблением тока. Поэтому системы построенные на мощных ШД типа NEMA 34 (применяемых с драйверами ШД PLD880, PLD86), а также сервосистемы необходимо питать от трансформаторного источника с большой фильтрующей емкостью.
А ШД типа NEMA 17 и NEMA 23 (применяемых с драйверами ШД PLD330, PLD545, PLC330, PLC545) можно питать от импульсных источников (типа S-350-27/48).
Рекомендуется использовать дампер – устройство, которое замыкает обратную ЭДС от ШД на резистивную нагрузку, гасит его и предотвращает протекание токов обратной ЭДС в источник питания (импульсный источник может сгореть от обратной ЭДС от ШД). Рекомендуется устанавливать дополнительные фильтрующие ёмкости, эта емкость способна кратковременно отдать ток в нужный момент и не допустить перегрузки источника.
От правильного выбора источника питания зависит насколько правильно и оптимально будет работать драйвер и управляться шаговый двигатель. Поэтому стоит уделить особое внимание разводке питающих шин и выбору источника. Основное правило – шина питания должна иметь достаточное сечение и одна шина питания питает одно устройство, соединение всех шин питания происходит только в одной точке – на клеммах блока питания (разводка шин звездой). Запрещается последовательно подключать несколько устройств к одной шине питания. Выбор максимального напряжения питания драйвера зависит от применяемого ШД и желаемой максимальной скорости его вращения. Расчет оптимального напряжения питания для данного ШД производится по эмпирической формуле U=32*√(индуктивность фазы ШД в мГн). Более высокое напряжение питания, с одной стороны, увеличивает максимальную частоту вращения ШД, с другой стороны, приводит к повышенному нагреву ШД, шуму при работе и влияет на стабильность работы драйвера. Поэтому без необходимости не стоит использовать высокие напряжения питания и рекомендуется по возможности использовать невысокие значения напряжений.
Выбор максимального тока источника основывается на следующих рассуждениях – если, например, на ШД указан ток обмотки 4А, то от источника питания драйвер с таким ЩД будет потреблять не больше 2А (и даже меньше) при небольших скоростях вращения. При увеличении частоты вращения потребляемый ток может упасть до 0.5А. Связано это с импульсным регулированием тока в обмотках ШИМ – потребление тока идет только в момент открытия транзисторов и средний ток меньше импульсного. Поэтому ток источника питания нужно выбирать с расчетом 50...70% от заявленного тока обмотки ШД.
Выбор типа источника питания – стабилизированный (импульсный) или не стабилизированный (трансформаторный с диодным выпрямителем) – зависит от конечного пользователя и ряда преимуществ/недостатков каждого типа:
Стабилизированный (импульсный) источник – имеет небольшие габариты и вес, среднюю цену, прост в использовании и является современным стандартным решением. Обычно имеет защиту от КЗ. Поскольку драйвер управляет ШД при помощи ШИМ, потребление тока от источника носит импульсный характер. Поэтому при использовании этого типа источника следует выбирать источник с запасом 30% по току, от расчетного значения потребляемого тока системой. Также можно подключить дополнительный электролитический конденсатор по питанию для уменьшения влияния импульсных нагрузок.
Не стабилизированный (трансформаторный с диодным выпрямителем) – проще собрать в домашних условиях, лучше переносит импульсные перегрузки по току. Однако он занимает больше места, имеет больший вес и требует дополнительной электронной обвязки для защиты от КЗ по выходу.
Провода питания драйвера необходимо переплетать для уменьшения влияния помех. При подключении нескольких драйверов к одному источнику питания необходимо производить подключение «звездой» – т.е. от каждого драйвера вести свой провод питания и подключать его к клеммам источника.
#purelogic #чпу #cnc #станок #faq