Comprender cuánta potencia consume un motor paso a paso

La potencia del motor paso a paso se define por la velocidad y la inercia de la carga. Recuerde que si está conduciendo un motor paso a paso a baja velocidad, está acelerando la carga de un tope muerto al siguiente paso, y luego desacelerando el motor hasta que se detenga. El motor puede ir a toda velocidad acelerando en cada paso, porque no se retiene del momento angular del último paso. El motor puede calentarse, pero probablemente no dañará el controlador. Puedes "perder tu lugar" si faltan pasos si intentas correr demasiado rápido.

Si la carga y la velocidad del motor se encuentran en el "punto óptimo", el sistema puede ser más eficiente, pero como no hay retroalimentación, la carga y la inercia deben coincidir con las características del motor. Los fabricantes a veces dan especificaciones de velocidad en condiciones óptimas, así que tenga cuidado. En general, no querría usar steppers en aplicaciones donde esté ejecutando todo continuamente. Son buenos para aplicaciones donde el costo debe ser bajo y no se requiere eficiencia (generalmente ciclo de trabajo bajo). Es probable que su controlador le permita realizar algunos ajustes actuales para ayudar a evitar que el motor sufra sobrecorriente.

El par de torsión es directamente proporcional a la corriente, y el aumento de voltaje le permite funcionar a velocidades más altas.

En respuesta a sus preguntas, puede experimentar calentamiento en el motor si la carga varía. Un controlador continuará pulsando cuando el motor se detenga, pero como ninguna de las potencias funciona, todo se calienta. Corre lo más lento que pueda y mantenga su corriente máxima a un nivel bajo para que cuando ocurran estas condiciones no se sobrecaliente. Mantenga su ciclo de trabajo bajo si es posible.

Cuando elige una corriente más baja, limita la velocidad porque el motor acelerará más lentamente, lo que requerirá más tiempo para pasar al siguiente paso. El microstepping podría ser un poco menos eficiente, pero con los controladores inteligentes probablemente no sea mucho, y definitivamente "suavizará" la vibración cuando se ejecute. El funcionamiento a una corriente más baja debe reducir la potencia por controlador, y el consumo de energía cuando se detiene se asemeja al de la carga máxima, con la advertencia de que las cosas se están calentando. Obtenga algunos grandes disipadores de calor y apague el motor si no tiene que mantener el par de torsión. El enfriamiento forzado por convección podría ser una opción a considerar.

Debes modificar tu pregunta:

1. La especificación del motor que usted cita arriba es para un paso a paso trifásico con 5.8 A actual
2. El controlador que especifique es para un paso a paso de 2 fases con una capacidad máxima de 4.5 A por fase.

Lo primero que hay que entender es que los motores paso a paso de 2 fases y 3 fases no actúan como motores de CA en absoluto. Mira las características de torque que publicaste en la pregunta.
El par de torsión es mayor cuando el motor está parado (parado) y se cae bastante rápido tan pronto como comienza a girarlo.

No existe una ecuación simple para el par producido o la potencia consumida. Puedo sugerir una muy buena libro de texto que explicará todo lo que necesita saber.
El Capítulo 5 cubre la mayor parte de lo que necesita ... particularmente de 5.3.x a 5.4.x.

Ya que está utilizando una unidad de corte, puede considerar un eje estacionario con la corriente seleccionada fluyendo como la condición de potencia máxima para cualquier motor de eje. Si utiliza pasos completos o medios, la potencia máxima será el doble de la potencia de una fase (normalmente solo se conducen dos fases simultáneamente con un paso a paso trifásico)

Entonces, para 5.8 A (que creo que tienes mal) y el motor especificado, tendrías I ^ 2 * R - > 5.8 ^ 2 * 0.62 = 20 W por fase. Dos fases activas - > 40 W (incluso si las 3 fases están activas a la corriente máxima, y eso sería una condición de falla, no podría estar por encima de 60 W)

Si en realidad está usando motores paso a paso de 2 fases con un máximo de 4.5 A (la capacidad del controlador), entonces puede esperar 4.5 ^ 2 * 0.6 = 12 W por fase. Si usa x2 (paso 400, que es medio paso), micro paso a paso, con ambas fases obtendrá una disipación máxima de aproximadamente 24 W.

Usando su 5.8 A indicado, si está utilizando una fuente de alimentación de 24 V, entonces el flujo de corriente promedio será de 1.6 A ... el flujo de corriente pico (que proviene del capacitor de salida) será de 11 A pico. Esto se ve afectado por la frecuencia de conmutación del variador y, cuanto más baja es la frecuencia de conmutación, peor es el efecto en la selección de la fuente de alimentación.

Esto significa que debe elegir su fuente de alimentación con cuidado, en este caso, puede elegir una fuente de 10 A a 24 V, ya que no sabe cuál es el valor de la capacitancia de salida.
Mi sugerencia sería que podría agregar capacitancia a la salida (1000-2000 uf) y lidiar fácilmente con el peor de los dos ejes en una sola fuente de 10 A 24 V. A modo de ejemplo, ejecuto 3 x 3.5 A paso a paso de 2 fases en una sola fuente de 15 A 32 V sin ninguna capacidad de salida adicional y sin ningún problema.

También tiene que lidiar con las pérdidas, su controlador de disco es esencialmente una fuente de alimentación de conmutación (piense en cada micro-paso como simplemente otro nivel de corriente predefinido). Es poco probable que las pérdidas sean superiores al 20%