Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor Moment


von gustaf (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe einen Schrittmotor im Mikroschrittbetrieb. Ich kann auf meiner 
Platine umschalten zwischen 1/4 Schritt, 1/8 Schritt und einem 1/16 
Schritt.

Derzeit betreibe ich den Motor im 1/16 Schritt-Betrieb.
Jetzt stelt sich mir die Frage, wann der Motor ein möglichst größes 
Drehmoment hat.
Wenn ich den auf 1/16 Schritt mit 3200 Schritten / s ansteuere hat er 
genau eine Umdrehung pro Sekunde, wie ist hier das Moment gegenüber zum 
Beispiel 1/4 Schritt und 800 Schritten / s?

Für die Anwendung ist er derzeit zu schwach, das heißt er verliert 
Schritte.

Hoffentlich weiß jemand Rat.

Danke schonmal

von Michel (Gast)


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Das Drehmoment hängt nur vom Strom und von der Drehgeschwindigkeit ab. 
Durch Mikroschrittbetrieb läuft der Motor ruhiger, am Drehmoment ändert 
sich nichts. Evtl. sinkt beim Beschleunigen die Tendenz, Schritte zu 
verlieren.

Mit welchem Treiber betreibst du den Motor? Regelt der Treiber den 
Spulenstrom?
Wenn ja: Welches ist die Nennbetriebsspannung von deinem Motor und mit 
welcher Spannung betreibst du ihn?
MfG

von MaWin (Gast)


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Ob 4, 8 oder 16 ist egal, du kannst (und solltest) den Strom hoch genug 
einstellen,
da0 er die Schritte schafft (aber dabei darf er nicht zu heiss werden).
Je heisser, je geringer die Lebensdauer.

Natürlich schaffst du auf diese Art nur das, was im Datenblatt angegeben 
ist. Immerhin erlauben Mikroschritte den 1.4fachen Strom von 
Vollschrittbetrieb.

Wenn die Schritte fehlen weil er beschleunigt und bremst, denk mal über 
Beschleunigungsrampen nach, und natürlich über die maximale 
Geschwindigkeit.

von gustaf (Gast)


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hallo,

danke schonmal!
MaWin meinte ich könne den 1.4 fachen Strom vom Vollschrittbetrieb 
nehmen.
Da hier nun 1.0 A angegeben sind kann ich sicher auf 1.4 hoch oder?!
Okay, also Drehgeschwindigkeit ist bei den schrittbetrieben immer 
gleich, der strom wird geregelt, also geh ich einfach mit der 
Geschwindigkeit runter.

Danke nochmal!

von MaWin (Gast)


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Bei Vollschritt sind beide Wicklungen voll bestromt,
und die Summe P1+P2=r*I1^2+r*I2^2=2 darf nur so gross sein wie der Motor 
an Wärme abführen kann.
Bei Mikroschritt immer im Sinus/Cosinus, die Summe P1+P2 darf ebenso 2 
sein, und weil P=r*I^2 ist, darf der Strom 1.4 mal so hoch sein und 
damit auch das Drehmoment.

von gustaf (Gast)


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Besten Dank!

von oszi40 (Gast)


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>darf nur so gross sein wie der Motor an Wärme abführen kann.
WENN er jetzt schon zu schwächlich ist, wird er im rauhen Betrieb auch 
noch manche mechanische Hemmung durch Schmutz bekommen. Ob da ein 
sinnvoller Betrieb auf Dauer möglich ist?

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo MaWin!

> Bei Vollschritt sind beide Wicklungen voll bestromt,
> und die Summe P1+P2=r*I1^2+r*I2^2=2 darf nur so gross sein wie der Motor
> an Wärme abführen kann.
> Bei Mikroschritt immer im Sinus/Cosinus, die Summe P1+P2 darf ebenso 2
> sein, und weil P=r*I^2 ist, darf der Strom 1.4 mal so hoch sein und
> damit auch das Drehmoment.

Irrtum. Das Drehmoment bildet sich ja durch vektorielle Addition aus 
zwei Vektoren, die im 90°-Winkel zueinander stehen. Es ist eben nicht 
höher als im Vollschrittbetrieb, weil der Strom nur in den 
Halbschrittpositionen (nur eine Phase an) um den Faktor 1,4 (bzw. 
Wurzel(2)) höher ist. Der Effektivwert bleibt der gleiche. Bei Endstufen 
wird aber oft nur mit dem Peakwert gearbeitet. Nur deswegen kann bzw. 
sollte man den Strom entsprechend höher einstellen.

Ansonsten wäre erstmal zu klären, bei welcher Drehzahl Probleme 
auftreten. Wenn der Stromregler da noch aktiv ist, bleiben nur die 
Beschleunigungs- und Bremsrampen, wenn man den Motor nicht tauschen 
will. Ist man schon im oberen Teil der Kennlinie angekommen, wo der 
Stromregler nicht mehr wirkt, kann es helfen, die Betriebsspannung zu 
erhöhen (soweit die Endstufe das zuläßt).

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von gustaf (Gast)


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Okay Super, verstanden hab ich das schonmal, habs aber so noch nie 
betrachtet.
Jetzt läuft das alles soweit, nur macht der Schrittmotor so 
pfeifgeräusche, wenn er in seinem Haltemoment steht. Also er gibt 
sozusagen den Sinus wieder oder?!
Kann man das irgendwie weg machen? Habs jetzt schon mit Pull-Down's auf 
den CLK Leitungen des IC's probiert, doch ohne Erfolg.

Bin Dankbar über jeden hilfreichen Kommentar!

von MaWin (Gast)


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Vermutlich der Stromchopper, der den mittleren Strom hält durch 
ständiges ein- und ausschalten der Versorgungsspannung an die 
Motorspule.
Du kannst die Tonhöhe ändern durch Änderungen des zeitgestimmenden 
Kondensators wenn du Zugang zur Platine hast oder durch Änderung der 
Versorgungsspannung wenn da noch Luft ist, aber wegbekommen wirst du es 
nicht. Etwas angenehmer ist es, wenn mehrere Motoren nur noch rauschen.

von oszi40 (Gast)


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>Tonhöhe
Hat sich vermutlich durch den neuen Arbeitspunkt ergeben. Wenn Du die 
Ansteuerimpulse z.B. mit unhörbaren 25kHz zerhackst würde sich 
vermutlich der Lärm vermindern aber das Drehmoment wieder 
verschlechtern.

von gustaf (Gast)


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Hmm okay, also erstmal keine Möglichkeit in Sicht, des wegzubekommen.
Zu der Platine hab ich Zugang, ist ja meien eigene. Aber was war da mit 
dem Kondensator?

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Was ist denn da für ein Treiber-IC drauf? Bei L297 und L6506 sollte man 
z.B. nicht den Kondensator ändern, sondern den Widerstand im RC-Glied...

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von gustaf (Gast)


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Da ist ein A4983 Drauf. Ein Microstepping Driver QFN Bauform -.-

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Das ist ein Treiber mit konstanter Auszeit, die über den Widerstand an 
R(OSC) festgelegt wird (s. Datenblatt S. 8).
tOFF [µs] ≈ R(OSC) ⁄ 825
Also kleineres R gleich kleinere Auszeit, also höhere Frequenz.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von MaWin (Gast)


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Und kleineres R geht probehalber selbst bei SMD freundlich
durch drauflöten eines zweiten Widerstandes huckepack...

von MCUA (Gast)


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>Das Drehmoment bildet sich ja durch vektorielle Addition aus
>zwei Vektoren, die im 90°-Winkel zueinander stehen.
Ja, und man kann in beide Wicklungen des Steppers auch Sin/Cos-Ströme 
'reinschicken', dann läuft der Motor 'rund' wie ein norm. E-Motor.

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