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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor läuft max 140 u/min


Autor: Pandae (Gast)
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Hallo,

ich habe mir eine Schaltung zur Ansteuerung eines Schrittmotors gebaut 
und bin mit meinem Latein so ziemlich am Ende.

Ich kann den Motor ohne Probleme von einzelnen Schritten bis zu einer 
Umdrehungsgeschwindigkeit von 140 u/min steuern. Danach bleibt er 
einfach stehen und brummt nurnoch.

Auf dem Osziloskop sieht alles super aus. Ich habe recht saubere 
Rechtecke. Sogar bei sehr hohen Frequenzen. Nur warum der Motor nicht 
mitspielt, ich habe keine Ahnung....

Schaltung: AtMega8 steuert zwei PBL3717 Motortreiber an. Schrittmotor 
(unipolar, Vollschritt) von Nanotec, 3V und 2A. Den Strom habe ich auf 
66% eingestellt.

Denn da ist noch was komisches. Nur bei der Einstellung mit 66% 
Motorstrom läuft der Motor. Sonst nicht! Und, um das noch zu toppen, nur 
wenn ich die Ausgangsspannung künstlich mit 10 Ohm Widerständen in Reihe 
zu den Spulen heruntersetze.

So.... Ich weis nicht was das sein könnte. Der Widerstand deutet 
eventuell in die Richtung zu hohe Induktivität etc. Aber irgendwie 
glaube ich das nicht. Hat einer von Euch ne Idee? Ich bin für jeden Rat 
dankbar. Ich habe jetzt 10 Stunden alles mögliche probiert und weis 
nicht mehr wo mir der Kopf steht.

Gruß Pandae

Autor: Pandae (Gast)
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Ach so... Laut Hersteller sind 10000 u/min durchaus möglich. Die 
Motortreiber laufen mit 32kHz.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ist die Spannung ausreichend hoch ?
Vielleicht ist das auch die Resonanzfrequenz des Motors ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Pandae (Gast)

>Ach so... Laut Hersteller sind 10000 u/min durchaus möglich. Die
>Motortreiber laufen mit 32kHz.

Ein Schritmotor mit 10000 U/min? Na, das klingt aber bissel viel. Sind 
das nicht eher 10000 Schritte/s? Ausserdem braucht man für hohe 
Schrittfreqeunzen hohe Betriebsspannungen + Chopperansteuerung.

MfG
Falk

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Die Versorgungsspannung ist mit Sicherheit zu niedrig. Durch die hohe 
Wicklungsinduktivität kann der Strom innerhalb der kurzen, für einen 
Schritt zur Verfügung stehenden Zeit nicht ausreichend hoch werden, um 
ein brauchbares Drehmoment aufzubauen. Dann gerät er außer Tritt und 
bleibt stehen.

Hab Dir mal einen Auszug aus einer Laborversuchsanleitung angehängt. Da 
steht ein bisschen was über Strombegrenzung und so drin.

Autor: STS (Gast)
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Klingt wirklich etwas viel. Falk hat Recht. Hochwertige 
Schrittmotorsteuerungen kommen ohne Chopper und hohe Spannungen an den 
Phasen nicht aus. Außerdem sollten verschiedene Rampen zum Anfahren und 
verschiedene Steuerkurven (Sinus, Dreieck) usw. für die Phasen probiert 
werden. Gute Chopperkombi TMC 428 (Trinamic) und A3972 (Allegro).

Autor: gubel (Gast)
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du musst ihn overclocken, mit ein paar kondensatoren

Autor: Gast (Gast)
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>du musst ihn overclocken, mit ein paar kondensatoren

Guter Tipp, aber eine Frage: Löte ich die Kondensatoren besser auf den 
Stator oder auf den Rotor?

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Guter Tipp, aber eine Frage: Löte ich die Kondensatoren besser
> auf den Stator oder auf den Rotor?

Auf den Stator natürlich. Auf dem Rotor würde eine Unwucht entstehen.

Autor: Pandae (Gast)
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Für alle Ungläubigen, hier noch mal das Datenblatt.

http://nanotec.de/page_product__st4118__de.html



Mit dem Oszi messe ich 20V Spitzenspannung (Rechteck). Da ich aber nur 
ne 9 Volt Versorgung habe, werde ich mich da morgen mal dran wagen und 
ein größeres Netzteil nehmen. Das Oszi hat seine besten Zeiten schon 
längst gesehen und somit zweifel ich mal das Messergebnis einfach an. 
Mal schauen was passiert.

Dank Euch für die schnellen Antworten.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Bei 1,8° sind das 2000000 Schritte pro Minute, also etwa 33kHz. Dafür 
brauchst du mindestens 20V Betriebsspannung und die schon erwähnten 
Rampen.

Frühere Nadeldrucker in der Highspeed Ausführung hatten ähnliche Motoren 
(2-3 Volt, etwa 2A) und wurden mit 25-40V betrieben.

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Never ever, ein Schrittmotor mit 10000 U/min und dann warscheinlich auch 
noch mehr als 3 Schritte pro Umdrehung, nix da, sowas kann auf keinen 
Fall sein. 10000 Schritte/min klint sehr viel vernünftiger und wenn du 
100 Schritte pro Umdrehung hast schätz dann hast du das Teil doch mit 
14000 Schritten/min über der eigentlich Spezifikation. Selbst 1000 U/min 
wäre ein ausserordendlich stolzer Wert für einen Stepper. -wiebel

[edit: OkOk, hab mal wieder schneller geschrieben als gelesen, und dabei 
das Datenblatt übersehen, die scheinen die teile tatsächlich mit 48V auf 
9000 U/min hochzuquälen. Arme Motörchen, denen wird bestimmt warm. Naja 
ok ich nehm alles zurück und behaupte das Gegenteil. Wobei 10000 seh ich 
nochnichtmal bei dem S1006. Aber ok. ]

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Michael Waiblinger wrote:
> Never ever, ein Schrittmotor mit 10000 U/min und dann warscheinlich auch
> noch mehr als 3 Schritte pro Umdrehung, nix da, sowas kann auf keinen
> Fall sein.

Doch, das ist möglich. Wenn du willst, mache ich mal ein Foto davon. 
Mein Controller kann glaube ich 32768 Halbschritte pro Sekunde. Ist 
schon eine Weile her, dass ich was damit gemacht habe. Mit 
entsprechender Beschleunigungsrampe und 40V Betriebsspannung geht das 
schon.

Autor: Pandae (Gast)
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Ich versuche dem dann mal morgen Beine zu machen und schaue wie weit 
ichs auf die Spitze treiben kann. Das ist das schöne am Studieren, da 
machts nichts wenn auch mal was kaputt geht. Solange ich nicht zu 
schaden komme lach

Ich habe ne Mail vom Hersteller bekommen der nochmal bestätigt hat, das 
10000 Umdrehungen pro Minute gehen. Schritte pro Minute hätte ich auch 
sinnvoller gefunden, und hatte mich deswegen bei denen mal gemeldet.

Also wird morgen einer durchdrehen. Ob Motor oder ich wird sich dann 
raustellen ;-)

LG Pandae

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Elektro-Sadist! ;-))

duck und weg

Paul

Autor: Schrittmotorspezialist (Gast)
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"32768 Halbschritte pro Sekunde". Da sind dann 16384 Vollschritte und 
bei einem S200 rund 8000 S/s. Kann ich mir nicht vorstellen. Sicher ist 
das die Verzögerung im Mikrostepbetrieb.

Ich wage es auch zu bezweifen, ob ein Rechteck eine sinnvoll Kurve für 
derartige Geschwindikeiten ist. Der Motorstrom wird dem eh nicht folgen.

Ein saubereres Drehmoment bekommt man mit Mikrosteps - erreichbar mit 
PWM-Ansteuerung.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Schrittmotorspezialist wrote:
> "32768 Halbschritte pro Sekunde". Da sind dann 16384 Vollschritte und
> bei einem S200 rund 8000 S/s. Kann ich mir nicht vorstellen. Sicher ist
> das die Verzögerung im Mikrostepbetrieb.

Hast recht, da ist eine Stelle zu viel dran. In der Software habe ich 
auf 3276,8Hz begrenzt um auch langsamer Geschwindigkeiten fahren zu 
können. Theoretisch könnte ich höher gehen, braucht man aber eigentlich 
nie. Die Kurvenform sieht noch ziemlich rechteckig aus, die Anstiegszeit 
bei Maximalfrequenz ist im Vergleich zur Einschaltzeit eher gering (etwa 
10%). Wenn die Betriebsspannung ausreichend hoch ist, funktioniert das 
ganze aber auch noch bei eben diesen 10000 Umdrehungen, auch wenn es 
keinen Sinn macht, da die Leistung dann gegen Null geht.
Das ganze besteht übrigends nur aus einem mega48 und zwei 
Schrittmotortreibern aus einem alten Drucker.
Ich hab mal ein Video von einem Schrittmotor angehängt, der auf etwa 
1000UpM beschleunigt wird.

Autor: Schrittmotorspezialist (Gast)
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Was ich meine: Ich lese ständig: "Sieht sehr rechteckig aus" als ob das 
das ideal sei. Das ist es nämlich nicht!

Autor: Seff (Gast)
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Eine gute Spannungsabschaetzung bekommt man, wenn man den Steppermotor 
in die Bohrmaschine einspannt und mal mit der wunschdrehzahl drehen 
laesst. Am Scope kann man schoen die einzelnen Phasen beobachten.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Natürlich kann man Schrittmotore mit 10.000 UpM drehen lassen.

Nur ob das sinnvoll ist, ist eine andere Frage. Der Schrittmotor hat 
dann nämlich kaum noch Drehmoment und die meisten Schrittmotore haben 
bei diesen Drehzahlen gigantische, magnetische Verluste, werden also 
sehr schnell sehr warm und können bei diesen Drehzahlen nicht lange 
betrieben werden.

Nur weil ihr das mit euren primitiven Endstufen und Ansteuerungen mit 
70er-Jahre ICs nicht hinbekommt, heißt das noch lange nicht, dass das 
nicht geht.

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