Hallo, meine Frage an die Experten lautet: Ein Schrittmotor wird mit
einem Treiber angesteuert. Dieser hat einen Strombegrenzer und stellt
eine sehr hoher Spannung zur verfügung. Die maximale Drehzahl des
Schrittmotors ist beispielsweise 2000U/min und er hat in diesem Zustand
ein sehr sehr geringes Drehmoment.
Jetzt erfährt der Motor irgendwann einen Widerstand und wird abgebremst
bis nahezu 0 U/min. Steigt das Drehmoment des Motors in diesem Fall
wieder auf sein Haltemoment an (wenn er komplett still steht durch den
Widerstand, ein zurückdrehen durch den Widerstand ist nicht möglich)
oder was genau passiert in dieser Situation?
Ich formuliere es noch einmal anders:
Welches Drehmoment hat der Motor wenn er mit Gewalt festgehalten wird
während er aber weiterhin von der Steuerung den Befehl bekommt "drehe
mit 2000 U/min" (also die Frequenz bei ihm ankommt die für 2000 U/min
benötigt wird). Das ganze ist unabhängig von dem Gegenstand der den
Motor zum stoppen bringt, er wird nicht zurück drehen. Es geht einfach
nur darum welches Drehmoment er in diesem Augenblick hat. Sein
Haltemoment oder sein Drehmoment bei 2000 U/min oder gar kein Drehmoment
mehr?
Danke!
Sobald schritte übersprungen werden, passt das drehfeld nicht mehr zur
rotorbewegung. Das Drehmoment ist dann sofort sehr klein, und reich ab
einem gewissen tempo nicht mehr zum anlaufen, auch ganz ohne last.
Nun, die nächstliegende Schlussfolgerung ist, dass er kein konstantes
Moment hat, denn er wird ja, nach Deinen Voraussetzungen immer noch
angesteuert. Je nach Lage des Rotors wird also der Moment im Takt der
Ansteuerung schwanken.
Je nachdem würde ein Halte- oder Drehmoment abwechselnd wirken oder nur
Drehmomente. Da der Motor angesteuert wird, ist das Intgral der Momente
natürlich im Vergleich mit dem bei Ansteuerung mit passender Frequenz
kleiner.
Im Detail hinge dass, was den zeitlichen Verlauf und damit das Integral
betrifft, dann noch von der Ansteuerung ab. Bipolar oder Unipolar.
Es wäre hilfreich, wenn Du schilderst, was der Hintergrund der Frage
ist. Geht es um prinzipielle Überlegungen oder eine konkrete Situation?
Falls letzteres: Was ist das für eine Situation?
Geh' mal davon aus, dass die Motorleistung (Drehmoment) nicht Dein
größtes Problem ist. Fast immer gibt es Ärger mit einer rotierenden bzw.
bewegten Masse, die nicht auf Schnellstopp steht. Ein Endschalter, der
Flugunterricht nimmt, dürfte wohl Dein billigstes Problem sein. Alles
aber Probleme, die eigentlich nicht mit dem Motor zu tun haben.
Also, jetzt mal ernsthaft...
"hat einen Strombegrenzer"... "stellt eine sehr hohe Spannung zur
Verfügung"...
Abgesehen davon, dass du nichtmal das letzte Billigtum von Physik
irgendwann mal wirklich gelernt hast, scheinst du hier bloß deine
Probleme von anderen Leuten lösen lassen zu wollen? Weil das, was du zum
Durchrechnen brauchst, ist nicht wirklich schwer sich anzueignen, halt
nur ein bisschen Wollen. Wollen scheinst du aber nicht zu haben, sonst
hättest du nicht so dreist, dumm, langweilig gefragt. Demnächst wirst du
uns noch die sensationellen Scheißhaufen von Zalando oder deiner
töpfernden Frau andrehen wollen.
Sagen wir es mal so: Deine Frage zum Ausrechnen benötigt wenigstens (mit
ein paar Helfern) fundierte Kenntnisse in der banalen (aka Abitur)
Analysis, und wenn richtig dann so ungefähr 3. Semester Mathe/Physik.
Die, die sich damit auch nur ein bisschen auskennen, wissen aber, dass
du hier bloß Zeit und Wissen abgreifen willst. Und sorry, deine
Bettelei... Nicht mit mir ;) Weißt du, ich hab mir den ganzen Kram auch
selbst beigebracht. Wenn du nicht nur die Mathematik in deinem Rand,
sondern auch Sinn und Zweck z.B. der Jacoby-Matrix z.B. verstanden hast,
reden wir weiter ;)
Fzoul schrieb:> Steigt das Drehmoment des Motors in diesem Fall> wieder auf sein Haltemoment an (wenn er komplett still steht durch den> Widerstand, ein zurückdrehen durch den Widerstand ist nicht möglich)> oder was genau passiert in dieser Situation?
Nein, es rappelt fürchterlich, weil er nur am Schritte verlieren ist.
Fzoul schrieb:> Welches Drehmoment hat der Motor wenn er mit Gewalt> festgehalten wird während er aber weiterhin von der> Steuerung den Befehl bekommt "drehe mit 2000 U/min"
Das ist Dein Vorstellungsfehler - denn den "Befehl"
bekommt der Motor nicht.
> (also die Frequenz bei ihm ankommt die für 2000 U/min> benötigt wird).
Nun sprichst Du wieder klug. DAS bekommt der Motor:
Ein Drehfeld mit 33 Hz.
> Sein Haltemoment
Nein.
Das Haltemoment hat der Motor bei Nennstrom; bei 33 Hz
besteht keine Chance, den Nennstrom durch die Wicklung
zu prügeln.
> oder sein Drehmoment bei 2000 U/min oder gar kein> Drehmoment mehr?
Der Unterschied ist i.d.R. nicht sehr groß ;-)
Carsten P. schrieb:> Also, jetzt mal ernsthaft...
Ah ein ganz ganz schlauer. Witzig.
Ja. Man kann auf das integral hinweisen. Aber nett.
Kommt auch auf den Treiber an würde ich sagen. Aber im wesentlichen
wird das drehmoment klein sein.
Carsten P. schrieb:> Also, jetzt mal ernsthaft...>> "hat einen Strombegrenzer"... "stellt eine sehr hohe Spannung zur> Verfügung"...>
Ja Schrittmotoren werden mit einem Strombegrenzer betrieben (der mit auf
dem Treiber sitzt), damit der Nennstrom des Motors immer erreicht wird.
Der Treiber benötigt mehr Spannung als auf dem Motor angegeben ist,
damit auch immer der konstante Nennstrom auf den Phasen fließen kann
wenn der Motor sich schnell dreht und ein Gegenstrom in den Spulen
erzeugt.
Also ist an meiner Aussage nichts falsch. Ich habe übrigens einen
symbolischen Euro von meiner Frau gewonnen, denn ich habe mit ihr
gewettet das wieder so ein Typ antwortet der sein wissen nicht teilen
will und einfach nur jeden nerven will.
Klaus schrieb:> Nun, die nächstliegende Schlussfolgerung ist, dass er kein> konstantes> Moment hat, denn er wird ja, nach Deinen Voraussetzungen immer noch> angesteuert. Je nach Lage des Rotors wird also der Moment im Takt der> Ansteuerung schwanken.> Je nachdem würde ein Halte- oder Drehmoment abwechselnd wirken oder nur> Drehmomente. Da der Motor angesteuert wird, ist das Intgral der Momente> natürlich im Vergleich mit dem bei Ansteuerung mit passender Frequenz> kleiner.> Im Detail hinge dass, was den zeitlichen Verlauf und damit das Integral> betrifft, dann noch von der Ansteuerung ab. Bipolar oder Unipolar.>> Es wäre hilfreich, wenn Du schilderst, was der Hintergrund der Frage> ist. Geht es um prinzipielle Überlegungen oder eine konkrete Situation?> Falls letzteres: Was ist das für eine Situation?
Es ist ein Bipolarer Schrittmotor.
Die Situation kann man sich vielleicht so vorstellen: Der Motor+Getriebe
treibt eine Spindel an mit der eine Platte mit Vmax auf ein Objekt
zubewegt wird (was selbst bei maximaler Drehzahl noch langsam ist (etwa
2cm/s), darum hab ich auch keine Angst vor herumfliegenden
Endschaltern).
Sobald das Objekt erreicht wird, welches statisch ist (z.B. eine andere
Platte) soll möglichst viel Kraft auf diese ausgeübt werden.
Da Schrittmotoren beim festhalten nicht kaputt gehen, waren diese für
mich die erste Wahl.
Es wäre natürlich eine Möglichkeit zu überprüfen wann Schritte verloren
gehen, um dann auf eine sehr langsame Drehzahl zu wechseln aber
vielleicht hat der Motor während des "durchdrehens" immer noch genug
Drehmoment??
Wieviel Drehmoment hat er beim durchdrehen? 90% vom Haltemoment oder
zumindest >50% oder gar <10%?
Ein idealer, stehender Schrittmotor hat bei idealer Ansteuerung mit
hoher Frequenz nach aussen im Mittel gar kein Drehmoment, da das
entstehende Drehmoment ein reines Pendelmoment ist.
Fzoul schrieb:> Wieviel Drehmoment hat er beim durchdrehen? 90% vom Haltemoment oder> zumindest >50% oder gar <10%?
Optionen:
A) Rechnen.
B) Nachdenken.
C) Datenblatt lesen. Soll schon Drehmoment Diagramme gegeben haben.
Fzoul schrieb:> Sobald das Objekt erreicht wird, welches statisch ist> (z.B. eine andere Platte) soll möglichst viel Kraft> auf diese ausgeübt werden.
Dafür sind Schrittmotoren nicht gut geeignet.
> Da Schrittmotoren beim festhalten nicht kaputt gehen,> waren diese für mich die erste Wahl.
Trotzdem Murx.
Schrittmotoren sind gut für Stellantriebe, d.h. für
Positionierungsaufgaben.
Für eine Presse oder sowas wäre eine Reihenschlussmotor
gut; der hat umso mehr Moment, je niedriger die Drehzahl
ist (Staubsaugermotor).
> Es wäre natürlich eine Möglichkeit zu überprüfen wann> Schritte verloren gehen, um dann auf eine sehr langsame> Drehzahl zu wechseln aber vielleicht hat der Motor> während des "durchdrehens" immer noch genug Drehmoment??
Ist und bleibt Murx.
> Wieviel Drehmoment hat er beim durchdrehen? 90% vom> Haltemoment oder zumindest >50% oder gar <10%?
Die Frage ist in dieser Form Blödsinn, denn die Antwort
hängt auch von der aktuellen Frequenz des DREHFELDES
ab, d.h. von der Soll-Drehzahl.
HaJo Mücke schrieb:> Datenblatt lesen. Soll schon Drehmoment Diagramme> gegeben haben.
Nützt nichts.
Die Diagramme gelten für Betrieb ohne Schrittverlust.
Ein bis zum Stillstand abgebremster Schrittmotor ist
genau wie ein Synchronmotor, der außer Tritt gefallen
ist - das ist ein irregulärer Betriebszustand, für
den der Motor nicht ausgelegt ist.
Fzoul schrieb:> Es ist ein Bipolarer Schrittmotor.> Die Situation kann man sich vielleicht so vorstellen: Der Motor+Getriebe> treibt eine Spindel an mit der eine Platte mit Vmax auf ein Objekt> zubewegt wird (was selbst bei maximaler Drehzahl noch langsam ist (etwa> 2cm/s), darum hab ich auch keine Angst vor herumfliegenden> Endschaltern).>> Sobald das Objekt erreicht wird, welches statisch ist (z.B. eine andere> Platte) soll möglichst viel Kraft auf diese ausgeübt werden.>> Da Schrittmotoren beim festhalten nicht kaputt gehen, waren diese für> mich die erste Wahl.> Es wäre natürlich eine Möglichkeit zu überprüfen wann Schritte verloren> gehen, um dann auf eine sehr langsame Drehzahl zu wechseln aber> vielleicht hat der Motor während des "durchdrehens" immer noch genug> Drehmoment??>> Wieviel Drehmoment hat er beim durchdrehen? 90% vom Haltemoment oder> zumindest >50% oder gar <10%?
Aha. OK.
Nun, die Frage ist Dir im wesentlichen beantwortet worden. Vielleicht
kann das jemand nochmal bestätigen.
Ich formuliere meine Antwort aber noch einmal anders: Da Du nicht
kontrollierst, in welcher Stellung der Rotor steht, wenn er auf den
Widerstand trifft, lässt sich lediglich sagen, dass die Kraft, bei
fortdauernder Ansteuerung für maximale Drehzahl im Takt dieser
Ansteuerung schwanken wird.
Die Absicht wirst Du also auf diese Weise nicht erreichen können. Die
Tatsache, dass Du die Rotorstellung nicht kontrollierst, ergibt auch
eine unkontrollierte bzw. nicht vorhersagbare Kraft - allenfalls kann
ihr Maximum und Minimum (Null) angegeben werden. Denn die hängt von der
tatsächlichen Stellung des Rotors ab. Praktisch wirst Du eine Vibration
im Takt der Ansteuerung auslösen.
In der
https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems
wirst Du lesen, dass solche Aussagen wie "möglichst viel", "möglichst
wenig", "möglichst hoch" etcpp. wenig zielführend und daher unerwünscht
sind. Bitte spezifiziere die Kraft. Was soll diese Kraft bewirken? Wie
hoch ist die Gegenkraft?
Ein kleiner Litaraturtip:
"Elektrische Schrittmotoren und Antriebe" von Erich Rummich und 3
weiteren Autoren, Expert-Verlag.
Ich kenne die 3. Auflage und finde, dass die fraglichen Zusammenhänge
dort sehr ausführlich und verständlich dargestellt werden.
