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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage Schrittmotor


Autor: Andreas (Gast)
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Hallo Mikrocontroller Freunde,

ich habe folgende Situation: Einen Schrittmotor mit amps/phase (Irms) 
von maximal 6.3A, Ohm/phase von 0.3Ohm und Amp peak 8.9A.
Der Schrittmotor wird mittels einer Treiberschaltung angesteuert.
Die Treiberschaltung liefert Irms von 5A mit Ipeak 7.1A und wird mit 
einem 24V/12.5A (300W) Netzteil betrieben.
Jetzt sollten 3 weitere Systeme (gleicher Schrittmotoren Typ und gleiche 
Treiberschaltung) betrieben werden.

Auf der einen Seite habe ich 5A und 24V ergibt 120W ergo wenn ich 4 
Systeme betreiben will brauch ich ein grösseres Netzteil > 480W.

Hab ein bisschen gegoogelt und bin auf folgenden Link gestossen:
http://machinedesign.com/article/stepper-phase-cur...

Wenn ich nun die Leistung des Schrittmotors rechne 6.3A^2 * 0.3Ohm, 
komme ich nur auf 7.6W. Also verbrauchen 4 Schrittmotoren 30.4W.

Da kommt jetzt meine Verständnisproblem ins Spiel:
Die restliche Leistung wird wohl kaum in der Treiberschaltung verbraten 
oder? Wo mache ich meinen Denkfehler?

Treiberschaltung:
http://www.trinamic.com/tmc/render.php?sess_pid=274

Schrittmotor:
http://www.linengineering.com/line/contents/stepmo...
8718M-16 unipolar wird aber im bipolar parallel modus betrieben.

Gruss
Andreas

Autor: Paul Baumann (paul_baumann)
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>Die restliche Leistung wird wohl kaum in der Treiberschaltung verbraten
>oder?
Das Netzteil kann diese Leistung abgeben. Wenn Du aber weniger 
Leistung
entnimmst, freut sich das Netzteil, daß es nicht an seiner 
Leistungsgrenze
betrieben wird.
Hinzu kommt noch der Gleichzeitigkeitsfaktor: Wenn nicht alle 4 Motoren
gleichzeitig "im Gange" sind, mußt Du das Netzteil auch nicht für
die Summe der Leistungen der Motoren bemessen.

MfG Paul

Autor: Tobi W. (todward)
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Hallo,

Andreas schrieb:
> Wenn ich nun die Leistung des Schrittmotors rechne 6.3A^2 * 0.3Ohm,
> komme ich nur auf 7.6W. Also verbrauchen 4 Schrittmotoren 30.4W.
Wird die Leistung nicht aus Spannung und Strom berechnet?
Also wären das bei einer Spannung von 24V und und einem Phasenstrom von 
6,3A(?) eine Leistung von 151,2VA. Das wären dann bei 4 Steppern 
604,8VA.

Andreas schrieb:
> Die restliche Leistung wird wohl kaum in der Treiberschaltung verbraten
> oder?
Im der Schaltung wird sicherlich ein bisschen Energie verloren gehen 
(Innenwiederstand und Wirkungsgrad) aber soviel garantiert nicht.

Gruß
Tobi

Autor: Andreas (Gast)
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Paul Baumann schrieb:
> Das Netzteil kann diese Leistung abgeben. Wenn Du aber weniger
> Leistung
> entnimmst, freut sich das Netzteil, daß es nicht an seiner
> Leistungsgrenze betrieben wird.

Das ist mir natürlich schon klar! Ich bezog mich auf die 120W (24V * 5A) 
gegenüber 7.6W (5A^2*0.3Ohm)

Hier hat sich schon ein kleiner Fehler eingeschlichen.

Paul Baumann schrieb:
> Hinzu kommt noch der Gleichzeitigkeitsfaktor

Wenn ich ein Netzteil auswähle sollte ich mich auf "worst-case" 
vorbereiten, damit ich später keine Überraschung erlebe. Das alle 
gleichzeitig laufen kann ich nicht ausschliessen.

To W. schrieb:
> Wird die Leistung nicht aus Spannung und Strom berechnet?
Die Leistung kann man, wenn zwei der dreien (U, I oder R) gegeben ist 
mit P=U*I, P=I^2*R oder P=U^2/R berechnen.

Gruss
Andreas

Autor: Andreas (Gast)
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Ein bisschen Schlaf und schon kam mir die Erkenntnis.
Da es sich um einen Motor handelt wird natürlich die restliche Energie 
dafür verwendet um eine Masse zu bewegen. 7.6W sind nur Verlustleistung, 
also Wärme. richtig? Nevermind

Cheers
Andreas

Autor: Paul Baumann (paul_baumann)
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Richtig, aber wieso Nevermind?
Warum nicht Peppermint?

:-)
MfG Paul

Autor: unbekannter Anrufer (Gast)
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Der Knackpunkt ist, dass deine Treiberstufe das Chopper-Verfahren nutzt:

24V auf die Spule geben, bis die der passende Spulenstrom 
(Stichwort:Induktivität) fließt, danach abschalten. Wird der 
Strom-Schwellwert unterschritten, wird wieder Spannung auf die Spule 
gegeben.

Der Widerstand der Spule ist so gesehen wesentlich größer als die 
angegebenen 0,3 Ohm, welche sich erst einige Zeit nach dem Zuschalten 
der Spannung einstellen würden.

Autor: Andreas (Gast)
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Peppermint geht natürlich auch ;)

Vielen Dank für deinen Hinweis unbekannter Anrufer. Dies hat aber nur 
Einfluss auf die Verlustleistung und nicht die gesamt Leistung oder?
Der Strom wie auch Spannung sind durch die Treiberschaltung bzw das 
Netzteil begrenzt.
Und wenn ich so die Netzteile sehe welche mit 480W zu recht kommen, wird 
der Aufpreis auf ein 600W Teil auch nicht mehr gross ins Gewicht fallen.
Und so bin ich 100% auf der sicheren Seite.

Gruss

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