Hallo,
ich würde gerne die BEMF Spannung eines Schrittmotors messen. Reicht es
hier für aus, den Motor als Generator zu betreiben und bei bestimmten
Drehzahlen die RMS Spannung einer Phase zu messen? Normalerweise sollte
sich doch daraus die Motorkonstante UBEMF [V/rad/s] ermitteln lassen.
Meine Vermutung war, eine halbwegs lineare Funktion zu bekommen, mit
einem Schnittpunkt in der Null-Koordinate und dessen Anstieg dann meine
gesuchte Konstante ist. Meine gemessene Kennlinie ist streckenweise
linear, ABER nicht am Anfang und macht, einen mir unerklärlichen knick
bei so 700 U/min.
Ist das normal? Hat das was mit der Eigenfrequenz des Schrittmotors zu
tun? und gilt meine Motorkonstante dann immer nur für einen bestimmten
Bereich?
Fragen über Fragen. Ich hoffe ihr könnt mir etwas weiter helfen.
Gruß
matzunami
Wie sind denn die elektrischen Daten von deinem Motor? Und wie hast du
die Drehzahl und die Spannung gemessen?
Die Beschriftung der X-Achse ist übrigens falsch, dass soll sicher RPM
heißen und nicht RPS?!
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Hi, ja sorry das sind natürlich rpm.
Also ich habe zwei Motoren desselben Typs genommen (15mm Motoren mit
50Ohm, 240mA, 9,2mH) und habe diese miteinander gekoppelt (mit
Schrumpfschlauch - das Funktioniert auch sehr gut). Den einen Motor hab
ich dann angetrieben und den anderen als Generator verwendet und dessen
Spulen Mittels eines Oszi's gemessen (RMS Spannung über einer gewissen
Zeit). Ich habe nun auf diese Weise die Kennlinie von 7 Motoren
aufgenommen und die Kennlinie ist bei allen dieselbe. Ich habe ein
kleines PC Programm, um den einen Motor anzutreiben. Über dieses stelle
ich die Drehzahl ein, welche ja dann auch die Drehzahl des Generators
ist.
Mich wundert nun am meißten der Spannungseinbuch, trotz steigender
Drehzahl.
Gruß
matzunami
Ich hätte eigentlich auch eine lineare Kennlinie erwartet. Es kann
natürlich sein, dass in dem Bereich um 750 Hz der antreibende Motor in
Resonanz kommt, was dann den Peak erklären würde. Dafür müsste man mal
auf das Geräuschverhalten achten.
Wieviel Vollschritte/U haben die Motoren?
750Upm entspricht 12,5 U/s. Das wäre für einen 1,8° Motor je nach
Versorgungsspannung schon ziemlich schnell...
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Die Motoren haben alle 18 Grad. Hab jetzt auch noch andere vermessen.
Alle 15mm mit 18 Grad nur unterschiedlicher Induktivität.
Habe festgestellt (auch in obiger Kennlinie zu sehen), dass die
Kennlinien ab 1100 rpm (bei allen ungefähr bei dieser Drehzahl),extrem
Linear verlaufen und wenn ich sie so weiter zum Nullpunkt verlänger,
auch durch Null gehen. Die Resonanz stellen kann man bei Vollschritt
mehr oder weniger gut am Klang erkennen. Diese würde ich sagen, liegen
beim kleineren Drehzahlen und haben ja auch nur in einem relative
kleinen Frequenzband Auswirkungen (+- 100 rpm).
Könnte dieses Verhalten auch aufgrund der Chopper-Ansteuerung auftreten?
hm... das mit dem Copper ist ja eigentlich Blödsinn, Drehen tut sich
mein Motor mit einer bestimmten Drehzahl und was der Copper in dem
antreibenden Motor macht kann mir ja egal sein.
matzunami schrieb:> habe diese miteinander gekoppelt (mit> Schrumpfschlauch - das Funktioniert auch sehr gut)
Ja genau, das macht eine prima Resonanz mit der Nachgiebigkeit des
Schlauches und der angekoppelten Masse (dem Trägheitsmoment des Rotors).
Versuch mal eine starre Kopplung.
Starre Kopplung ist schon bestellt und wird noch getestet. Aber ich
erwarte da keinen Unterschied. Kann gerade kein Bild von meinem Aufbau
hochladen, aber die Kopplung ist momentan sehr starr und bildet meiner
Meinung nach, eine sehr gute Verbindung. Die Massenträgheit des Rotors
ist auch sehr klein.
Hallo!
Ich habe eben mal auf die schnelle einen Versuch gemacht. Testmotor:
PK266-E2.0B (parallel verschaltet), Antrieb über Akkuschrauber. Die
Drehzahl kann man aus der Signalfrequenz zurückrechnen. Die Polpaarzahl
des Motors ist 50 (200 Vollschritte/U), also gilt n[Upm]=f[Hz]*60/50.
Datenblatt zum Motor:
http://www.mechapro.de/pdf/pk266-e.pdf
Das Ergebnis ist wie erwartet linear, die Kurve startet im Nullpunkt.
Ich vermute mal dass irgendwas an deinem Aufbau nicht stimmt. Hast du
mal nachgemessen, ob die Drehzahl auch stimmt?
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Thorsten Ostermann schrieb:> Antrieb über Akkuschrauber.
Aha, also starre Kopplung. Matzunamis Problem ist auf jeden Fall eine
Schwingung seiner mechanische Ankopplung.
Danke für die Mühe Thorsten Ostermann.
ArnoR schrieb:> Aha, also starre Kopplung. Matzunamis Problem ist auf jeden Fall eine> Schwingung seiner mechanische Ankopplung.
Sehr schön, das du das so genau beurteilen kannst, aber ich habe auch
eine starre Ankopplung.
Ich habe mir jetzt mal über die Formel fr = 1 / (2*pi) * Wurzel(M * p /
J)
mal ausgerechnet wo ungefähr meine Resonanzfrequenzen liegen müssten.
So wie es aussieht ist der Knick bei so einer Resonanzfrequenz. Ich kann
mir meine "unschöne" Kurve somit nur so erklären, dass ich sehr kleine
Motoren, mit einem schlechten Wirkungsgrad habe, bei der die
Resonanzfrequenz sehr zum tragen kommt.
Also wenn man die Formel aus dem Rummich ansetzt [1], kommt man auf eine
Eigenfrequenz von 100 Hz (für einen Motor).
f=sqrt(p*M(H)/J)*1/(2*pi) (mit p=12)
Addiert man das Trägheitsmoment des 2. Motors, kommt man auf 70 Hz. Dein
Peak liegt aber bei 12,5 Hz. Ich würde auch eher eine Nachgiebigkeit im
Aufbau vermuten, wobei die Frequenz sehr niedrig ist. Oder eben z.B.
falsche Frequenzen aus der PC-Ansteuerung.
Teste doch mal mit einem Funktionsgenerator (ein NE555 tut's auch), oder
eben mit einem Akkuschrauber, wahlweise direkt angekoppelt oder über den
Schlauch.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
[1]
http://books.google.de/books?id=WsIhjBoo2GwC&lpg=PA119&ots=zzzSBxjn1F&dq=schrittmotor%20eigenfrequenz&pg=PA119#v=onepage&q=schrittmotor%20eigenfrequenz&f=false
BEMF.png
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