Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Unterschied BLDC und Schrittmotoren


von Jens (Gast)


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Hallo Zusammen,

ich möchte gerne einen gyrostabilisierten Remote Head bauen für meine 
Kamera.
Wie z.B. hier zu sehen - http://www.youtube.com/watch?v=ewK7NkcCFCk
Im Grunde fehlen mir nur noch die Motoren (Modellbauservos kommen nicht 
in
Betracht, viel zu schlecht).

Vergleichsweise günstige und hochwertige Servomotoren habe ich bei
nanotec entdeckt.

Hier gibt es für mich zwei Alternativen

Schrittmotor - PD2-O4118S1404
http://de.nanotec.com/plug_drive_motor_pd2o41.html

BDLC Motor - DB28S01 (mit 1000 Schritt-Encoder und SMCI36 
Motorsteuerung)
http://de.nanotec.com/servomotor_db28.html

Beide Motoren würde ich mit einem Zahnriehmen untersetzen, (1:2 bis
1:5, wollte ich einfach mal schauen, was am besten funktioniert)

Soweit der Hintergrund, kann mir jemand sagen, worin der Unterschied
in der Regelbarkeit von Schrittmotor und BDLC Motor für meine
Zwecke liegt.

Ich weiß aktuell nur das man beide Motoren einsetzen kann.
BDLC : http://www.youtube.com/user/newmarksystems#p/u/16/noG4yHeeZhs
Schrittmotoren : 
http://www.youtube.com/user/newmarksystems#p/u/15/wOK12HZSbu4

Ich brauche eine möglichst exakten Bewegungsausgleich.
Eignen sich hier Schrittmotoren weniger gut, weil dies "ruckiger" sind?
(BDLC Variante sieht flüssiger/schneller aus)

Danke & Viele Grüße
Jens

von Wolfgang H. (Gast)


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Hi, Jens,

> Soweit der Hintergrund, kann mir jemand sagen, worin der Unterschied
> in der Regelbarkeit von Schrittmotor und BDLC Motor für meine
> Zwecke liegt.
>
> Ich brauche eine möglichst exakten Bewegungsausgleich.
> Eignen sich hier Schrittmotoren weniger gut, weil dies "ruckiger" sind?
> (BDLC Variante sieht flüssiger/schneller aus)

Soweit alles klar. Die "Ruckigkeit" ist auch eine Frage der Ansteuerung. 
Du musst die Wicklungen des Schrittmotors nicht schalten zwischen 
Vollstrom und Null, sondern kannst die Ströme mit zwei PWM-Timern 
Teilströme einprägen nach einer sin/cos-Tabelle.

Welche Lösung haben denn die Profis gewählt? Die werden sich da schon 
ordentlich Gedanken gemacht, die wir besser kopieren als nacherfinden.

Ciao
Wolfgang Horn

von Thomas (kosmos)


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BL=Bruss Less = Bürstenlos, ein Schrittmotor fällt da darunter. Es ist 
nur eine Frage der Ansteuerung wie sanft man einen Schritt 
bewerkstelligen kann indem man die Ströme von 2 Wicklungen variiert.

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:StepperMotor.gif&filetimestamp=20100925065005
Hier ein normaler Schritt wo die Spulen einfach abwechselnd geschaltet 
werden um einen feine Bewegung zu erreichen muss man wie gesagt den 
Strom einer Spule runter fahren und den Strom der nächsten hochfahren.

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


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Grundsätzlich hat Thomas Recht, auch Schrittmotoren sind bürstenlos. Mit 
BLDC sind aber i.A. (kleine) Synchronmotoren mit relativ niedrigen 
Polpaarzahlen gemeint. Schrittmotoren haben dagegen viele Polpaare 
(typisch 50 bei einem 2-Phasen Motor mit 200 Vollschritten/U). Durch die 
hohe Polpaarzahl dreht ein Schrittmotor deutlich langsamer als ein 
vergleichbarer BLDC. Damit lässt sich in manchen Anwendungen das 
Getriebe einsparen.

Außerdem haben Schrittmotoren ein gewisses Rastmoment, da sie bevorzugt 
gesteuert betrieben werden. BLDC werden dagegen eher closed-loop 
betrieben. Als Feedback eigenen sich integrierte Hallsensoren oder, wenn 
auf Position geregelt werden soll, auch ein Encoder.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Andreas K. (hammerhead)


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Die BLDC-Motoren sind mehr auf Drehzahl ausgelegt und weniger für 
präzises Anfahren von Positionen. So ein gewöhnlicher BLDC hat ungefähr 
6 oder 9 Schritte bzw. wenns ein guter ist, dann irgendwo 12-18 (immer 
ein mehrfaches von 3). Dreht dafür aber locker 10.000-15.000rpm (siehe 
Festplattenmotoren, da sind BLDCs verbaut)

Wie Thorsten Ostermann meinte, haben Schrittmotoren hingegen gut 
200Steps/U und sind auf das Anfahren bestimmter Positionen ausgelegt 
indem man den Dingern sagt, dass sie x Schritte in eine Richtung fahren 
sollen. Je nach verwendeter Ansteuerung geht das dann mehr oder weniger 
schnell.

Auch wenn sie vom physikalischen Aufbau äußerst ähnlich sind, können die 
zwei nicht unterschiedlicher sein.

Fazit: Für einen Kamera-Kopf würde ich persönlich einen Stepper 
empfehlen.

von Thomas (kosmos)


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rein technisch ist das doch gleich, Bürstenloser-DC-Motor ob da 2 
einzeln angesteuerte Spulen oder 50 Polpaare... drinstecken macht nicht 
anderes draus. Auch die Ansteuerung bleibt im Prinzip gleich nur kann 
man sich bei einem die Stromkurve sparen wenn er genug Polpaare 
aufweist.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Gerade für einen Kamerakopf mit begrenztem Drehwinkel würde ich einen 
BLDC oder DC Motor mit Rückführung verwenden. Rückführung z.B. dann Low 
Cost als Poti.
Bei nicht begrenztem Drehwinkel dann den Encoder.

von Harald W. (wilhelms)


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Thorsten Ostermann schrieb:

> Durch die
> hohe Polpaarzahl dreht ein Schrittmotor deutlich langsamer als ein
> vergleichbarer BLDC. Damit lässt sich in manchen Anwendungen das
> Getriebe einsparen.

...bzw. stark vereinfachen.(weiniger Untersetzung) Ich glaube nicht,
das man bei einem BLDC mit 2...5 facher Untersetzung auskommt, es
sei denn, der BLDC hat bereits ein Getriebe eingebaut.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> Außerdem haben Schrittmotoren ein gewisses Rastmoment,
> da sie bevorzugt gesteuert betrieben werden.

Das Rastmoment entsteht doch durch den Permanentmagneten,
und die meisten Schrittmotore sind Hybridmotore eben mit
Magnet.

> BLDC werden dagegen eher closed-loop betrieben.

Wirklich ?

Ich kennen das so, daß man BLDC so lange sie ohne Last
anlaufen können, durchaus ohne Sensor an einem einfach
in der Frequenz steigenden Drehfeld mit vollem
Spulenstrom hochfahren können, und sich bei Nenndrehzahl
dann der Spulenstrom wegen der Induktivität von selbst
reduziert.

Nur wenn der Motor unter Last anlaufen soll, braucht man
einen Sensor. Allerdings enthalten viele auch einfache
BLDC trotzdem einen Sensor, man denke an PC-Lüfter.

Ist nicht eine Aufteilung:
- BLDC läuft synchron mit 3 Phasen und einen Permanetmagneten
- synchron Drehstrom hat Schleifer und ein el. Erregerfeld
- asynchron Drehstrom hat einen Kurzschlussläufer, also keine Schleifer
- Schrittmotore haben 4 Phasen
sinnvoller ? Bei 5-Phasen Motoren kann man dann überlegen,
welchem sie mehr ähneln.

von Uwe (Gast)


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BLDC nur mit Getriebe mit großer Untersetzung 100 und mehr und möglichst 
spielfrei im Close Loop mit Drehgeber.
Schrittmotor könnte ohne Getriebe arbeiten. Er muß (nur) die 
entsprechende Qualität haben und die Spulen (bzw Magnete) müssen 
gleichmäßig ausgerichtet sein. Das heißt er muß für den 
Mikroschrittbetrieb geeignet sein. Eine Passende Steuerung die auch den 
Mikroschrittbetrieb beherscht.
z.B. ein Schrittmotor mit 200 Vollschritten im 64 fach 
Mikroschrittbetrieb hat 200x64 Schritte also 12800. 360°/12800=0.028125° 
Auflösung.
bei 16x Microschritt hätte man 0.1125° Auflösung. Die Genauigkeit hängt 
aber hauptsächlich von der Qualität des Motors ab.
Beim BLDC ist mechanische aufwand höhr und man braucht Getriebe und 
Drehgeber. Beim BLDC ist dafür das Getriebespiel bzw. die Qualität des 
Getriebes wichtig für die Genauigkeit bzw. auch der Drehgeber falls er 
nicht an der Motorachse sondern an der Kamera hängt.

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