Fragen zu Microstep-Driver

[Ralf G. (old-school)]

Hallo zusammen

ich habe für mein CNC-Projekt ein Microstep-Driver 2M542 aus China zum 
testen besorgt.

Die Zeichnung  beinhaltet den Testaufbau

IM = Spulenstrom
UM = Spulenspannung
IV = Stromaufnahme Driver
UV = Versorgungsspannung
IS = Sekundär-Strom vom Trafo

Alle Werte wurden mit einem hochwertigen True-RMS Tisch-Multimeter 
gemessen !

Am Motortreiber kann man einen Spulenstrom von 1-4,2A peak einstellen.

So zu meinem Verständnis Problem:

Die Versorgungsspannung UV liegt bei ca. 37 - 40V je nach Belastung

Stelle ich am Driver einen Strom von 4,2A Peak ein kann ich am Motor 
einen Spulenstrom IM von 3A(RMS) in beiden Spulen messen, was ja auch 
bei einem RMS-Wert von 1,4 wunderbar passt.
dieser Strom bricht aber bei sehr hohen Drehzahlen dann doch ein.
Die Spulenspannung ist abhängig von der Drehzahl und liegt so bei 
6-18V(RMS) je nach Drehzahl.

Der Strom IV und auch IS liegt je nach Drehzahl des Motor aber nur 
zwischen 0,6 - 1,1 A ... wie macht der Treiber das ?

Eigentlich müssten doch die beiden Spulen des Motor einen 
durchschnittlichen Strom von ca 6A ziehen.
Ich habe den Driver mal auf gemacht: im Microstep-Driver ist ein kleiner 
Trafo drin, beinhaltet der Treiber ein Schaltnetzteil ? oder wie 
schaffen die es den Strom IV so zu reduzieren.

Gruss Ralf

[M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)]

Schau mal beispielhaft das Datenblatt vom DRV8811 an, so machen es 
eigentlich alle...

[Ralf G. (old-school)]

@ Ohmen

ich habe mir mal das Datenblatt mal angesehen ... leider kann ich nicht 
erkennen wie es dort zu einer Stromreduzierung kommen soll.

Es gibt eine H-Brücke die an der VM angeschlossen und von dort direkt 
versorgt wird und es gibt eine integrierte Ladungspumpe um die Gates 
Steuerung zu versorgen ...

der pulsierende Strom 2x3A(RMS) in meinem Beispiel der durch die Spulen 
fließt, muss doch irgend wo herkommen.

Gruss Ralf

[M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)]

Seite 9 im Datenblatt, Sektion "Current Regulation"

Dabei ist es unerheblich, ob die H im IC oder Extern aufgebaut ist, das 
Prinzip ist das selbe...

[M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)]

http://www.stepperworld.com/Tutorials/pgCurrentControl.htm

Evtl. hilft´s besser...

[spess53 (Gast)]

Hi

>Alle Werte wurden mit einem hochwertigen True-RMS Tisch-Multimeter
>gemessen !

Auch die haben ihre Grenzen.

MfG Spess

[Helmut S. (helmuts)]

Der gewünschte Strom kann nur solange aufrecht erhalten werden solange 
die Versorgungsspannung reicht. Je höher die Drehzahl um so höher der 
Spannungsbedarf. Genau an diesen Ansachlag bist du gekommen als du bei 
maximalem Strom die Drehzahl hochgedreht hast. Ab diesem Punkt sinkt der 
der Strom mit weiter steigender Drehzahl.

[Ralf G. (old-school)]

@ helmuts

ist ja auch nicht das eigentliche Problem ... ist auch bekannt, wollte 
es nur auch erwähnen haben.

@ ohmen
> Evtl. hilft´s besser...

nicht wirklich bei meinem Problem

Was ich nur bei diesem "Microstep-Driver 2M542" nicht verstehe ...

ist wie bekommen die es hin, das der Strom IM durch die Spule nicht dem 
IV entspricht ... es müsste doch der gleiche sein.


Das der Strom über die Spule (Induktivität) mit PWM geregelt wird ist 
alles kein Problem.

ich habe selber schon Motortreiber gebaut ... nur bei meinen Schaltungen 
(2.Bild) entsprach der Spulenstrom IM immer auch dem Versorgungsstrom 
IV.

War damals für unipolare Stepper bis 1kHz ausgelegt und hat auch 
hervorragend funktioniert, Motorstrom konnte in 16 Stufen über die 
Software eingestellt werden.

Nur für meine neue Fräse hatte ich keine Lust was zu einwickeln, sondern 
wollte was aus dem Baukasten nehmen.

Gruss Ralf

[Mitwisser (Gast)]

Sei doch froh wenn die Microstep-Driver wo wenig Strom verbrauchen.
Hauptsache die Dinger funktionieren.

[Niko Laus (Gast)]

Ralf G. schrieb:
> ist wie bekommen die es hin, das der Strom IM durch die Spule nicht dem
> IV entspricht ... es müsste doch der gleiche sein.

Das ist doch ganz normal! Durch die PWM für den Motorstrom sinkt mit dem 
Tastverhältnis auch der Versorgungsstrom des Treibers.
Nimm als einfachen Vergleich einen Schaltregler mit 5V/1A und 24V 
Eingangsspannung. Bei voller Last fießt ein Eingangsstrom von ca. 0,25A. 
Bei höherer Eingangsspannung wird er noch kleiner.

[old-school_offline (Gast)]

> Das ist doch ganz normal!

das IM und IV ungleich sind ? müsste doch aber der gleiche STROM sein !?

> Durch die PWM für den Motorstrom sinkt mit dem
> Tastverhältnis auch der Versorgungsstrom des Treibers

wenn durch das PWM ein mittlerer Strom von 3,0 A im Motor erzeugt wird, 
dann muss dieser auch über den Treiber aufgenommen werden.

Gruss Ralf

[spess53 (Gast)]

Hi

>wenn durch das PWM ein mittlerer Strom von 3,0 A im Motor erzeugt wird,
>dann muss dieser auch über den Treiber aufgenommen werden.

Nur unter der Voraussetzung, das seine Messungen richtig sind. Auch ein 
'hochertiges True-RMS Tisch-Multimeter' hat seine Grenzen.

MfG Spess

[M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)]

Die Gesamtleisung muss gleich sein (plus die Verluste).
Siehe auch:
http://www.schrittmotor-blog.de/?p=77

[Kein Name (Gast)]

Diese Spule mit dem gelben Band - ist das ein Step-Down-Wandler?

Bei "normalen" Motortreibern entspricht VSS am Motor der 
Versorgungsspannung. Hier auch? Falls VSS kleiner ist kann natürlich der 
Strom größer werden - wie in Nikos Beispiel.

[Ralf G. (old-school)]

@ ohmen

Danke ... muss ich mir mal in Ruhe durchlesen.

Auszug aus dem Bog von Herrn Ostermann:

> Eine Anfrage bei verschiedenen Herstellern von Schrittmotoren,
> wie denn die Leistungsaufnahme von Schrittmotor und –Endstufe
> zu berechnen sei, stieß überwiegend auf Achselzucken.
> Die einzigen Aussagen zum Thema waren, dass so etwas normalerweise
> nicht berechnet, sondern in der jeweiligen Anwendung gemessen würde.

Gruss Ralf

[MaWin (Gast)]

> Der Strom IV und auch IS liegt je nach Drehzahl des Motor aber
> nur zwischen 0,6 - 1,1 A ... wie macht der Treiber das ?

Wie sollte er es sonst machen ?
120 Watt pro Spule in die kleinen Motoren stecken ?
80 Watt selbst verbraten ?

Ein Schrittmotor-Treiber mit Stromregelung per Chopper
ist ein step down Schaltnetzteil. Es regelt den Strom
durch die Motorspule, so wie ein Labornetzteil den
Strom regeln würde wenn man es auf 4.2A, 40V einstellen
würde.

Als Schaltnetzteil verbrät es nicht den überflüssigen Teil,
sondern lässt ihn erst gar nicht an den Motor.

Der Schrittmotor-step-down-Scromschaltregler braucht keine
zusätzliche Spule wie sonst die Schaltregler haben, denn
der Motor bildet schoin die Spule.

> Die Spulenspannung ist abhängig von der Drehzahl und liegt so bei
> 6-18V(RMS) je nach Drehzahl.

Tja, so ist das, und für über 18V RMS reichen die 36V Peak nicht
mehr.

> dieser Strom bricht aber bei sehr hohen Drehzahlen dann doch ein.

Sicher.
Der Strom in einer Spule steigt nur langsam, weil sich die
Induktivität der Motorspule dagegen stemmt. Damit er schon
halbwegs schnell steigt, nimmt man ja schon eine höhere
Spannung, eben die 37V.
Aber rasend schnell kann er auch damit nicht steigen, das
ist das natürliche Limit des Schrittmotors, er verliert
bei steigender Drehzahl an Strom und damit an Drehmoment
und schafft es irgendwann nicht mehr, sich zu drehen.

[Ralf G. (old-school)]

@ all

meine Frage(n) wurden durch den Blog von Herr Ostermann für mich 
weitgehend beantwortet.

Danke