Hallo, könnte mir jemand sagen was eine übliche Beschleunigungszeit für einen Schrittmotor wäre, der eine sich langsam drehende Last (ca. 5 U/min) antreibt. Da ich absoluter Laie bin kann ich mir nur schwer vorstellen in welchem Bereich man sich da bewegt. lg
Grundlagen zu Drehmoment und Trägheitsmoment. Die Beschleunigung die du meinst heisst Winkelbeschleunigung.
Das die Winkelgeschwindigkeit bezogen auf die Zeit die Winkelbeschleunigung ergibt ist klar. Die Winkelgeschwindigkeit habe ich. Mir fehlt halt eine Zeitangabe, die grob der Orientierung dienen soll. Benötige keinen konkreten Zahlenwert. Nur in welchem Bereich man sich bewegt. Sekunden, Millisekunden...
Was genau verstehst du unter Beschleunigungszeit? Welche Zeit meinst du da? Vom Stillstand auf 5U/min, das geht wohl instantant sobald der Motor den ersten Schritt macht. 5 U/min ist so langsam, dass ich die Drehung des Motors überhaupt mehr als 'von einer Schrittposition zu nächsten hoppeln, mit Pausen dazwischen' ansehen und weniger als kontinuierliche Drehung. Kommt aber natürlich auch auf die Last an, die der Motor bewegt.
:
Bearbeitet durch User
Ich versuche praktisch die Winkelbeschleunigung auszurechnen. Habe mir hier von dieser Seite die Formel unter 2.4.2 für die Berechnung des Beschleunigungsmomentes zur Orientierung genommen: http://www.motron.de/index.php?article_id=135&clang=0
Karl Heinz schrieb: > Kommt aber > natürlich auch auf die Last an, die der Motor bewegt. V.a. auf die Masse, die beschleunigt werden soll, und wie und warum - es macht ja wenig Sinn, eine Frässpindel mit 50 g durch die Gegend zu schleudern. Gruss Reinhard
markus schrieb: > Benötige keinen konkreten Zahlenwert. > Nur in welchem Bereich man sich bewegt. Sekunden, Millisekunden... Hängt prinzipiell von Trägheitsmoment des Gesamtsystems, dem Drehmoment das zusätzlich statisch erbracht werden muss (um z.B. etwas zu halten) und dem Drehmoment des Schrittmotors selbst ab. Wobei Karl Heinz wohl recht hat, 5U/min sind eher einzelne quasistatische Schritte wenn du kein Getriebe dran hast und hinter dem Getriebe misst. Es fehlen wie so oft essentielle Infos um dir helfen zu können.
Wenn es um eine Stepperansteuerung geht, können dir vielleicht diese Links helfen: http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4006438/Generate-stepper-motor-speed-profiles-in-real-time# http://titania.ctie.monash.edu.au/papers/pj-stepper-motor-control.pdf http://www.atmel.com/images/doc8017.pdf http://www.ti.com/lit/an/slyt482/slyt482.pdf
Es geht um einen Bohrer. die Last hat ein Gewicht von 1kg. Bei der Drehzahl würde ich mich dann auf 20 U/min festlegen. Das Massenträgheitsmoment ist im Bereich von 80.000gcm^2
An sich scheint mir 5 U/m auch nicht wirklich kritisch zu sein. Genau genommen hängt das aber von der Masse ab, die beschleunigt werden soll, im Endeffekt also vom Drehmoment. Zur Sicherheit kann man aber im Datenblatt des Schrittmotors mal nachschauen wie sich der Drehmoment in Abhängigkeit von der Schrittfrequenz verhält. Allerdings sind die Angaben, je nach Hersteller, mehr oder weniger, äh..., "optimistisch gestaltet". Prinzipbedingt ist der Drehmoment bei geringen Schrittfrequenzen grösser als bei hohen Schrittfrequenzen. Viel Erfolg P.S. Der Optimist des 20. Jahrhunderts sah uns als in der besten aller Welten lebend. Der Pessimist hielt das für möglich.
Ein Bohrer mit 20U/min, ist das ne Tunnelbohrmaschine? Willst du uns verarschen?
der bohrer dient als förderschnecke. danke für die nette antwort
@ Udo Schmitt >Willst du uns verarschen? Na na na. Man kann erstmal annehmen, das der TO nicht genau weiß welche Grössenordnungen hier vorliegen und was wichtig ist. Jedenfalls wäre es schön wenn wir höflich bleiben. @ markus >der bohrer dient als förderschnecke. Hm. Es wird aber doch bei jedem Post von Dir ein bisschen weniger einfach. Das ist ein wenig frustrierend, da man so nie eine Chance hat, einen wirklich treffenden Rat zu geben. Du solltest entweder das Vorhaben mal ausführlich beschreiben und uns alle Informationen, Skizzen etc. vorlegen oder aber Dir genau ausrechnen welche Kräfte auftreten und mit welchen zeitlichen Verlauf und dann schauen welche Kräfte der Motor aufbringen kann. Es läuft aber anscheinend darauf hinaus, das Du eine Drehzahlregelung vorsehen solltest. P.S. Es ist ein Zeichen für den Verfall einer Gesellschaft wenn die Manieren roher werden. (Frei nach Robert A. Heinlein - "Friday")
Ich versteh immer noch nicht, welche Relevanz das ganze hat. Die Frage nach der Winkelbeschleunigung kommt mir genau so relevant vor, wie die Frage, welchen Beschleunigungswert eine Strassenwalze hat. Gang rein, dann ruckelts ein wenig und die Strassenwalze fährt mit 1.5km/h Enweder der Motor ist ausreichend dimensioniert, dann dreht sich die Schnecke nach dem Einschalten mehr oder weniger sofort mit der gewünschten Drehzahl. Oder er ist hoffnungslos unterdimensioniert, dann brennt er dir ab. Das es da eine Beschleunigungszeit gibt, ist schon klar, denn nichts kann in einem Satz von 0 auf gewünschte Geschwindigkeit kommen. Die Frage ist aber, in welchem Verhältnis steht diese Zeit zur restlichen Zeit. Wie bei einer Strassenwalze: ziemlich uninteressant.
:
Bearbeitet durch User
Du hast das Nennmoment M Deines Schrittmotors, das Trägheitsmoment J der Last (Also Rotor+was dranhängt, Rotor wird man bei 1kg dran wohl vernachlässigen können) und die Endgeschwindigkeit... Einfachste Schulmathematik, bloß dass ich wahrscheinlich trotzdem krasse Fehler reinrechne ;) J*d²phi/d²t = M <=> d²phi/d²t = M/J <=> dphi/dt = omega = Int(M/J,0,t) + omega0 = M/J*t + omega0 Das soll Dein omega_soll sein: omega_soll = M/J*t + omega0 <=> omega_soll-omaga0 = M/J*t <=> J/M*(omega_soll-omega0) = t
So, die Zeit musst Du dem Motor als Geschwindigkeitsrampe geben, wenn Du ihn nicht übersteuerst, damit er nicht "springt", besser noch einen Sicherheitsfaktor abziehen.
Die Frage ist eigentlich nur dann relevant, wenn man aus irgendwelchen Gründen sehr schnell beschleunigen muss. So schnell, das der vom Motor erzeugte Drehmoment in der selben Grössenordnung liegt wie das nötige Drehmoment für die Last. Ansonsten fängt man einfach mit einer flachen Rampe an und steigert sich bis Schritt ausgelassen werden. Als Daumenregel kenne ich, das man in ungefähr 10 Schritten auf die Nenndrehzahl des Motors beschleunigen kann.
markus schrieb: > der bohrer dient als förderschnecke. danke für die nette antwort Danke dafür, daß du dir alle relevanten Infos erst nach und nach aus deiner großen Nase ziehen lässt. Warum nimmst du einen Schrittmotor als Antrieb für eine Förderschnecke? Relevant sind keine dieser Angaben: markus schrieb: > Es geht um einen Bohrer. > die Last hat ein Gewicht von 1kg. > Bei der Drehzahl würde ich mich dann auf 20 U/min festlegen. > Das Massenträgheitsmoment ist im Bereich von 80.000gcm^2 Bei einer Förderschnecke ist nur relevant welche Reibungskraft bei der Förderung zu erwarten ist, und ggf. welche Masse pro Zeit wie hoch gefördert werden muss. Und die Reibung kann man sowiso nicht hinreichend genau berechnen, schon gar nicht wenn wir nicht mal wissen daß eine Förderschnecke benutzt wird. Vieleicht liest du mal die Netiquette ehe du uns hier so in die Irre führst. Und damit du noch einen Tipp hast: Nimm statt eines Schrittmotors ein Getriebemotor und regle die Drehzahl!
:
Bearbeitet durch User
Danke für die Antworten, das hilft mir schon was weiter. Um einfach mal zu sagen was ich vorhabe. Ich möchte den Motor dimensionieren. Dazu hatte ich mich an die Formel aus dem Link von oben gehalten. Bei der Beschleunigungszeit wusste ich dann nicht weiter. Ich hatte mir einen Motor ausgewählt der ein maximales Drehmoment von 5Nm und eine maximale Drehzahl von 20 U/min hat. Durch die Rechnungen würde ich gern herausfinden ob das Drehmoment ausreicht.
Die einzigen interessanten Anwendungen sind doch die, bei denen man aus irgendeinem Grund richtig schnell beschleunigen und bremsen will, positionsgenau. Drehzahlregelung ist doch langweilig ;)
@Markus: Wenn die Reibung mitspielt, kannst Du aus jedem Nennmoment > 0 jede Drehzahl erreichen. In Deinem Fall bräuchten wir also das Reibungsmoment bei 20 U/min. Das darf nicht größer sein als das Nennmoment.
Jede Drehzahl stimmt natürlich auch nicht, BEMF und so... So sollte es lauten: Bei Abwesenheit von Reibung erreicht man Lastunabhängig immer die Nenndrehzahl (Bei Gabe von Nennspannung).
Udo Schmitt schrieb: > Ich tippe mal: > selbstgebauter 3D Drucker nope. ja das Reibmoment hat mir auch etwas kopfzerbrechen gemacht. Der Bohrer ist über eine Kupplung mit dem Motor verbunden. Lager werden keine verwendet. Ansonsten berührt der Bohrer nur das Material das befördert wird.
Es gibt doch bestimmt Geräte, die man benutzen kann um das wirkende Moment anzuzeigen, während man die Sache im Handbetrieb hat, wenn sich das der Berechnung entzieht... Z.b. eine 1m lange leichte Stange dranmachen und am Ende Gewichte drauflegen und schauen ab wann es sich dreht... oder sowas... :)
Wenn Du dann das maximale Reibungsmoment bestimmt hast, musst Du das in der Berechnung der Beschleunigungszeit natürlich von dem Motormoment abziehen!
markus schrieb: > ja das Reibmoment hat mir auch etwas kopfzerbrechen gemacht. Der Bohrer > ist über eine Kupplung mit dem Motor verbunden. Lager werden keine > verwendet. Ansonsten berührt der Bohrer nur das Material das befördert > wird. Aber das Material berührt die Wand, in der die ganze Förderschnecke steckt. Wie wärs mal mit ein paar Zeichnungen, in die man dann auch die wirkenden Kräfte bzw. Momente einzeichnet? Das hat sich schon in meiner Schulzeit im Fach "Mechanik" extremst bewährt.
:
Bearbeitet durch User
Reibungsmoment ist eigentlich ein schlechter Begriff in dem Fall, weil ja auch die Beschleunigung des Gutes und die Reibung darin und mit den "Wänden" mit drin ist, also besser einfach Lastmoment... Das ist natürlich auch gut und gerne von der Fördergeschwindigkeit und einem eventuellen Staudruck abhängig, falls am Ende eine Düse ist... (Ich denke gerade an einen Plätzchenspritzer mjam)
markus schrieb: > Lager werden keine > verwendet. Ansonsten berührt der Bohrer nur das Material das befördert > wird. Dann wirken also die ganzen Vorschubkräfte der Schnecke axial auf das Motorlager? Du musst also beim Dimensionieren auch berücksichtigen, dass der Motor das verkraftet
markus schrieb: > Ich hatte mir einen Motor ausgewählt der ein maximales Drehmoment von > 5Nm und eine maximale Drehzahl von 20 U/min hat. Sind das Fantasiezahlen, die Du uns hier auftischst? Oder unterschlägst Du uns ein Getriebe? Zeig doch mal den Motor. Link?
Ja der Motor hat ein Getriebe. Mit Staudruck der Düse und so, das sprengt dann doch etwas den Rahmen ;) Aber auch ohne das fehlt mir der Durchblick. Meine Vorgehensweise: Ich würde als erstes die Massenträgheitsmomente berechnen für das Beschleunigungsmoment. Hier wäre dann aber die Frage wie ich das ohne die Beschleunigungszeit anstelle. Als nächstes dann die Berechnung von dem Reibmoment (Lastmoment). Hatte mich da vertan, der Bohrer ist doch gelagert.
Das Problem ist, dass Du uns eigentlich alle interessanten Kenngrößen unterschlägst, sodass wir Dir alles aus der Nase ziehen müssen, nur um hinterher wahrscheinlich festzustellen, dass das Übersetzungsverhältnis dermaßen hoch für den Mechanismus ist, dass der Motor davon fast nichts mehr mitbekommt.
was wäre noch wichtig? Übersetzungsverhältnis ist 10:1 Gesamtmassenträgheitsmoment ist 85000 gcm^2 Drehzahl 20 U/min Gewicht der Last insgesamt 1200g
Das "Gewicht" der Last wird ja vermutlich durch die Zwangkräfte der Lagerungen aufgebracht, schätze ich? Dann wären von dem Gewicht hier nur die Auswirkungen auf die Largerreibung und damit das Reibungsmoment interessant. Aber das bekommt man auch in Kombination mit der Reibung im bewegten Gut heraus, integriert in ein gemeinsamens Lastmoment. Dieses Lastmoment schätze ich intuitiv Geschwindkeitsabhängig ein. Ohne dieses Lastmoment geht es nicht weiter, das kann man mit gewieften mathematischen Methoden bestimmt irgendwie berechnen, oder aber man misst es, was mir praktikabler erscheint. Ist der Aufbau schon fertig zur Untersuchung? Oder rechnest Du gerade in der Luft herum?
Das antriebsseitige Trägheitsmoment (1/ü²) liegt zumindest in der Größenordnug der Rotorträgheit von gängigen permanenterregten Motoren, also würde ich das mal zwei nehmen, wenn Du keine Daten des Motors hast (wird bei Bohrmaschinen wohl nicht angegeben).
Aber was mich jetzt wundert ist folgendes: Werden Bohrmaschinen wirklich mit Schrittmotoren gebaut? Oo
Okay, Drehzahlmessung ist doch gut machbar, Drehmomentmessung auch, Winkelbeschleunigung mit etwas Filterung auch... gibt's nicht Geräte, die man bloß auf eine Achse setzen muss und dann dreht man etwas mit einer Kurbel mit welchsenden Kräften und das Gerät spuckt einem J und M_L(omega) aus? Ich habe mal etwas in Richtung Dynamometer gesucht, aber das war nicht so ganz etwas darunter, was ich mir jetzt so vorstelle.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.