Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ultrahohe Drehzahlen mit Schrittmotoren


von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Hallo zusammen,

in https://www.youtube.com/watch?v=G8B4MYJDpww wird ein Nema34 
Schrittmotor gezeigt, der knapp 9000 U/min erreicht.

Wenn man hohe Drehzahlen haben will, gibt es ja meines Wissens nach zwei 
Probleme:
1.  Hohe Gegen-EMK erzeugt schon bei geringen Drehzahlen so hohe 
Gegenspannungen, dass quasi gar kein Strom mehr fließt.

2. Eigenresonanzen durch hohes Rastermoment

Letzterem kann man ja noch mit elektronischen Tricks wie z.B. extremes 
Microstepping oder elektrischer Resonanzdämpfung (wie auch immer die 
funktioniert)   oder einem mechanischen Dämpfer so halbwegs beikommen, 
aber wie schaffen die Leute in dem Video die hohe Gegen-EMK?

Danke und viele Grüße
Karl

von lizenzierter Funkloch Bohrspezialist (Gast)


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> aber wie schaffen die Leute in dem Video die hohe Gegen-EMK?


Nicht dass U2B Videos der Weisheit letzter Schluss sind ... durch eine 
hohe Spannung ?

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

lizenzierter Funkloch Bohrspezialist schrieb:
> Nicht dass U2B Videos der Weisheit letzter Schluss sind ... durch eine
> hohe Spannung ?

Nicht "?" sondern "!"  ;-)

Übliche Schrittmotorsteuerungen regeln den Strom, nicht die Spannung!
Die Betriebsspannung wird dann normalerweise DEUTLICH oberhalb der 
Nominalbetriebsspannung des Motors gewählt. Bei den kleineren Endstufen 
etwas im Bereich 20-50 Volt. Aber auch mehr ist bei größeren Maschinen 
nicht unüblich...

So bekommt man den Nominalstrom des Motors auch bei sehr hohen 
Drehzahlen noch durch die Wicklung getrieben... Im Video wird IMHO etwa 
mit der zwanzigfachen Nennspannung des Motors gearbeitet. Wobei die 
Endstufe da noch Reserven hätte.
Begrenzender Faktor ist hier nur die Spannungsfestigkeit der 
Schrittmotorendstufe sowie der Motorwicklungen.

(Wobei letztere eher seltener der begrenzende Faktor sind als die 
Endstufe. Hohe Spannung bei "hohem" Strom schnell zu schalten ist halt 
nicht mehr so ganz trivial und so wird es irgendwann recht teuer...)

Gruß
Carsten

von Wolfgang (Gast)


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Karl-alfred R. schrieb:
> 1.  Hohe Gegen-EMK erzeugt schon bei geringen Drehzahlen so hohe
> Gegenspannungen, dass quasi gar kein Strom mehr fließt.

Dann ist die Spannung zu klein. Ohne Strom bewegt sich ein Schrittmotor 
nicht.

von Georg (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Ohne Strom bewegt sich ein Schrittmotor
> nicht.

Gilt das nicht für alle Elektromotoren?

Georg

von Klaus (Gast)


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Georg schrieb:
> Gilt das nicht für alle Elektromotoren?

Richtig, den nur Strom erzeugt ein Magnetfeld, und daher kommt die 
Kraft. In Wirklichkeit kommt es aber auf Strom mal Windungen in der 
Erregerspule an.

MfG Klaus

von Karl-Alfred Römer (Gast)


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Ich dachte bisher, die Gegen EMK wäre proportional zur Drezahl. Wenn ein 
reibungsloser Stepper also mit 40V bei einer Drehzahl von sagen wir 1000 
U/min etwa die gleiche Gegen EMK hat, wie Eingangsspannung, müsste das 
die Leerlaufdrehzahl sein. Bei doppelte Spannung wäre es dann 2000 
U/Min. Aber die gehen ja in Richtung 10000 U/min.
Gibt es einen Trick der Premiumhersteller, wie sie die Gegen EMK klein 
halten können ohne die Motoren schwächer zu machen?

von MaWin (Gast)


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Karl-Alfred Römer schrieb:
> Gibt es einen Trick der Premiumhersteller, wie sie die Gegen EMK klein
> halten können ohne die Motoren schwächer zu machen?

Es gibt einen anderen Trick, wenn der Motor kein Drehmoment haben muss, 
wie in diesem Film (der sich nicht einig ist, ob der MST-107 nun 1/10 
oder 1/8 Mikroschritt kann).

Fliegen lassen.

D.h. ein Schrittmotor bewegt sich, weil der Rotor durch ein Magnetfeld 
angezogen wird, dabei hat er 200 Schritte pro Umdrehung. Wenn er aber 
sowieso auf Tempo ist, ist der nächste und übernächste Schritt 
überflüssig, der Motor dreht sich sowieso und überfliegt das Rastmoment.

Man muss nur gelegentlich wieder Schwung geben, d.h. in dem man nur 
jeden 3. Schritt magnetisiert wird man den Motor am Laufen halten 
können. Nichts anderes passiert bei einem Schrittmotor, der ausser Tritt 
kommt, nur dabei ungewollt. Wenn das wie bei einem BLDC im richtigen 
Moment schaltet, fliegt der Schrittmotor dahin, angetriebne nur durch 
jeden dritten Impuls.

Keine Ahnung ob die so was machen (als Betrug), es kann einfach sein, 
daß sie Glück haben und es kann einfach sein, daß sie die Drehzahl 
falsch berechnen. Müsste man an Hand der Frequenz rückermitteln können.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Die rpm kaufe ich denen erst ab wenn die da ein Messgerät für 
Umdrehungen ranhalten.
habense aber nicht -> bullsh*t

von Klaus (Gast)


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Karl-Alfred Römer schrieb:
> Gibt es einen Trick der Premiumhersteller, wie sie die Gegen EMK klein
> halten können ohne die Motoren schwächer zu machen?

Da das Erzeugen eines Magnetfelds aus einem Strom und das Erzeugen eines 
Stroms aus einem Magnetfeld der gleiche physikalische Vorgang ist, gibt 
es keinen Trick.

MfG Klaus

von Helmut S. (helmuts)


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Wenn man das Bild für den SH8618M7508 nimmt und 80V statt 48V für den 
Treiber nimmt, dann könnte das ohne Last schon hinkommen.

http://www.motionusa-store.com.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/nanotec/nanotec_Schrittmotor-SH8618.pdf

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