Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fragen zu Schrittmotor


von Paul (Gast)


Lesenswert?

Hallo, ich bin auf der Suche nach einem Schrittmotor und habe dabei ein 
kleines Problem mit der Erwärmung:

Ich habe einen NEMA17 1.7A Schrittmotor mit 200 steps/Umdrehung. Wenn er 
mit 1.7A eine Stunde lang betrieben wird, wird er relativ heiß (>70 
GradC).

meine Frage wäre: an den sonstigen Umgebungsparametern kann ich nicht 
viel ändern (Gehäuse, gewünschte rpm, etc.). Daher habe ich zwei Ideen 
unt hätte gerne gewusst, ob eine davon bzw. welche eher sinn macht:

1. einen stärkeren Motor (2.5A) nehmen und trotzdem nur mit 1.7A 
betreiben. Dermüsste dann die exakt gleiche Leistung bringen, aber sich 
weniger erwärmen. kann man das so sagen?

2. würde ein 1.7A mit 400 steps/Umdrehung in dieser Richtung etwas 
bringen? ich müsste ihn natürlich mit doppelter schrittfrequenz 
ansteuer, um die gleiche rpm zu bekommen. bring das 
leistungsmäßig/thermisch vorteile oder nachteile?


danke!!

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Paul schrieb:
> Ich habe einen NEMA17 1.7A Schrittmotor mit 200 steps/Umdrehung. Wenn er
> mit 1.7A eine Stunde lang betrieben wird, wird er relativ heiß (>70
> GradC).

Wicklungstemperatur?

Warum reduzierst du nicht den Strom, wenn du die Wärme nicht besser 
abführen kannst/willst, zumindest wenn der Motor nur die Position halten 
soll.

Du könntest auch ein Schild dran machen "Vorsicht heiß". Das menschliche 
Temperaturempfinden ist oft etwas anders, als dass der Elektromechanik.

von Paul (Gast)


Lesenswert?

An der Oberfläche mit Infrarotthermometer gemessen. Im Kern vermutlich 
>80 Grad, was nicht so gut ist, oder? Ich reduziere den Strom im 
Stillstand bereits. Der Motor ist allerdings im 80% -Betrieb, nur 20% 
sind Haltezustand.

Bringt eine stärkerer Motor etwas im Bezug auf weniger Wärmeentwicklung?



Wolfgang schrieb:
> Wicklungstemperatur?
>
> Warum reduzierst du nicht den Strom, wenn du die Wärme nicht besser
> abführen kannst/willst, zumindest wenn der Motor nur die Position halten
> soll.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Paul schrieb:
> Ich habe einen NEMA17 1.7A Schrittmotor mit 200 steps/Umdrehung. Wenn er
> mit 1.7A eine Stunde lang betrieben wird, wird er relativ heiß (>70
> GradC).

Das ist völlig normal. Der Strom und daraus folgend die Leistung eines 
Schrittmotors wird bei maximal erlaubter Erwärmung angegeben, je nach 
Modell 65 bis 90 Grad wärmer als die Umgebung. Man kann den Strom 
verringern, damit wird er weniger warm (lebt länger) hat aber 
proportional weniger Drehmoment.

> 1. einen stärkeren Motor (2.5A) nehmen und trotzdem nur mit 1.7A
> betreiben. Dermüsste dann die exakt gleiche Leistung bringen, aber sich
> weniger erwärmen. kann man das so sagen?

Strom ist nicht relevant, der kann sogar bei einem baugleichen Motor 
beliebig eingestellt werden, man nimmt doppelt so viele Windungen von 
dünnerem Draht und bekommt zum halben Strom dasselbe Drehmoment (bei 
höherem Spannungsabfall und damit uneffektiver daher haben Motore eher 
viel Strom bei wenig Spannung).

Wenn du einen baulich grösseren Motor (Nema 23, oder Nema 17 doppelt so 
lang) nimmst, der mehr Leistung bringen würde (Drehzahl x Drehmoment) 
und den mit geringerem als seinem Nennstrom betreibst (weil das dann 
geringere Drehmoment ausreicht) dann wird er nicht so warm (denn die 
Wärme führt so ein Motor über die Oberfläche ab und die ist bei 
grösserem Motor grösser).

Aber ob ein baulich grösserer Motor reinpasst ?
Man kann besser kühlen,
a) in dem man vorne und hinten eine grössere gut wärmeleitende 
Montageplatte (1cm Alu) anbringt
b) in dem man den Motor mit einem Ventilator anbläst
c) in dem man ein Rihr drumwickelt und damit Wasserkühlung anbringt
oder eben einfach weniger Strom für weniger Drehmoment falls man gar 
nicht alles braucht.
Und
d) ein 70 GradC heisser Schrittmotor ist immer noch im Rahmen des 
erlaubten.

> 2. würde ein 1.7A mit 400 steps/Umdrehung in dieser Richtung etwas
> bringen?

Nein.

von Der Dreher (Gast)


Lesenswert?

Der Motor wird außerhalb seiner Spezifikation betrieben!

von Paul (Gast)


Lesenswert?

@Michael:

Vielen Dank für die ausführliche Antwort.
Ich kühle Den Motor schon mit Alu-Kühlrippen;-)

Ich verwende derzeit diesen Stepper:
https://www.pololu.com/product/2267

Ich hätte Platz für einen etwas längeren NEMA17, z.B diesen hier:

http://www.omc-stepperonline.com/3d-printer-nema-17-stepper-motor-59ncm84ozin-2a-17hs192004s-p-18.html

Das müsste demnach ein paar Grad Temperatur runterbringen, oder?

Du magst natürlich Recht haben, dass 70 Grad noch ok sind, ich habe aber 
kein so tolles Gefühl dabei, ausserdem ist nicht auszuschließen, dass er 
doch noch heißer wird bei noch längerem Betrieb bzw. Extremsituationen 
wie 30 Grad aussentemperatur oder so...

Und weil ich gerade stepperonline und pololu ins Rennen gebracht habe: 
Wie siehts denn generell mit der Qualität bzw. thermischen Verhalten bei 
solchen Motoren aus: Sind diese beiden Marken eh halbwegs ok, oder 
sollte ich bei einem kommerziellen Produkt die Finger davon lassen und 
auf jeden Fall tiefer in die Tasche greifen? Was ist denn z.B. in so 
manchem kommerziellen 3D-Drucker verbaut? Sind das Motoren in dieser 
"Preisklasse" oder eher bessere?

von Der Dreher (Gast)


Lesenswert?

70 Grad ist viel, viel zu viel! DATENBLATT!!!

von Huh (Gast)


Lesenswert?

Der Dreher schrieb:
> 70 Grad ist viel, viel zu viel! DATENBLATT!!!

Im Datenblatt stehen 80°C. Stimmt, da sind 70°C zu viel, viel zu viel 
;-)))
Und in der nächsten Lektion lernen wir verstehendes Lesen!

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


Lesenswert?

@Dreher
Ohne 1elf1!!1!1elf11 glaubt Dir doch eh Keiner - etwas mehr Hingabe, 
bitte.

MfG

von Paul (Gast)


Lesenswert?

Mir persönlich sind die 70 Grad in meinem Fall nicht Recht, aber wie 
meinst Du das? Laut Datenblatt sind 80 Grad erlaubt...

Der Dreher schrieb:
> 70 Grad ist viel, viel zu viel! DATENBLATT!!!

von Toxic (Gast)


Lesenswert?

Paul schrieb:
> Mir persönlich sind die 70 Grad in meinem Fall nicht Recht, aber wie
> meinst Du das? Laut Datenblatt sind 80 Grad erlaubt...
>
> Der Dreher schrieb:
>> 70 Grad ist viel, viel zu viel! DATENBLATT!!!

Vielleicht koennte dieser Roboter etwas zur Temperatur aussagen - sofern 
er mit Schrittmotoren betrieben wird.....

Heute in den "News"
http://www.irishtimes.com/google-owned-robotics-firm-unveil-nightmare-inducing-hybrid-robot-1.2992139

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Paul schrieb:
> Mir persönlich sind die 70 Grad in meinem Fall nicht Recht, aber...

das glaube ich dir, aber irgend einen Tod müssen wir alle sterben.

Der Knackpunkt ist, daß ein Schrittmotor zum Erzielen einer bestimmten 
Dreh- bzw. Haltekraft eben einen bestimmten Strom benötigt - und den 
pumpt der Ansteuer-Schaltkreis in ihn hinein - auch im schieren 
Stillstand.

Da kommt es eben drauf an, wie groß der ohmsche Widerstand der 
Wicklungen ist. Je größer, desto heißer. Je weniger Strom/Moment und je 
geringer R, desto besser.

Also solltest du nachschauen, welche Motorvariante wieviel Strom für's 
gewünschte Haltemoment braucht und wie groß der Wicklungswiderstand ist. 
Aus beidem kannst du dir dann ausrechnen, wie viel Leistung in Wärme 
umgesetzt wird, ergo wie heiß das Teil werden wird.

W.S.

von Der Dreher (Gast)


Lesenswert?

Ich hatte so eine Temperatur von ca. 50 Grad Celsius in Erinnerung. Den 
Wert sollte man anstreben.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


Lesenswert?

Hi

Der Dreher schrieb:
> Ich hatte so eine Temperatur von ca. 50 Grad Celsius in Erinnerung. Den
> Wert sollte man anstreben.

Bedenke dabei aber, daß Du nicht zu nahe an den absoluten Nullpunkt beim 
Kühlen gehst - da reißt der Schmierfilm der Sinterbuchsen ab.

Wenn diese Information auch nur bestenfalls ein Bauchgefühl ist, sollte 
das Datenblatt des Stepper hinreichend genau darüber informieren, was 
der Stepper ab kann und wo Er stirbt.

'neee ... ist mir aber zu warm, da schwitze ich doch immer sooo, mach 
kälter, is besser ...'

genau

Bitte 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
Noch kein Account? Hier anmelden.