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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator zur Spannungsglättung sinnvoll?


Autor: Phil S. (canuma91)
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Guten Abend,
ich würde gern wissen ob ein Kondensator, wie mir oft empfohlen, zur 
Spannungsglättung für meinen Fall sinnvoll ist: Ich betreibe einen 
Schrittmotor mit einer Nennspannung von 24-48V über einen Treiber 
(Easydriver A4988) mit einer Lastversorgungsspannung (VBB) von max 35 V. 
Der Treiber wird zudem noch mit 5V von einem Mikrocontroller versorgt. 
Der Treiber wird an ein 24V Netzteil angeschlossen. Meinem Gefühl kann 
ich auf den Kondensator verzichten, weil ich nicht glaube das 
Spannungsspitzen von einem 24 V Netzteil ausgehen, die 35 V Marke 
knacken. Nur weiß ich es eben nicht. Über eine ausführliche Erklärung 
wäre ich dankbar.

P.S Ist es ok wenn die min Nennspannung des Schrittmotors bedient wird? 
Man liest oft das man die doppelte Spannung anlegen sollte (warum?). 
Bzgl dem Treiber:  man kann durch drehen einer Schraube Vref ändern und 
den Phasenstrom manuell einstellen.

Danke und viele Grüße

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Autor: Klaus R. (klara)
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Phil S. schrieb:
> Meinem Gefühl kann
> ich auf den Kondensator verzichten, weil ich nicht glaube das ...

Ich denke, der Hersteller des IC wird sicher schon die nötigste 
Beschaltung im Datenblatt angeben. Es geht hier wohl auch um Glättung, 
aber da würde ich eher 1000µF nehmen. Der Schwerpunkt liegt wohl auf 
Entstörung.

Es sollte ein Elko mit sehr niedrigem ESR sein. Bei 100µF ist der 
typisch so und so schon hoch.
mfg klaus

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Autor: MaWin (Gast)
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Verwende die Kondensatoren, die im Datenblatt angegeben sind, nahe am 
IC.

Denk dran, dass der 100uF auch die Rückspeisung aus dem Motor beim 
Bremsen aufnehmen muss und dabei die Spannung steigt. Eventuell braucht 
man einen Bremschopper, der einen Bremswiderstand anlegt, wenn die 
Spannung an dem Elko zu hoch wird.

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
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Kurzzeitige Lastspitzen werden auch aus dem Elko bedient. Die Zuleitung 
vom Netzteil hat eine gewisse Induktivität, und das Netzteil selbst kann 
auch nicht beliebig schnell nachregeln.
Neben einem besseren Verhalten des Motors bekommst du damit auch weniger 
EMV-Störungen.

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Phil S. schrieb:
> Meinem Gefühl kann
> ich auf den Kondensator verzichten, weil ich nicht glaube das
> Spannungsspitzen von einem 24 V Netzteil ausgehen, die 35 V Marke
> knacken.

Ein Irrtum!
Normaler Weise verwendet man Freilaufdioden an induktiven Lasten.
Der Schrittmotor ist eine solche Last.
Da man bei solchen Motoren keine Freilaufdioden setzen kann, werden alle 
Überspannungen an die Versorgungsleitungen abgeleitet.
Der Kondensator muss diese Spitzen fressen.

Verzichtest du auf den Kondensator, dann wird dein Treiber gegrillt.


Phil S. schrieb:
> P.S Ist es ok wenn die min Nennspannung des Schrittmotors bedient wird?
Nein!

Ich setze drv8825 ein. Die sind ja ähnlich zu deinen.
Meine Motoren sind mit 1,7A und 2,8V angegeben.
Ich betreibe sie mit 24V

Phil S. schrieb:
> Man liest oft das man die doppelte Spannung anlegen sollte.
Zuwenig!
Die 5 fache Spannung.
Dann wird da ein Schuh draus.

Phil S. schrieb:
> warum?
Wegen der Induktion, welche sich der Stromaufnahme entgegen stemmt.
Der Strom bestimmt das Halte-/Drehmoment

: Bearbeitet durch User
Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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MaWin schrieb:
> Denk dran, dass der 100uF auch die Rückspeisung aus dem Motor beim
> Bremsen aufnehmen muss und dabei die Spannung steigt. Eventuell braucht
> man einen Bremschopper, der einen Bremswiderstand anlegt, wenn die
> Spannung an dem Elko zu hoch wird.

Schrittmotor und Bürstenmotor verwechselt?
Hört sich ein bisschen so an.

Autor: Phil S. (canuma91)
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Ich wundere mich nur, dass mein Stepper(NEMA11) bei einem Nennstrom von 
1 A eine Nennspannung von 24-48 Volt verlangt. Warum ist die Spannung so 
abartig groß? Nicht mal die doppelte Nennspannung würde mein 
Schrittmotortrieber vertragen, also kann ich diese ja auch nun nicht mit 
5 multiplizieren.. Der funktioniert auch wunderbar bis 33 V und sobald 
ich die Spannung höher drehe kommen komische Geräusche..

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Phil S. schrieb:
> also kann ich diese ja auch nun nicht mit
> 5 multiplizieren..

Den Nema 11 hat in der Tabelle 2,3 Ohm.
Bei einer Gleichstromversorgung von 1A Spulenstrom liegen an der Spule 
2,3V an.

Faustformel:
5 * 2,3V ca 12V

12V ist also das mindeste, um ein einigermaßen hohes Drehmoment da raus 
zu bekommen.

Alles darüber ist besser, solange es dein Treiber überlebt.
Je höher die gewünschte Drehzahl+Drehmoment, desto höher muss auch die 
Versorgungsspannung sein.

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Autor: Phil S. (canuma91)
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Ok, Danke. Habs jetzt!

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Arduino F. schrieb:
> Schrittmotor und Bürstenmotor verwechselt?

Kaum, schliess ein Multimeter oder Oszilloskop an einen Schrittmotor an 
und dreh mal dran.

Und die Spannung geht über die Freilaufioden des Motortreibers in die 
Versorgung, als Rückspeisung.

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Michael B. schrieb:
> Arduino F. schrieb:
>> Schrittmotor und Bürstenmotor verwechselt?
>
> Kaum, schliess ein Multimeter oder Oszilloskop an einen Schrittmotor an
> und dreh mal dran.
>
> Und die Spannung geht über die Freilaufioden des Motortreibers in die
> Versorgung, als Rückspeisung.

Ja, das solltest du mal selber tun!

Der hier besprochene Nema11, mit 2,3 Ohm, wird vielleicht 5V liefern.
Dann musst du aber schon ordentlich dran drehen!
Die Versorgung sollte laut Zettel min. 24V haben.
Da fliest so erst mal nix zurück.

Nein, Schrittmotore werden dadurch gebremst, dass man die Anzahl 
Schritte pro Zeit senkt.

Die hohen Spannungen entstehen nicht da durch, dass der Motor mit Gewalt 
weiter gedreht wird, sondern durch das dauernde an und abschalten der 
Spulen.

Man will ja auch keine Schrittfehler.
Also mit Gewalt drüber drehen ist nicht.

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Autor: Michael B. (laberkopp)
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Arduino F. schrieb:
> Dann musst du aber schon ordentlich dran drehen!

Nö. Wenn er bremsen soll, transformiert der Schrittmotortreiber das 
schon in die Versorgung zurück, denn wohin sollte die Energie auch sonst 
gehen.

So, wie der Schrittmotortreiber als step down Schaltregler wirkt, um aus 
der hohen Versorgungsspannung einen geregelten Strom durch den Motor zu 
treiben, so wirkt er als step up, wenn er Strom abbauen muss.

Real fleisst bei eingeschalteter PWM ständig Strom von der Versorgung in 
eine Spule und beim Abschalten der PWM Strom aus der Spule in die 
Versorgung zurück, und wie viel Strom das jeweils ist, hängt vom 
Tastverhältnis ab und der erzeugten Gegen-EMK, und die wiederum von der 
mechanischen Bewegung des Motors gegenüber den Permanentmagneten.

Autor: Arduino Fanboy D. (ufuf)
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Die "Gegen-EMK" steht einem hohen Drehmoment, bei hohen Drehzahlen im 
Weg rum.
Aus dem Grund werden bei dem Motor auch 24V bis 48V Versorgung 
empfohlen.

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