Schrittmotor angesteuert mit Eval 6470H

[Fabi M. (fabi92)]

Guten Abend zusammen,

Ich weiß es gibt schon einen ähnlichen Beitrag, allerdings denke ich, 
dass es hier um ein bisschen etwas anderes geht! :)


Zur Zeit bin ich damit beschäftigt optimale oder generell die Parameter 
für den Betrieb eines Schrittmotors festzulegen.
Leider ist dieses Themengebiet ziemliches Neuland für mich und deshalb 
hoffe ich auf auf ein wenig Hilfe

Nun habe ich folgendes Problem:

Ich steuere einen Schrittmotor (
HTML-Code:
https://de.nanotec.com/fileadmin/files/Datenblaetter/Schrittmotoren/ST6018/D/ST6018D4508-B.pdf
)
mit einem Evaluationsboard von STMicroelektronics
HTML-Code:
http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/user_manual/71/01/8a/76/3b/f7/4e/f0/DM00099309.pdf/files/DM00099309.pdf/jcr:content/translations/en.DM00099309.pdf
an.

Der Schrittmotor wird an einer Welle befestigt (Motor ist frei hängend) 
und treibt dann einen Schlitten in Z Richtung sprich Vertikal.
Es ist so, dass der Motor mit einer Umdrehung von 600 Steps/s mit und 
ohne Last rund läuft. Allerdings benötige ich eine Geschwindigkeit von 
1600 - 1800 Steps/s.

Nun habe ich folgendes Verhalten:

->Liegt der Motor komplett ausgebaut auf einem Tisch und wird mit der 
gewünschten Geschwindigkeit von 1600 Steps/s betrieben, so blockiert er 
nach einer kurzen Zeit und hält an.
->Ist der Motor komplett an die Welle geschraubt steigt er auch dort bei 
einer Geschwindigkeit von 1600 Steps/s nach kurzer Zeit aus.
->Werden allerdings die 4 Schrauben, welche den Motor mit der Welle 
verbinden um ca. einen Gewindegang gelockert, so läuft er sauber bei 
einer Geschwindigkeit von 1600 Steps/s.

Folgende Grundparameter habe ich festgelegt:

-128 Microsteps (um Resonanz zu vermeiden)
-einen Betriebsstrom von 3 A (sollte trotz Parallelschaltung für einen 
Betrieb ohne Last vollkommen ausreichen)

Außerdem habe ich Werte wie Spuleninduktivität und Spulenwiderstand nach 
dem Datenblatt eingestellt.
Allerdings, konnte ich auch noch nicht herausfinden wie ich die 
elektrische Konstante ermitteln kann, evenutell hat mir dafür ja auch 
noch jemand einen Hilfreichen Tipp

Leider kann ich mir auf diese Funktionsweise keinen schlüssigen reim 
bilden und bin so langsam echt am Verzweifeln.

Danke schon einmal für die Hilfe und einen schönen Abend vorab!

Grüße Fabi92

[Ralf (Gast)]

Hallo Fabi32,

Um die Ursache für das Schwächeln des Schrittmotors besser zu verstehen 
hilft es eventuell sich den Spulenstrom mit dem Oszi anzuschauen. Wenn 
dies an geeigneter Stelle in der Steuerung nicht geht, ist eine schnelle 
Strommesszange erforderlich (die aber ist ziemlich teuer).

Meine Vermutung (reine Spekulation):
Die Spulenströme können nicht schnell genug steigen und verfehlen den 
vorgegebenen Wert weil die Schritt-Dauer zu kurz wird. Bei Spulen (der 
Schrittmotor hat ja mindestens zwei) ist die Anstiegszeit (Slew Rate) 
durch die Spulen-Induktivität beeinträchtigt. Je höher die Induktivität, 
um so langsamer steigt der Strom an. Wenn ich jetzt die 
Versorgungsspannung vom Motortreiber verdoppeln könnte, dann wird die 
maximal mögliche Flanke auch doppelt so steil.

Delta-I / Delta-t = U / L

Außerdem hat die Spule auch noch einen Widerstand. Der ist für 
e-funktionsförmigen Verlauf vom Strom verantwortlich.

(Zeitkonstante) Thau = L / R