Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie viel Strom zieht ein Schrittmotor?


von Robin D. (tianga)


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Hallo Zusammen,

ich habe eine kleine Frage zu dem Stromverbrauch von Schrittmotoren. 
Dabei bin ich mir nicht sicher, ob es sich einfach um ein 
Verständnisproblem meinerseits handelt oder simple Blödheit... :D

Ich habe einen Schrittmotor mit 4.2V Nennspannung und 1.5A/Phase 
Nennstrom. Gesteuert wird er mit einem DRV8825. Demnach habe ich Vref 
auf 0.75 eingestellt. Versorgt wird der Motor mit einem Labornetzteil, 
das auf 24V eingestellt ist. Mich verwirrt jetzt (und habe auch noch 
nichts dazu gesucht bekommen), dass der Motor laut Netzteil nur circa 
0.35A zieht.
Liegt da ein Verständnisproblem meinerseits, dass das so alles stimmt, 
vor oder habe ich Vref falsch eingestellt? Meinen Informationen über 
meine DRV8825 Treiber sind auch, dass dieser über den gleichen inneren 
Wiederstand wie die originalen Pololu Treiber verfügt.

Würde mich über eine klärende Antwort freuen,
LG Robin

von Walter T. (nicolas)


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Der Motor braucht soviel Strom, wie Du ihm mit dem Treiber zugestehst. 
Also 1,5A. Allerdings nur bei 4.2V (im Stillstand). Also wirkt der 
Schrittmotortreiber als Abwärtswandler (im einfachsten Fall Chopper).

Bei laufendem Motor nimmt die Spannung zu (Gegen-EMK). Dann hat der 
Abwärtswandler eine kleinere Spannungsdifferenz zur Verfügung. Folglich 
nimmt seine aufgenommene Leistung zu.

: Bearbeitet durch User
von Robin D. (tianga)


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Dann ist dass alles so richtig? Und wenn ich die Spannung am Netzteil 
auf 4.2V senke, dann sollten 1.5A gezogen werden?

von Wolfgang (Gast)


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Robin D. schrieb:
> Liegt da ein Verständnisproblem meinerseits, dass das so alles stimmt,
> vor oder habe ich Vref falsch eingestellt?

Ja, ein ganz grundlegendes.
Der DRV8825 besitzt eine Stromregelung, d.h. der Treiber legt fest, 
wieviel Strom die jeweilige Motorwicklung bekommt. Außerdem arbeitet der 
Treiber als Step-Down-Wandler, d.h. der Strom auf der Versorgung ist bei 
deiner Konfiguration erheblich geringer als die Summe der 
Wicklungsströme.

von Robin D. (tianga)


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Wolfgang schrieb:
> Der DRV8825 besitzt eine Stromregelung, d.h. der Treiber legt fest,
> wieviel Strom die jeweilige Motorwicklung bekommt. Außerdem arbeitet der
> Treiber als Step-Down-Wandler, d.h. der Strom auf der Versorgung ist bei
> deiner Konfiguration erheblich geringer als die Summe der
> Wicklungsströme.

Dann betreibe ich den Motor aber auch trotzdem mit seiner maximalen 
Leistung?

von Wolfgang (Gast)


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Robin D. schrieb:
> Dann betreibe ich den Motor aber auch trotzdem mit seiner maximalen
> Leistung?

Das kommt auf deine Sense-Widerstände an. Die legen den Zusammenhang 
zwischen Referenzspannung und Wicklungsstrom fest.

von Robin D. (tianga)


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Wolfgang schrieb:
> Das kommt auf deine Sense-Widerstände an. Die legen den Zusammenhang
> zwischen Referenzspannung und Wicklungsstrom fest.

Das verstehe ich nicht... was sind das für Widerstände?

von Wolfgang (Gast)


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Robin D. schrieb:
> Das verstehe ich nicht... was sind das für Widerstände?

Die, die am Pin6 und am Pin9 von deinem DRV8825 angeschlossen sein 
sollten.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8825.pdf

von Robin D. (tianga)


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Wolfgang schrieb:
> Die, die am Pin6 und am Pin9 von deinem DRV8825 angeschlossen sein
> sollten.
> https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8825.pdf

Und wie kann ich daraus dann erfahren, ob der Motor mit maximaler 
Leistung läuft?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Robin D. schrieb:
> Und wie kann ich daraus dann erfahren, ob der Motor mit maximaler
> Leistung läuft?

Du machst Dir noch nicht einmal die Mühe, das Dir auf dem Silbertablet 
präsentierte DB auch mal zu lesen.
Ich lese mal das Inhaltsverzeichnis für Dich: 8.3.2

von W.S. (Gast)


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Robin D. schrieb:
> Dann betreibe ich den Motor aber auch trotzdem mit seiner maximalen
> Leistung?

Nein.

Stattdessen betreibst du den Schritmotor im Stillstand mit seiner 
maximalen Verlustleistung.

Merk dir mal das:

Ein idealer Schrittmotor hätte einen ohmschen Widerstand seiner 
Wicklungen von NULL Ohm. Dann würde der Strom, den der Treiber ihm 
einprägt, auch keine Verlust-Leistung verbraten. Wenn der Treiber nun 
den Schrittmotor dazu bringen will, sich zu bewegen, dann muß er die 
Stromverteilung an den Wicklungen des Motors verändern und das bedarf 
der Strom-ÄNDERUNG in den Wicklungen. Da diese aber ne Induktivität 
haben, geht das Ändern umso schneller, je höher die Spannung ist, die 
der Treiber anlegen kann. Wenn die neue Konstellation eingeschwungen 
ist, dann geht die Spannung am idealen Motor bei gleichbleibendem Strom 
wieder auf 0 zurück.

ABER:
So einen idealen SM gibt es nicht und deswegen verheizt der SM im 
Stillstand die durch den in ihn eingeprägten Strom am Widerstand der 
Wicklungen abfallende Leistung. Dieser Haltestrom erzeugt zugleich das 
Haltemoment und das ist dann das maximale Drehmoment, was der SM 
aufbringen kann. Realiter ist das Drehmoment immer etwas niedriger.

W.S.

von MaWin (Gast)


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Robin D. schrieb:
> Liegt da ein Verständnisproblem meinerseits,

Offenkundig.

Wir wissen nicht, was Vref=1.5 bei dir für einen Spitzenstrom bewirkt, 
schliesslich hängt das vom Shuntwiderstandswert auf der Platine ab, es 
sollten 2.1A sein damit dein Motor das Drehmoment laut Datenblatt 
bringt.

Da ein Schrittmotortreiber ein buck step down Wandler (Abwärtsregler) 
ist, zieht er aus den 24V nur die LEISTUNG die der Motor braucht.

Also 2x1.5x4.2= 12.6W + Antriebsleistung + Verluste, ca. 15W, ca. 0.7A.

Hier genauer: 
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.10

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