Hallo,
ich bin gerade dabei die Nema17 schrittmotoren an meinem 3D-Drucker
durch kräftigere zu tauschen. Allerdings kenne ich mich mit den
Leistungsdaten nicht so aus und bräuchte mal Hilfe.
Bei Stepperonline werden bei den Nema17 immer 12V angegeben und dann der
Strom pro Phase, zum Beispiel 1A.
Ich habe gelesen das Nema17 60V+ vertragen ohne Probleme mein Drucker
hat ein Netzteil mit 24V, heißt dass das dann das der Nema17 dann
weniger Ampere pro Phase zieht da die Spannung höher ist als bei
Stepperonline angegeben oder ist die Stromangabe immer unabhängig zur
Spannung?
Grüße
Lufon
Lufon schrieb:> Allerdings kenne ich mich mit den Leistungsdaten nicht so aus
Sieht so aus.
Du kaufst bestimmt auch immer den Akkuschrauber mit der höchsten
Spannung. 36V ist besser als 18V.
Blödsinn.
Beim Schrittmotor gibt es ein Drehmoment. Das ist um so höher, um
sohöher Spannung x Strom ist. Das Drehmoment sinkt aber bei steigender
Drehzahl, und zwar um so mehr, um so höher die Spannung ist. Also sucht
mnan, wenn man schnell fahren will, den Motor mit maximaler Strom x
Spannung bei gleichzeitig hohem Strom und kleiner Spannungsangabe. Aber
so, das der Schrittmotoirtreiber den Strom auch noch schafft. Bei 3.5A
Treiber also kein Motor der mehr als 2Arms benötigt.
Will man es exakt wissen, braucht man das benötigte Drehmoment UND die
gewünschte Drehzahl, und findet IN GUTEN Datenblättern ein Diagramm
Drehmoment vs. Drehzahl bei Treiberspannung. Das muss halt ausreichen.
Schlechte Motoren haben kein so erhellendes Datenblatt. Im grossen und
ganzen hängt die Leistung aber von der Baugrösse, und bei NEMA17
gegebener Flanschgrösse aber von der Länge ab. Bloss: um so länger der
Motor, um so mehr Kraft hat er, um so mehr Masseträgheit aber auch, kann
also nicht mehr so dynamisch beschleunigen und bremsen wie ein kurzer
Motor. Alles ist also ein Kompromiss.
Lufon schrieb:> ich bin gerade dabei die Nema17 schrittmotoren an meinem 3D-Drucker> durch kräftigere zu tauschen.
so ein 3D Drucker ist ein komplexes System, was versprichst du dir davon
'kräftigere' Motoren einzubauen?
Limitierend ist auch der SM-Treiber, bei den meisten ist bei 45 V
Schluss.
https://www.pololu.com/category/120/stepper-motor-drivers
Aber ob der Schritt von 24 V auf 40 V soviel bringt? Ich bezweifle es.
Ich möchte höhere Verfahrgeachwindigkeiten erreichen von etwa 150mm/s.
Dafür benötige ich kräftigere Motoren, wollte mir dann passend dazu dann
auch neue Treiber aussuchen (hatte da jetzt Tmc5160 ins Auge gefasst).
Wie MaWin schreibt also höhere Drehzahl und somit Spannung so klein wie
möglich? Soll ich dann auf 12V eher runtergehen?
Lufon schrieb:> Wie MaWin schreibt also höhere Drehzahl und somit Spannung so klein wie> möglich?
er schrieb 'und kleiner Spannungsangabe', das bezieht sich auf den
Motor. Der Treiber soll schon mit hoher Spannung laufen damit sich das
Feld schnell aufbaut.
150 mm/s ist jetzt aber nicht sooo schnell, mit Zahnriemenantrieb
bekommt man z.B. auch 300 mm/s Verfahrgeschwindigkeit hin, die CoreXY
mit geringen Massen schaffen noch viel mehr, alles mit Nema17.
OK.
Das heißt wenn ich einen Nema17 bei Stepperonline nehme welcher eine
Spannunsangabe von 2,8V hat mit 2A Phasenstrom, Phasen Wiederstand
1.4Ohms Induktivitat 3.0mH 1KHz und ich nehme den Tmc5160 (welcher laut
Hersteller 3A a kann) mit 24V Netzteil hab ich genug Leistung?
Lufon schrieb:> welcher laut> Hersteller 3A a kann
wenn du an Herstellergrenzwerte gehst weisst du bestimmt auch wie er die
ermittelt hat und kannst das GENAUSO!!!! einstellen, Kühlung Lüftung
Umgebungstemperatur?
die Treiber haben ja eine einstellbare Strombegrenzung und die müssen
nicht mit Vollgas laufen. Die muss man eben so einstellen das keine
Schritte verloren gehen weil der in die Temperaturbegrenzung läuft und
der Motor noch genügend Kraft hat. Auch die Nema17 werden üblicherweise
nicht mit max. Strom betrieben weil die Treiber ohne aktive Kühlung
gerne zu heiss werden. Da ist sicher jetzt auch schon
Optimierungspotenzial.
> Beim Schrittmotor gibt es ein Drehmoment. Das ist um so höher,> um sohöher Spannung x Strom ist. Das Drehmoment sinkt aber bei> steigender Drehzahl, und zwar um so mehr, um so höher die Spannung ist.
Grundsätzlich gilt:
Drehmoment ~ Strom
(bis Sättigung im Magnetwerkstoff wirksam wird.)
> ... Spannung x Strom
ergibt offensichtlich KEIN Drehmoment, sondern eine Leistung.
Die zu geringe Spannung äußert sich ja in Schrittverlusten bei höheren
Drehzahlen, weil die Spulen nicht rechtzeitig bestromt werden können,
d.h. die Kraft zu klein bleibt. Mit der Spannung hochzugehen ist da
schon sinnvoll.
Aber, es gibt auch noch einen 2ten tückischen Effekt und das ist die
Eigenfrequenz der Achse. Die Mechanik schwingt dabei Entgegen der
Anregung und wenn man mit der Drehzahl der Resonanz nahe genug kommt,
hat man sofort starke Schrittverluste oder der Motor bleibt ganz stehen
und vibriert nur noch. Die mögliche Drehzahl hängt dabei nicht nur vom
Motor ab, sondern auch von der Steifheit des Abtriebs. Reibungslasten
(quasi Ohm'sche Lasten) helfen nicht, es braucht fest angebundene
Massenträgheiten (also quasi "Induktivitäten"), bspw. eine
Schwungscheibe. In den Resonanzeffekt kommt man schon bei erstaunlich
geringen Drehzahlen.
Das nur als Warnung, nicht, dass der TE seinen Drucker teuer umrüstet
und nachher auch nicht schneller Fahren kann.
Elektrofan schrieb:> ergibt offensichtlich KEIN Drehmoment, sondern eine Leistung
Du musst noch viel lernen.
Elektrofan schrieb:> Grundsätzlich gilt:>> Drehmoment ~ Strom (bis Sättigung im Magnetwerkstoff wirksam wird.)
Grundsâtzlich ist das falsch, denn das Drehmoment ergibt sich aus dem
Magnetfeld und das entsteht aus Strom x Windungsanzahl.
Und die Anzahl der Windungen wird bei Schrittmotor (im Gegensatz zu
Modellbau-DC-Motoren die gerne mal mit 5T für 5 Windungen werben) nicht
genannt, ist aber proportional zur angegebenen Spannung, ein ansonsten
gleicher Motor mit höherer Spannungsangabe, z.B. 2.6V statt 1.3V,
bekommt sie durch eine höhere Windungszahl (vermutlich in diesem Fall
gerade doppelt so viele :-)
Daher ist das Drehmoment beim Schrittmotor steigend mit Strom x
Spannung.
Bitte Leute, wenn ihr schon meint, etwas von mir korrigieren zu müssen
(was ja durchaus mal vorkommen kann und dann nett und nützlich ist) dann
lernt vorher die Grundlagen (sonst muss ich es wieder zurückkorrigieren,
das macht nur Mühe und steigert das Durcheinander).
> Drehmoment ~ Strom (bis Sättigung im Magnetwerkstoff wirksam wird.)> Grundsâtzlich ist das falsch, denn das Drehmoment ergibt sich> aus dem Magnetfeld und das entsteht aus Strom x Windungsanzahl.
Wenn Sättigung eintritt, steigt das Drehmoment natürlich nicht
mehr linear mit dem Strom!
Das Magnetfeld (Feldstärke H bzw. das mit der in Sättigung gehenden
Flussdichte B) ergibt sich aus dem Strom.
Dass zur Erreichung dieses Stroms natürlich Spannung nötig ist,
ist ein anderer Punkt.
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Schon ganz früh wurde -von seriösen Anbietern- für den
(konstant erregten) DC-Motor eine Drehmomentkonstante in Nm/A
spezifiziert -und zusätzlich die insofern redundante Angabe der
Spannungskonstante in V/(1000/min)-.
> ... dann lernt vorher die Grundlagen
Lohnt sich speziell für neue "Fachkräfte", die meisten dieser Grundlagen
habe ich (noch) intus ...
Elektrofan schrieb:> Das Magnetfeld (Feldstärke H bzw. das mit der in Sättigung gehenden> Flussdichte B) ergibt sich aus dem Strom.> Dass zur Erreichung dieses Stroms natürlich Spannung nötig ist, ist ein> anderer Punkt.
Nach wie vor falsch.
Es gibt nicht umsonst den schönen alten Begriff Amperewindungen.
