Schrittmotor: realer Strom in den Steckern

[Peter M. (c031917)]

Hallo,
ich möchte die Ansteuerung meiner 3 x NEMA17 CNC-Maschine von 
Mikroschritt (Letmathe) auf Servo-FOC ändern (siehe SimpleFOC Projekt) 
und entwickle ein Board dazu. Bei der Suche nach möglichst kleinen 
Steckern und deren Strombelastbarkeit bin ich auf eine grundlegende 
Frage gestossen:

Welcher Strom fliesst denn wirklich durch die zwei Phasen eines Motors ?

Daten: NEMA17 ACT17HS5425, bipolar, Nennspannung 3,1V/Phase, Nennstrom 
2,5A/Phase. R=1,25Ohm/Phase; 1,8mH/Phase.
Netzteil 36V/200W.
Ein Motor müsste 3,1V x 2,5A x 2Wicklungen = 15,5VA Leistung bekommen.
Ohne Verluste im Treiber müssten in denselben 15,5W/36V=0,43A fließen. 
Also auch mit kleinen Steckern machbar.

Jetzt aber zum Motor - der hat vier AWG26 Kabel (0,129mmxmm), die nur je 
2A vertragen.
Fließen da wirklich 2,5A durch jedes Kabel ?
Oder gar 2,5A mal 1,4 wegen Verhältnis Spitzenstrom/Nennstrom Wurzel 2 ?

Kann es sein, dass diese 2,5A nur fließen würden, wenn ich den Motor bei 
3,1V betreibe ?
Vermutung: real liegt eine größere Spannung an, zwischen 3,1V und 36V ( 
je nach Gegenspannung des Motors) und somit sind die realen Ströme 
umgekehrt proportional kleiner - aber nur wenn sich der Motor dreht.
Dann bleibt noch der Fall des reinen Haltestroms, wenn der Motor steht. 
Ist das dann der reine Gleichstromfall bei 3,1V und ich habe doch 2,5A 
pro Pin ?
Oder ist das auch noch ge-choppert ?

Gruß
Peter

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Peter M. schrieb:
> Jetzt aber zum Motor - der hat vier AWG26 Kabel (0,129mmxmm), die nur je
> 2A vertragen.
Die "vertragen" auch 5A. Nur werden sie dann halt wärmer.

> Kann es sein, dass diese 2,5A nur fließen würden, wenn ich den Motor bei
> 3,1V betreibe ?
Ja, wegen des Ohmschen Gesetzes U = R*I hängen die zusammen. Du kannst 
dir das nicht aussuchen. Oder andersrum: weil der Widerstand des Motors 
ca 1,2 Ohm ist, wirst du einen Strom von 2,5A brauchen, um eine Spannung 
von 3V zu erreichen.

> Dann bleibt noch der Fall des reinen Haltestroms, wenn der Motor steht.
Das macht den Kohl nicht fett. Denn wenn dein Treiber 2,5A da rein 
treibt, dann treibt er die, egal ob der Motor steht oder dreht.

> Vermutung: real liegt eine größere Spannung an, zwischen 3,1V und 36V
Erklärung: real liegt eine PWM-Spannung mit +-36V an. Die Induktivität 
des Motors macht daraus einen halbwegs konstanten (Gleich-)Strom. Und 
dieser Strom erzeugt am Innenwiderstand einen Spannungsabfall, sodass am 
Motor im Mittel die legendären 3V auftreten.

BTW: wo zur Henkersmahlzeit lernt man denn diese inzwischen allgemein 
übliche Plenkerei? Ein Satzzeichen hat keine eigene Zeile verdient!

[mkn (Gast)]

Die Strombelastbarkeit von Steckern richtet sich nach der zulässigen 
Erwärmung.
Du kannst also Puls stark überlasten, wenns im mittel okay ist.
Viele Kontakte auf kleinem Raum erwärmen stärker als Einzelpin, etc.pp.

Das gleiche fürs Kabel.
Frei in Luft ist völlig anders belastbar wie dicht gepackt in der 
Schleppkette.
Es gibt Normen und Richtwerte, aber nirgendwo eine Grenze bis zu der es 
geht und danach schlagartig nicht mehr.
PFTE / Silikon kannst Du bei höheren temperaturen fahren als PVC.

Die 2,5A fliessen permanent ja nur wenn der Motor steht und ohne 
Absenkung mit maximalem Strom die Position hält.

Peter M. schrieb:
> Kann es sein, dass diese 2,5A nur fließen würden, wenn ich den Motor bei
> 3,1V betreibe ?
Wenn Du unendlich Zeit hast, kannst Du mit Festspannung fahren und 
warten bis sich denn irgendwann einmal 2,5A eingefunden haben.
Alle anderen fahren mit DEUTLICH höheren Spannungen und Stromchopper.

Ich würde nicht nach möglichst kleinen Steckern schauen, sondern nach 
welchen die Du mit einer Crimpzange Deiner Wahl crimpen kannst, die eine 
Verriegelung haben und Dir nicht permanent Ärger bereiten.

[Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann)]

Siehe:
http://www.schrittmotor-blog.de/betrachtungen-zur-leistung-von-schrittmotoren/
http://www.schrittmotor-blog.de/die-sache-mit-der-spannung/

Bei 2,5A Nennstrom fließen bei entsprechender Einstellung am Treiber 
2,5Arms bzw. 3,56Apeak durch die Leitung. Die Litzen sind also etwas 
sparsam ausgelegt.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[Peter M. (c031917)]

Lothar M. schrieb:
>> Dann bleibt noch der Fall des reinen Haltestroms, wenn der Motor steht.
> Das macht den Kohl nicht fett. Denn wenn dein Treiber 2,5A da rein
> treibt, dann treibt er die, egal ob der Motor steht oder dreht.
>
>> Vermutung: real liegt eine größere Spannung an, zwischen 3,1V und 36V
> Erklärung: real liegt eine PWM-Spannung mit +-36V an. Die Induktivität
> des Motors macht daraus einen halbwegs konstanten (Gleich-)Strom. Und
> dieser Strom erzeugt am Innenwiderstand einen Spannungsabfall, sodass am
> Motor im Mittel die legendären 3V auftreten.
>

OK, also doch worst case. Ich muss demnach pro Pin mit den vollen 
2,5Arms bzw. 3,56Apeak pro Steckerpin rechnen.

> BTW: wo zur Henkersmahlzeit lernt man denn diese inzwischen allgemein
> übliche Plenkerei? Ein Satzzeichen hat keine eigene Zeile verdient!
Du meinst wohl Leerzeichen..  Ich musste erst mal googeln, was ein Plenk 
ist. Danke Dir, wieder was gelernt bzw. wiedergelernt. Ich kriege auch 
öfters Krämpfe beim Lesen von irgendwelchen Online-Beiträgen und 
versuche, einigermaßen korrektes Deutsch zu verwenden, aber das mit dem 
Blank vor manchen Satzzeichen muss ich mir wo falsch abgeschaut haben. 
Seit der neuen Rechtschreibung ist man sich ja nicht mehr so sicher wie 
vorher.



Thorsten O. schrieb:
> Bei 2,5A Nennstrom fließen bei entsprechender Einstellung am Treiber
> 2,5Arms bzw. 3,56Apeak durch die Leitung. Die Litzen sind also etwas
> sparsam ausgelegt.

Deinen blog kenne ich - der war auch schon hilfreich!

mkn schrieb:
> Ich würde nicht nach möglichst kleinen Steckern schauen, sondern nach
> welchen die Du mit einer Crimpzange Deiner Wahl crimpen kannst, die eine
> Verriegelung haben und Dir nicht permanent Ärger bereiten.

Crimpstecker hatte ich eh vorgesehen, ich habe eine Engineer PA-9 Zange.