Schrittmotor bipolar an Wechselstrom mit Kondensator

[Carypt C. (carypt)]

Ha-llo

ich möchte einen bipolaren Schrittmotor(Drucker) an Wechselstrom 
betreiben, rein aus interesse. Der Motor ist klein, hat 4 Drähte (2 
Spulen) und 10R Durchgangswiderstand pro Spule. Die induktivität ist 
nicht bekannt, auch die Spannung nicht.
Es ist ein Mitsumi M35SP-6T LF  15°STEP, kein Datenblatt auffindbar. Der 
Wechselstrom soll sein von 50Hz aus einem Trafo mit 25V~ 34Wmax oder 9V~ 
4,5Wmax.

Es soll mit einem Kondensator der Strom der 2 Spule zeitversetzt werden, 
quasi wie bei einem Kondensatormotor mit Hilfswicklung. Wie ich aus 
üblichen Ansteuerung für bipolare Schrittmotoren ersehe, 
https://ecstudiosystems.com/discover/textbooks/lessons/AC/chapter13-5-stepper-motors/ 
, gibt es einen "Wave-Drive"und einen "Full Step Drive" (stärker). Beim 
Wavedrive ist die zweite Spule um 10mses, beim Fullstepdrive um 5msec 
zeitversetzt bestromt. Welche Kapazität braucht da der Kondensator ?

Die Lade-/Entladekurve eines Kondensators/Spule entspricht einer 
Exponentialfunktion auf Basis der Eulerschen Konstante. Darin ist meist 
nach einer 5-fachen Zeitkonstante T der Lade-/Entladevorgang beendet. 
Die Zeitkonstante T beim Kondensator ist T=R*C (T=1sec=1R*1F), bei der 
Spule T=L/R (T=1sec=1H/1R). Nach 1*T ist der Kondensator zu 63% geladen, 
2*T - 86%, 3*T - 95%, 4*T - 98%, 5*T - 99%.


Nun ist beim Kondensatorladen der Strom gleich voll da und die Spannung 
baut langsam auf, während bei der Spule der Strom langsam hochfährt, man 
kann bei der Spule den Lade-/Entladevorgang beschleunigen, wenn man die 
Spannung kurzzeitig höher zieht/oder gegenpolt. Es ist also der 
Ladevorgang der Spule vom Spannungsanstieg des Reihenkondensators 
abhängig. (Der Spule steht also nur 63% der Spannung zur Verfügung, aber 
der Phasenwinkel ist damit nicht gezeigt.) Es ist aber so, daß je größer 
der Kondensator desto größer ist der Phasenwinkel, aber auch umso 
langsamer der Spannungsanstieg (umso schächer die Spulenaufladung). Das 
scheint ein schlapper Motor zu werden.

Bringt es etwas mehrere kleinere Kondensatoren parallel zu verwenden ?

Soll man für den Kondensator gleich mit zb 3-facher Zeitkonstante T 
rechnen ?

Die Spannungskurve des Kondensators Uc=U~*(1-e^(-(t/T))) wird also in 
die Stromkurve der Spule eingesetzt.

Stimmt das ? Bin ich soweit richtig mit der Berechnung des zeitlichen 
Versatzes der Kondensatorspannung ? Gibt es da Formeln für die LC 
Reihenschaltung ? Es geht ja um möglichst viel Strom in der 
Schrittmotorspule.

Die Zeichnungen sollen etwas die Lage veranschaulichen.

[Walter T. (nicolas)]

Du brauchst keine Zeitkonstante. Du willst in die Nähe der Resonanz 
kommen, damit die Phasenverschiebung Richtung 90° geht. (Du willst die 
Resonanzfrequenz allerdings nicht genau treffen, um nicht mit der 
Spannungsüberhöhung leben zu müssen.)

Rechne damit, dass der Motor selbst im Optimalfall nicht von selbst 
anlaufen wird, sondern angeworfen werden muss. Ein Schrittmotor hat bei 
großem Schlupf kaum Moment.

[Michael B. (laberkopp)]

Carypt C. schrieb:
> es einen "Wave-Drive"und einen "Full Step Drive" (stärker). Beim
> Wavedrive ist die zweite Spule um 10mses, beim Fullstepdrive um 5msec
> zeitversetzt bestromt

Irrelevant, du hast sinus/cosinus Microstep und solltest 90 Grad 
erreichen, da aber der Stromverlauf von der Induktivität und GegenEMK 
also Motorwellenbelastung abhängt, und du keine Motordaten hast, musst 
du den passenden Kondensatorwert ausprobieren bis im Mittel 90 Grad 
erreicht sind.

Dann ergibt sich an deiner Spannungsquelle eine Stromaufnahme, die nicht 
höher sein darf als die Motornennleistung, die du auch nicht kennst, 
also musst du gucken ob er an deinem Trafo nicht zu heiss wird. Bleibt 
er sehr kühl, bringt er natürlich nicht die mögliche Leistung.