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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik schneller Schrittmotor


Autor: Christopher (Gast)
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Hallo,

ich brauche einen Schrittmotor der eine Drehzahl von 1800 U/min 
erreichen kann, bei einen Schrittwinkel von 1.8 oder 3.6 Grad. Ist es 
möglich soetwas zu bekommen?

Vielen Dank

Christopher

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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1800 rpm entspricht einer Umlauffrequenz von 30 1/s
Bei 200 Schritten pro Umdrehung kommt man auf eine Schrittfrequenz von 
6kHz...

Ist das schnell?

Autor: Sonic (Gast)
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Für'n Schrittmotor ist das schnell!
Wenn da noch ziemlich Masse im Spiel ist brauchste 'ne gute Ansteuerung 
(Sanftanlauf usw.) und es fließen ordentliche Ströme.

Autor: Christopher (Gast)
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@Sonic

Die Kräfte und Masse sind sehr gering. Das erforderliches Drehmoment 
liegt bei 5 mNm.

Autor: Christopher (Gast)
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@ Rahul

Wo liegt denn die Grenzfrequenz eines Schrittmotors?
Ich denke 6kHz sind schon eine ganze Menge.

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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>Wo liegt denn die Grenzfrequenz eines Schrittmotors?

Das sollte der Hersteller wissen...(rekursive Antwort...)

Autor: Christopher (Gast)
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Ja sicher, aber ich möchte gern wissen ob diese Geschwindigkeit 
überhaupt mit Schrittmotoren möglich ist bevor ich danach suche.

Autor: Tim (Gast)
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Getriebe dahinter evtl. ?

Autor: Christopher (Gast)
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Mit einem Getriebe wird leider die Auflösung von 1,8° oder 3,6°, je nach 
Übersetzung, grösser.

Autor: Michael (Gast)
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6000 Schritte/s sind kein Problem. Dein Motor sollte aber eine möglichst 
kleine Induktivität aufweisen, erkennbar an kleinem ohmschen Widerstand 
(z.B. 1V, 1A DC-Nennwerte).
Als Versorgungsspannung brauchst Du mindestens 24V.

Autor: Christopher (Gast)
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Das ist gut, die Induktivitäten sind ja meistens mit angegeben. Danke.

Autor: Falk (Gast)
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Was solls denn werden? Wahrscheinlich ist ein Servo die bessere Wahl.

MfG
Falk

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Ich würde einen DC-Motor vorschlagen. Aber, wie vorher schon erwähnt, 
kommt es auf die Anwendung drauf an. Bei 1800 U/min sehe ich die meisten 
Stepper als suboptimale Lösung. Und wenn es wg dem Verschleiß ist, seit 
einiger Zeit gibt es bezahlbare BLDC.

MW

Autor: Winfried (Gast)
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Vexta ist z.B. ein renomierter Hersteller, schau da einfach in den 
Datenblättern nach. 1800 U/min sollte m.E. problemlos funktionieren. 
Deine Ansteuerung muss aber hohe Spannungen zur Verfügung stellen 
können, damit noch genug Strom bei diesen Frequenzen fließen kann.

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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>Deine Ansteuerung muss aber hohe Spannungen zur Verfügung stellen
>können, damit noch genug Strom bei diesen Frequenzen fließen kann.

Die Begründung ist nicht ganz richtig:
Man benutzt deswegen eine höhere Spannung, weil dies zur Erhöhung der 
Schrittfrequenz beiträgt. Ist der Motor in Ruhe, benötigt er eine 
wesentlich kleinere Spannung bzw. eine Strombegrenzung. Das macht man 
dann im Chopper-Betrieb.

Autor: Ingenieur (Gast)
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Moment, es hat schon was mit dem Strom zu tun: Bei hohen Freuqenzen ist 
nämlich der Anstieg der Sollkurve der Ansteuerung (Sin im Microsteop) 
größer, als das, was die Spannung durch die Spule treiben kann. Dann ist 
der Strom zu gering und das Drehmoment sinkt -> Schrittverlust! Höhere 
Spannung hilft hier.

Autor: Ingenieur (Gast)
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Noch ein Bildlein zur Verdeutlichung des Ausfalls der Stromregelung bei 
Schrittmotoren (Stromführung) für Freuqenzen oberhalb der Grenzfrequenz 
der Spule/Treiberschaltung. Mehr Spannung ließe die Anstiege steiler 
werden, sodaß höhere Frequenzen wieder möglich sind.

Autor: Christopher (Gast)
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@Falk und auch alle anderen

Ich möchte gern in max. 10ms einen Winkel von 0°-100° einstellen können. 
Das ganze in einer möglichst hohen Auflösung. Die Übersetzung von 
Motorzahnrad zu dem Zahnrad welches sich in besagter Zeit bewegen soll, 
sollte 1:2(oder höher) sein. Mit Servos hab ich noch gar nicht 
gearbeitet sind die teuer?

Danke

Christopher

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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...die Scheibenläufer von Portescap bieten hohe Drehmomente bei hoher 
Auflösung und Positioniergeschwindigkeit (Leider auch bei hohem Preis).
Aber auch die anderen Motörchen sind ganz interessant: www.portescap.com

Autor: Falk (Gast)
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@Christopher

>Ich möchte gern in max. 10ms einen Winkel von 0°-100° einstellen können.

Das klingt nach einer sehr ähnlichen Aufgabe, wie sie die Positionierung 
der Schreib/Lese Arme bei Festplatten machen muss. AFAIK wurde das 
früher mit Schrittmotoren gemacht, heute aber mit Servos, weil das 
wesentlich schneller und leiser ist. Details? Keine Ahung.

MFG
Falk

Autor: Dieter Werner (Gast)
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> heute aber mit Servos

meistens in Form eines (gebogenen) Linearmotors.

Autor: Christopher (Gast)
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Das ist ein guter Tipp mit der Festplatte, da könnte ich mal 
nachschauen.

Danke Christopher

Autor: Uli Huber (ulihuber)
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Hallo Christopher,

100° in 10ms ist vermutlich ein echtes Problem. Das klappt schon wegen 
der niedrigen Startfrequenzen der Stepper nicht.

Auch mit einem DC-Servo wird's da eng. Ich denke, wenn Du mit 100Hz 
random positionieren willst, kommst Du um ein VoiceCoil-System mit 
feedback nicht rum. Such mal im Web nach Laserscanner und Selbstbau.

Gruß
Uli

Autor: Christopher (Gast)
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@ Uli

Ja das mit den 10ms ist schon verdammt schnell. Ich brauch Sie aber 
leider für eine Regelung. Über die VoiceCoil Systeme hatte ich mich 
schon informiert die sind aber sehr teuer. Ich schau mal nach den 
Laserscannern.

Danke

Christopher

Autor: Alex E. (Gast)
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Hallo
es gibt s.g. Galvos, die in Laseranlagen verwendet werden. Die Motoren 
zittern regelrecht in ihrem Stellbereich herum.
Wie sieht es bei Schrittmotren im anderen Fall aus, also bei extrem 
langsamer Ansteuerung (ca. 10-30Hz)? Bei den meisten Schrittmotoren gibt 
es im Datneblatt eine Kurve Frequenz/Kraft. Ab etwa 100Hz beginnen diese 
Grafiken, der Bereich 0-100Hz ist nicht angegeben. Ist dieser Bereich 
zulässig für den Betrieb? Hupfen die Motoren dann mit ihrer maximalen 
Kraft Schritt für Schritt vorwärts?

Sorry für Offtopic, aber trotzdem Danke für eure Antworten
Gruß Alex

Autor: Olaf (Gast)
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> Ja das mit den 10ms ist schon verdammt schnell. Ich brauch Sie aber
> leider für eine Regelung. Über die VoiceCoil Systeme hatte ich mich
> schon informiert die sind aber sehr teuer.

Wenn es was industrielles werden soll dann wird es eben teuer...

Soll es was bastelmaessiges sein dann wuerd ich in der Tat ein 
Festplatte ausschlachten und den Motor daraus verwenden. Allerdings 
musst du dir dann wohl noch was einfallen lassen wo du die Istposition 
abgreifen kannst.

Letzeres hat uebrigens noch einen anderen Vorteil. Du kannst vor dem 
Aufbau in das Datenblatt der Festplatte schauen und weisst dann schon 
was die Mechanik kann. Solltest du dabei feststellen das dir die Platte 
zu langsam ist dann hast du ein Problem, weil Spurwechselzeit ein 
wichtiger Parameter bei Platten sind und die in grossen Stueckzahlen 
hergestellt werden. Etwas selber zu bauen das auch nur genausogut ist 
wird in Arbeit ausarten weil die Hersteller da schon jede Menge 
Gehirnschmalz reingesteckt haben und es selber nicht besser koennen.

Olaf

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Das wird verdammt eng, Servos brauchen mindestens 60ms, Festplatten 
haben keine 100°, für Galvos dürften selbste die 5mNm etwas zu viel sein 
hängt natürlich von der Dimensionierung ab. Als Positionsrückmeldung 
errinere ich mich an ein uraltes Elektor, die haben einfach ein weises 
Papierstückchen mit angeklebt und dann über eine Reflexlichtschranke die 
Neigung (Reflektion) ausgewertet (geht aber natürlich auch nicht über 
90°). Voice-Coil, Galvos, Festplatte ist imho alles das selbe zumindest 
von der zugunde liegende Technik.
Du könntest dir auch noch Drehspulmessgeräte ansehen, die sollte man 
auch ziemlich schnell treiben können. Die Tacho Anzeigen von Autos 
lassen sich vielleicht auch Tunen (Dämpfung entfernen, Zeiger ab ...) 
-wiebel

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