Welche Kombination ist sinnvoll, um bei geringer Geschwindigkeit ein möglichst hohes Drehmoment zu erzeugen?
Hohe Drehgeschwindigkeit mit Vollschritt und Planetengetriebe?
Hohe Drehgeschwindigkeit mit Microschritt und Planetengetriebe?
Langsame Geschwindigkeit mit Vollschritten?
Langsame Geschwindigkeit mit Microschritten?
Ich vermute, ich benötige ein Planetengetriebe. Was sagen die 1:x Werte aus? Bedeutet dies, dass das Drehmoment um den Faktor x erhöht wird, während die Geschwindigkeit um den Faktor x reduziert wird?
Wenn du die mal die Drehmomentkennlinie eines Steppers ansiehst siehst du das das Drehmoment bei steigender Drehzahl abnimmt.Also kleine Drehzahl und Microschritt. Bei den anderen Motorbauformen ist das anders.
Weil jeder andere Randbedingungen hat, die er auswertet um zu seiner lösung zu kommen und die Realität so aussieht, dass es einen Übergabepunkt gibt, ab dem die eine Lösung besser ist als die andere, während du blind nach einer Pauschallösung suchst, die für alles optimal ist.
während du blind nach einer Pauschallösung suchst, die für alles optimal
ist.
Ne, das nun nicht unbedingt. 10 Umdrehungen pro Minute reichen mir und das Drehmoment sollte möglichst ausgereizt werden. Ich gebe hier keine genaue Angabe, ich schaue einfach was ich je nach Preis / Leistung hier umsetzen kann.
mikrostep ist im Vergleich zu Vollschritt mit Drehmomentverlust
verbunden
Moin, da habe ich ganz andere Erfahrungen gemacht. Die Spule des Motors kann die meiste Energie bei einem Sinus aufnehmen, weil da die Frequenzen kleiner sind. Im Mikroschritt wird versucht, diese Sinuskurve nachzubilden. Kauf Dir einen günstigen Treiber beim Chinamann und probiere es aus. Hohe Drehzahlen sind beim Schrittmotor eher schwierig zu erreichen. Ich habe die besten Ergebnisse und ein ruhiges Laufen mit 1/8 Mikroschritt erreicht.
Gruß Carsten
Bei serioesen Schrittmotoren ist die Drehmomentkurve ja angegeben.
Bei einem Getriebe liegt die Drehmomentkurve unterhalb einer Geraden, d.h. waere das Getriebe reibfrwi, dann waere es die Gerade, in der Praxis gibt es noch die Reibung, der Grossteil wohl drehzahlunabhaengig, es bleibt also nahe einer flacheren Geraden.
Man kann also beide Kurven ueberlagern und mit der Kurve ohne Getriebe vergleichen. Natuerlich ist mit Getriebe ein hoeheres Moment erreichbar. Einfaxh gesagt darf die fallende Steigung des Motormomentes nicht groesser werden als die Getriebeuebersetzung, dann lohnt sich das Getriebe.
Bei Schrittmotor wichtig ist, dass bei hoeheren Drehzahlen ausreichend Spannung vom Treiber auf den Motor gegeben wird, dass schnell genug kommutiert werden kann. Ausserdem braucht es an der Motorwelle ausreichend Massentraegheit um auf Drehzzahlen zu kommen, sonst kommt die Kommutierung in Resonanz und der Motor bleibt ratternd stehen.
10 Umdrehungen pro Minute reichen mir und
das Drehmoment sollte möglichst ausgereizt werden. Ich gebe hier keine
genaue Angabe, ich schaue einfach was ich je nach Preis / Leistung hier
umsetzen kann.
Bei so geringer Drehzahl würd ich eher zu einem Schneckengetriebe raten, wenn Du die An- und Abtriebsachse nicht fluchtend haben musst.
Das lässt sich zur Not auch selber machen:
http://maksunaut.bplaced.net/schneckengetriebe.htm
Die Getriebeübersetzung vom Drehmaschinengetriebe, um den Schneckenrad-Rohling anzutreiben brauchts nicht unbedingt, der Gewindebohrer dreht das Schneckenrad aufgrund der Steigung selbstständig ("spielfreie", aber drehbare Lagerung vorrausgesetzt)
ich schaue einfach was ich je nach Preis / Leistung hier
umsetzen kann.
Am billigsten ist ein 30 Ohm Motor vom Restpostenhändler. Eignet sich nicht für hohe Schrittfrequenzen. Besser ohne Getriebe.
Das zweitbilligste sind Motoren, für die du kein brauchbares Datenblatt findest. Du weißt nicht, bei welcher Schrittfrequenz der Motor die höchste Leistung abgibt.
Getriebemotor, bei dem du alle Unterlagen zur Berechnung findest, ist halt am teuersten.
Das nächste Problem sind dann Resonanzen in der Mechanik. Je billiger die Konstruktion, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass der Motor stehen bleibt.
mikrostep ist im Vergleich zu Vollschritt mit Drehmomentverlust
verbunden
Klingt auch irgendwie logisch.
Ist aber weitgehend Unsinn.
Die Blockkommutierung... Verzeihung: der Vollschrittbetrieb
liefert durch das harte Ein- und Ausschalten primär die
mechanischen Oberwellen, die ganz wunderbar mechanische
Resonanzen im Aufbau anregen können.
Bei der Sinuskomm... Entschuldigung: im Mikroschrittbetrieb
entspricht der Strom- und damit der Drehmomentenverlauf
ungefähr der tatsächlichen Motorbewegung; man hat deshalb
VIEL weniger Ärger mit mechanischen Resonanzen.
Das würde bedeuten Vollschritt und Planetengetriebe.
So ganz verstehe ich die Diskussion sowieso nicht:
Gewünschtes Drehmoment und gewünschte Drehzahl definieren
die notwendige (mechanische) Motorleistung.
Vernünftige Stirnradgetriebe haben recht hohe Wirkungs-
grade, setzen also kaum mechanische Leistung in Wärme
um, sondern reichen den weitaus größten Teil der
Leistung zum Abtrieb durch -- allerdings kann man
durch Wahl der Übersetzung Drehzahl und Drehmoment in
weiten Bereichen anpassen.
Schneckenradgetriebe haben zwar schlechten Wirkungsgrad,
erlauben aber extreme Verhältnisse mit nur einer
Getriebestufe.
Worin besteht die Unklarheit?
Ne, das nun nicht unbedingt. 10 Umdrehungen pro Minute
reichen mir und das Drehmoment sollte möglichst ausgereizt
werden.
Und warum muss es unbedingt ein SCHRITTMOTOR sein? Worin
besteht die Positionierungsaufgabe?
Ich gebe hier keine genaue Angabe, ich schaue einfach
was ich je nach Preis / Leistung hier umsetzen kann.
Naja.
Staubsaugermotor und billiges Getriebe wird vom
Preis/Drehmoment-Verhältnis her nicht zu schlagen sein,
denke ich.
Für hohe Schrittgeschwindigkeit solltest du einen Motor mit maximal 2V
Nennspannung nehmen. Mit Konstantstromquelle und 10-facher Spannung
betreiben.
Ich benötige eine äußerst niedrige Geschwindigkeit und möglichst viel
Drehmoment.
Was verstehst du unter "äußerst niedrige Geschwindigkeit"?
Ein Schrittmotor gibt die maximale Leistung bei der Drehzahl ab, bei der die Kennlinie anfängt abzuknicken (wegen P=2pin*M). Deswegen nutzt man gerne hohe Versorgungsspannungen, weil sich dann der Knick in der Kennlinie nach rechts verschiebt, man also mehr Leistung aus dem Motor herausholen kann.
Ich interpretiere "äußerst niedrige Geschwindigkeit" mal so, dass du deutlich unterhalb dieses Knicks arbeiten willst. Dann ist ein Getriebe mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad gefragt, z.B. ein Planten- oder Harmonic-Getriebe (teuer), aber eben kein Scheckengetriebe. Weitere Möglichkeiten sind die Verwendung eines Motors mit großem Querschnitt (Nema 34 statt Nema 17), sowie Motoren mit niedrigem Schrittwinkel (0,9° bzw. 3- oder 5-phasige Motoren mit 1,2° bzw. 0,72° Vollschritt).
Was verstehst du unter "äußerst niedrige Geschwindigkeit"?
Ein Schrittmotor gibt die maximale Leistung bei der Drehzahl ab, bei der
die Kennlinie anfängt abzuknicken (wegen P=2pin*M). Deswegen nutzt man
gerne hohe Versorgungsspannungen, weil sich dann der Knick in der
Kennlinie nach rechts verschiebt, man also mehr Leistung aus dem Motor
herausholen kann.
Ich interpretiere "äußerst niedrige Geschwindigkeit" mal so, dass du
deutlich unterhalb dieses Knicks arbeiten willst. Dann ist ein Getriebe
mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad gefragt, z.B. ein Planten- oder
Harmonic-Getriebe (teuer), aber eben kein Scheckengetriebe.
Es war doch nicht nach der Leistung, sondern nach dem Drehmoment gefragt.
Deswegen nutzt man ja ein Getriebe, damit man eben nicht so weit unter den "Knicks" kommt, wo man keine Leistung mehr hat. D. h. man betreibt den Motor mit maximaler Drehzahl und somit Leistung (auch gern mit mehr Spannung), mit dem Getriebe reduziert man dann die Drehzahl auf den gewünschten Wert, oder eben das Drehmoment auf den gewünschten Wert, je nach dem. Von hochdynamischem Betrieb war ja auch nicht die Rede, von dem her brauchts auch kein ultra Spezialgetriebe, ausser man möchte den Bauraum speziell nutzen.
Dann ist ein Getriebe
mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad gefragt, z.B. ein Planten- oder
Harmonic-Getriebe (teuer), aber eben kein Scheckengetriebe.
Deswegen habe ich mir mal ein 1:50 Nema23 Planetengetriebe bestellt und werde sehen wie das funktioniert.
Es war doch nicht nach der Leistung, sondern nach dem
Drehmoment gefragt.
...und genau das ist Blödsinn: Mit einem Getriebe 1:1'000'000
kann man auch ein Drehmoment von 1MNm erzeugen -- allerdings
nur mit einer Umdrehung pro Monat...
Es war doch nicht nach der Leistung, sondern nach dem
Drehmoment gefragt.
...und genau das ist Blödsinn: Mit einem Getriebe 1:1'000'000
kann man auch ein Drehmoment von 1MNm erzeugen -- allerdings
nur mit einer Umdrehung pro Monat...
Ja aber genau das war doch die Frage:
"...um bei geringer Geschwindigkeit ein
möglichst hohes Drehmoment zu erzeugen?"
Soll heissen...Umdehungsgeschwindigkeit ist egal, hauptsache das Moment ist möglichst hoch. Oder hab ich da was falsch verstanden?
Und den Motor hat er ja schon, d. h. die maximale Leistung ist bereits vorgegeben.
max. Drehmoment Motor * Übersetzungsverhältnis Getriebe = max. Drehmoment Abtrieb
Wenn Du die Drehzahl am Abtrieb dann über den Motor von 8 rpm auf 2 rpm runter stellst, bleibt das Drehmoment gleich, jedoch hast Du halt dann weniger Leistung, weil wie Thorsten schon schrieb: P=2pin*M; siehe auch Bild anbei
mikrostep ist im Vergleich zu Vollschritt mit Drehmomentverlust
verbunden
Klingt auch irgendwie logisch.
Ist aber weitgehend Unsinn.
kannst du diese liebevolle Aussage auch begründen?
Erst Mal hat ein Sinussignal integriert weniger Strom als ein Rechtecksignal. Das kann man natürlich kompensieren indem man den Spitzenstrom um den Faktor Wurzel 2 hochdreht.
Dabei muss man aber beachten den Strom wieder zu reduzieren wenn der Motor steht.
mikrostep ist im Vergleich zu Vollschritt mit Drehmomentverlust
verbunden
Klingt auch irgendwie logisch.
Ist aber weitgehend Unsinn.
kannst du diese liebevolle Aussage auch begründen?
Die Begründung ist weiter oben schon gegeben worden.
Erst Mal hat ein Sinussignal integriert weniger Strom als ein
Rechtecksignal. Das kann man natürlich kompensieren indem man den
Spitzenstrom um den Faktor Wurzel 2 hochdreht.
Dabei muss man aber beachten den Strom wieder zu reduzieren wenn der
Motor steht.
Nein, muss man nicht. Rechne mal nach ;) Wenn eine Phase auf dem Spitzenwert vom Sinus ist, ist der Cosinus (also die andere Phase) Null. Die Verlusleistung bezogen auf den ganzen Motor ist also konstant, egal in welchem Mikroschritt der Motor angehalten wird.
Eine Stromabsenkung im Stillstand ist natürlich trotzdem sinnvoll. Aber aus den gleichen Gründen wie bei Voll- oder Halbschritt.
Das Dokument ist wild ohne ordentliche Zitate aus diversen Quellen (u.a. alte Datenblätter von ST) zusammenkopiert. Der Autor hat offensichtlich keinen nennenswerten eigenenen Beitrag geleistet. Was willst du mit dieser "Quelle" genau beweisen?
Es war doch nicht nach der Leistung, sondern nach dem
Drehmoment gefragt.
...und genau das ist Blödsinn: Mit einem Getriebe 1:1'000'000
kann man auch ein Drehmoment von 1MNm erzeugen -- allerdings
nur mit einer Umdrehung pro Monat...
Ja aber genau das war doch die Frage:
"...um bei geringer Geschwindigkeit ein möglichst hohes
Drehmoment zu erzeugen?"
Sachlich richtig -- aber das ist eben eine bescheuerte
Frage, weil die Antwort darauf die Unendlichkeitsmaschine
ist... (beliebig viel Drehmoment bei ungefähr 0 U/min).
Und den Motor hat er ja schon, d. h. die maximale Leistung
ist bereits vorgegeben.
Naja, dann kann der TO ja ausrechnen, welches Drehmoment
er bei den gewünschten max. 10U/min herausbekommt.
mikrostep ist im Vergleich zu Vollschritt mit
Drehmomentverlust verbunden
Klingt auch irgendwie logisch.
Ist aber weitgehend Unsinn.
kannst du diese liebevolle Aussage auch begründen?
Ich dachte, das hätte ich schon...?!
Erst Mal hat ein Sinussignal integriert weniger Strom
als ein Rechtecksignal. Das kann man natürlich
kompensieren indem man den Spitzenstrom um den Faktor
Wurzel 2 hochdreht.
Richtig.
Dabei muss man aber beachten den Strom wieder zu reduzieren
wenn der Motor steht.
Jein: Der Schrittmotor hat (i.d.R.) zwei Stränge, die sich
elektrisch wie Sinus und Cosinus verhalten.
Soll heißen: Man hat NIEMALS volle Leistung auf beiden
Strängen -- es ist im Gegenteil so, dass die gesamte Verlust-
leistung konstant ist, und zwar für jeden beliebigen
(elektrischen) Winkel. Das liegt einfach daran, dass der
Radius eines Kreises für alle Punkte auf dem Kreis konstant
ist...
Das alles gilt nur theoretisch, in der Praxis gibt es
durch weitere Verluste ein geringeres Drehmoment als
im Vollschrittbetrieb
Ja; durch den Stromchopperbetrieb entstehen zusätzliche
Verluste. Das macht aber nur ein paar Prozent aus (m.W.
unter 10%).
Um diesen 10% gerecht zu werden, schrieb ich auch "ist
weitgehend Unsinn" und nicht "ist kompletter Unsinn" :)
Der geringe Verlust ist natürlich da, aber so knapp, dass
der ins Gewicht fällt, sollte man seinen Antrieb sowieso
nicht auslegen...
Ansonsten hat ein halbwegs stetiges Drehfeld (vulgo: Mikro-
schrittbetrieb) deutlich mehr Vor- als Nachteile.
Soll heissen...Umdehungsgeschwindigkeit ist egal, hauptsache
das Moment ist möglichst hoch.
Ich brauche ca. 2 bis 8 RPM.
Okay, immerhin ein Anfang. Der gute Wille ist erkennbar.
Nehmen wir mal großzügig 12 U/min an, das sind gerade
0.2 U/s, wenn ich mich nicht verrechnet habe.
Jetzt die andere Hälfte: Welches Drehmoment brauchst Du?
(Eine konkrete ZAHL bitte -- und nicht "Möglichst viel"!
Die Schiffswelle, die "möglichst viel" Drehmoment aushält,
passt nicht in Dein Wohnzimmer!)
Jetz sehs doch nicht so eng.
Die Frage war doch, mit welcher Kombination man niedrige Drehzahl und hohes Drehmoment aus einem Schrittmotor rausholt. Erst mal unabhängig von irgendwelchen konkreten Werten. Seine Frage hätte man ganz einfach mit 1, 2, 3 oder 4 beantworten können ;-)
Wenn er sagt, er braucht 12 1/min. bei 100 Nm...dann sind das ~260 W.
Er hat aber schon einen Motor...keine Ahnung der hat meinetwegen nur 200 W.
Der Motor samt Getriebe schafft dann halt nur ~76 Nm bei 12 1/min.
Deine Rechnung macht sinn, wenn man noch keinen Motor hat^^
Wenn er natürlich rauslassen würde, was er schon hat, und was er genau braucht, oder damit machen will, kann man Ihm natürlich noch besser helfen.
Denn ich bezweifle stark, dass er weiß, wieviel Drehmoment er am Abtrieb braucht.
Hohe Drehgeschwindigkeit mit Microschritt und Planetengetriebe?
Da ich nur Umdrehungen von 2 bis 8, maximal 10RPM benötige habe ich nun ein 1:50 Planetengetriebe montiert. Microschritte und als absolutes Maximum 1000RPM am Schrittmotor und alles läuft bestens.
Kann sein, dass ich nun übertrieben viell Drehmoment habe aber das ist egal.
