Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Wie schließe ich einen 5-pol Stepper an?
Hallo,
ich bin ein Rundum-Anfänger, d.h. Nichtelektroniker und dass µC's nette Spielzeuge sein können, weiß ich auch erst seit kurzem.
Ich habe schon viel gelesen (u.a. auch hier), aber seit mir jemand gesagt hat, dass PWM nur zur Steuerung von DC-Motoren taugt, scheint mir, als ob ich nix kapiert hätte.
Aus einem ausgeschlachtetem Drucker habe ich 2 Stepmotoren. Einer ist ein Minebea PM35 mit 6 Anschlüssen. Für den habe ich ein Datenblatt gefunden und denke, dass ich den bipolar betreiben könnte, wenn ich die Mittelabgriffe nicht beschalte.
Der andere ist doppelt so groß und nennt sich 55SPM25D7YD - für den konnte ich leider nix finden. Am Anschlussfeld ist eine Miniplatine, bei der die Mittelabgriffe schon zusammengeführt sind, sodass am Stecker nur noch 5 Pole ankommen.
Jetzt weiß ich nicht, wenn ich den bipolar beschalte, gibt das einen Kurzen über den Mittelabgriff, oder paßt das?
In den ganzen Beispiel-Schaltungen die ich in den Datenblättern gefunden habe, ist der Pluspol auf den Mittelabgriff gelegt worden und die restlichen Adern werden jeweils gegen Masse geschaltet.
- Gibt es einen IC, der sowas kann? oder muss eine solche Schaltung per Leistungstransistor durchgeführt werden?
- Wenn's denn die Leistungstransistoren sein müssen, kann mir jemand mal bitte erklären, wie das schaltungstechnisch mit dem Artikel "Phasen EPROM" geht?
Ich weiß nicht mehr, wie oft ich das jetzt durchgelesen habe, aber mir fehlt einfach noch was zum Verständnis. Den 7-Bit-Zähler habe ich (glaub ich) noch verstanden, aber spätestens beim 6bit-Zähler war Essig. Ebenso mit den, dem Eprom nachgeschalteten, Bauteilen.
Die Gruppe L297 und Co bietet ja noch eine Stromregelung an. Könnte mir jemand bitte erklären, wie die funktioniert?
Ließe sich so eine Stromregelung auch in eine Massenschaltung mit Leistungstransistoren "einbauen"?
Hallo
In den ganzen Beispiel-Schaltungen die ich in den Datenblättern gefunden habe, ist der Pluspol auf den Mittelabgriff gelegt worden und die restlichen Adern werden jeweils gegen Masse geschaltet.
In welcher Beispielschaltung hast Du denn das gesehen ?
Die Gruppe L297 und Co bietet ja noch eine Stromregelung an. Könnte mir jemand bitte erklären, wie die funktioniert?
Ließe sich so eine Stromregelung auch in eine Massenschaltung mit Leistungstransistoren "einbauen"?
Mr Google und die Forumsuchfunktion erklären Dir das sicher gerne.
LG
Rubi
Zum Beispiel findet man das:
https://www.roboternetz.de/wiki/pmwiki.php?n=Main.Schrittmotoren
Hi,
also bei 5 Anschlüssen würde ich mal ganz klar auf einen unipolaren Motor tippen. Und bei dem braucht man die Schaltung L297/L298 nicht, da eine Umpolung nicht erforderlich ist. Eine taugliche Beschaltung gibt es z.B. unter
www.vb-fun.de -> Tutorials -> Schrittmotor-Ansteuerung
Dort wird tatsächlich der Mittelabgriff auf Plus gelegt und die Masse über den ULN 2803 auf die restlichen Anschlüsse zugeschaltet. Allerdings ist dann eine 2-bit-Ansteuerung (z.B. vom Parallelport aus) erforderlich.
Eine bipolare Beschaltung könnte möglich sein, wenn man die Mittelabgriffe trennt. Aber da liegen mir leider keine Erfahrungen vor.
Tomizz
Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!
In welcher Beispielschaltung hast Du denn das gesehen ?
In den Datenblättern von Minebea und Pollin, sowie in den Schrittmotor-Grundlagen von Christian Fuchs (über google gefunden), um nur einige zu nennen.
Ferner habe ich die Datenblätter von L297, L298, L293 und L6506 runtergeladen und gelesen. Das Problem, welches ich mit vielen Datenblättern habe: zum einen ist alles Englisch und dann ist es noch aus einem Wortschatz, der mir weder geläufig ist, noch in verfügbaren Lexikas zu verständnisvollen Begriffen führt.
Ich bin nun mal kein Elektroniker, dem ein Blick auf den Schaltplan genügt, um zu wissen, wie ein Baustein intern funktioniert.
z.B. habe ich bis heute keine (für mich verständnisvolle) Übersetzung von "latch" gefunden. Es kommt in fast jedem Datenblatt vor und ich habe schon eine schwammige Vorstellung, was das bedeuten könnte, aber genau weiß ich es nicht. Die Begriffe, die ein Lexikon ausspukt finde ich wenig passend.
Hier im Forum habe ich auch schon etliches gelesen, aber den Link von "Gast" muss ich wohl überblättert haben.
Könnte mir vielleicht trotzdem jemand erklären, wie das mit dem Phasen-EProm genau funktioniert? Insbesondere der zweite Zählbaustein?
Wie wird der angeschlossen?
Danke Tomizz!
Unsere Antworten haben sich wohl überschnitten.
Hört sich erstmal gut an. Danke.
Hm - dank Euch allen.
Ich glaube, ich hab ein bischen was verstanden - dank WIKI.
Das mit dem Mittelabgriff auf Masse - die Info hat mir gefehlt.
Für mich waren L293 und Co Bipolar-Treiber.
Wenn man's weiß, ist vieles so einfach - man glaubt es kaum.
In dem Phasen Eprom sind die benötigten Informatioenen im Speicher abgelegt und über 13 Adressleitungen adressiert.
Die unteren 7 Leitungen (LSB) geben die Phase des PWM-Systems an während die oberen 6 Leitungen (MSB) die Phasenlage des Schrittmotors im Mikroschrittmode angeben.
Da die Adressleitungen in einer solchen Anwendung willkürlich zugeordnet werden können ist die Verteilung auf LSB und MSB nur der Übersichtlichkeit halber so gewählt.
Die Phasenprom Schaltung ist etwas unüblich und nicht unbedingt als Einstiegsmodell zum Betrieb von Schrittmotoren anzusehen.
Bezüglich der Treiberschaltungen wurde auch schon einiges gesagt.
Wichtig ist wohl erst einmal festzustellen, welcher Strom erforderlich ist und ob unipolar oder bipolar angesteuert werden soll. Bipolar ist leistungsmäßig die effizientere Ansteuerung bei der die Treiber etwas aufwendiger sind. Bis ein paar 100mA gehen viele integrierte Treiber.
Dann sollte man feststellen ob mit Spanungen angesteuert werden kann, oder, ob eine Stromsteuerung für die höhere Drehzahl gebraucht wird.
Bei einer Spannungsansteuerung kann man PWM für die Mirkoschritte einsetzen (siehe Phaseneprom) bei der Stromansteuerung nimmt man PWM für die Stromregelung.
Manfred
über 13 Adressleitungen adressiert.
jetzt wird's Tag!
Die Info hat mir gefehlt.
Bei µC's werden ja i.d.R. serielle Eproms eingesetzt. War mir recht schnell klar, dass es ein paralleles Eprom sein müsste.
Die parallelen Teile, die ich gefunden habe hatten 8 Pins um die Adresse anzulegen und 8 Pins für die Datenleitung.
Das heißt, ich brauche ein "doppelt breites" Eprom?!?
Die Phasenprom Schaltung ist etwas unüblich
Davon bin ich ausgegangen, nur hat mir das Prinzip sehr gefallen.
Dann sollte man feststellen ob mit Spanungen angesteuert werden kann, oder, ob eine Stromsteuerung für die höhere Drehzahl gebraucht wird.
Hm - ich bin doof. Wie kann ich das feststellen?
Ich möchte über einen Zahnriemen einen (Mini-)Aufzug betreiben, mit dem ich ca. 1-1,5kg auf 1-1,5m/s beschleunigen und abbremsen kann.
Jedes Stockwerk soll über Lichtschranke identifiziert werden.
Der Motor soll (über Zahnrad) eine 20mm Riemenscheibe (HTD 5M) antreiben, der Aufzug gleitet auf Linearführungen.
Wenn's zu schwer wird, hab ich mir gedacht, ein Gegengewicht auf der anderen Riemenseite zu befestigen.
Keine Ahnung, ob die Motoren dafür ausreichen.
Auf jeden Fall wollte ich mit den "alten" Teilen mich erstmal in die Materie einarbeiten.
Die parallelen Teile, die ich gefunden habe hatten 8 Pins um die Adresse anzulegen und 8 Pins für die Datenleitung.
Das heißt, ich brauche ein "doppelt breites" Eprom?!?
Kaum, die guten alten 64k EProms, (Stand der Technik liegt bei 1M-4M) haben 2^13 bytes.
Dann sollte man feststellen ob mit Spanungen angesteuert werden kann, oder, ob eine Stromsteuerung für die höhere Drehzahl gebraucht wird.
Man kann jeden Schrittmotor mir U = I * R ansteuern. Der Strom stellt sich nach L/R ein wenn er sich nicht schnell dreht und die induzierte Spannung nicht berücksichtigt zu werden braucht. Soll es schneller gehen, dann benötigt man Stromansteuerung. (Also mit höherer Spannung ansteuern, schnellerer Stromanstieg und Regelung wenn der Sollwert erreicht ist, soetwas macht der L298.)
Für die weitere Auswahl sollte man einmal die Leistung bestimmen die der Motor aufzubringen hat, bzw das Moment und die Drehzahl. Dann sieht man sich an mit welchem Motor soetwas geht und welche Ansteuerung dazu benötigt wird.
Manfred
Hallo Manfred,
vielen Danke für Deine Aufmerksamkeit!
Kaum, die guten alten ...
Hm - ich gehör zwar selbst zu den (guten?) alten ... habe aber keinen Plan, wovon Du redest.
Ich habe EProms mit 13 Adresspins gefunden - nur eben leider entweder als UV-Variante oder als OTP, was sich für mich auch nicht besser anhört.
Aber egal, ich habe inzwischen auch jemand gefunden, der so Teile als Dienstleistung beschreibt - also nicht wirklich ein Problem.
Man kann jeden Schrittmotor mir U = I * R ansteuern.
Danke für die Erleuchtung.
Also wenn man die Wirbelstrom-Effekte vernachlässigen kann, redet man von Spannungssteuerung? (PWM für DC-Motoren ist spannungssteuerung?)
Hm, ich denke, dann benötige ich wohl eine Stromsteuerung.
Selbst auf die Gefahr hin penetrant zu wirken - ich würde die Phaseneprom-Geschichte gerne verstehen. Wenn man mal den Leistungsteil danach wegläßt ...
Also, beide Zähler sind für die Adressleitungen.
Warum kann man dann die Geschwindigkeit variieren, indem ein Zähler mit einer Festfrequenz arbeitet und der andere variabel gepulst wird?
Sollten nicht beide Zähler synchron laufen?
Die Leistungsbestimmung habe ich folgendermaßen überschlagen:
Um mit einem Zahnriemen mit einer 20er Riemenscheibe 1,5m/s zu bekommen, muss die Zahnscheibe sich mit ca. 14,5k U/min drehen.
Ich schätze, da kann ich die Geschichte mit dem Zahnrad vergessen.
Muss die Riemenscheibe wohl direkt antreiben.
Wenn ich das im Datenblatt richtig verstanden habe, hat der Minebea ein Drehmoment von 3,5Kg/cm - würde also wahrscheinlich ausreichen um ein Kilo anzuheben. Der andere (mir unbekannte) Motor ist doppelt so groß, sodass ich die Hoffnung hege, dass er auch etwas leistungsstärker ist.
Wie sich das Gewicht bei Beschleunigung vergrößert, kann ich leider nicht abschätzen (ob Faktor 2 reicht?), ebensowenig ob ich ne Drehzahl von knapp 150000 U/min hinbekomme. Mal sehen.
Wird wohl noch ne Woche dauern, bis die Teile kommen, sodass ich mit dem Testen anfangen kann.
Inzwischen habe ich nachgelesen, den L297 kann man wohl bis nahezu 20 MHz takten, beim L298 ist bei 40 kHz Schluss. Auf dem unbekannten Motor steht nix von Strom oder Spannung. Einzig 7,5deg und 13 Ohm ist zu lesen und dass er vom November 94 stammt.
150000 U/min
Hier hast du dich wohl verschrieben. Das ist wohl utopisch mit Schrittmotoren, selbst wenn du noch ne Null wegstreichst bleibts utopisch.
Welcher Schrittmotor soll das denn schaffen?
Ähm - *rotwerd* - da hab ich mich nicht nur verschrieben, sondern auch noch verrechnet. 20mm sind ja 0,02m also sind es nur 1450 U/min - dürfte also eher eine Lachplatte für einen Stepper sein?!?
Hey, dann könnte ich ja sogar die 2m/s anpeilen (mit knapp 2000 U/min).
Hier* ist ein ganz normaler Stepper beschrieben (naja schon kein schlechter), der Vorteil ist, es ist ein relativ kompletter Datensatz, den ich mir schon mal für eine exemplarische Analyse herausgesucht habe.
So mit 2000 Schritten pro Sekunde hat er noch nicht zu viel vom Drehmoment eingebüßt.
200 Schritte pro Umdrehung, da bleiben 10 Umdrehungen pro Sekunde das macht 120Upm. (Es geht auch noch schneller mit Steppern, etwas schneller.)
* http://www.eminebea.com/content/html/en/hybrid_list/pdf/23lm_c.pdf
Also wenn man die Wirbelstrom-Effekte vernachlässigen kann, redet man von Spannungssteuerung?
Wirbelstrom kann man das nicht nennen, es ist ein ganz gerichteter und meßbarer Feldaufbau, aber so in der Art, ungefähr.
nur eben leider entweder als UV-Variante
- Ich meinte UV Eproms billige ICs mit massig Phaseninformation zum Realtime-Abruf.
Warum kann man dann die Geschwindigkeit variieren, indem ein Zähler mit einer Festfrequenz arbeitet und der andere variabel gepulst wird?
Sollten nicht beide Zähler synchron laufen?
Das eine ist ein stures synchrones durchzählen der Zeit-Phase für konstanten Raumwinkel. Darüber asynchron überlagert wird der Raumwinkel durchgezählt.
Sind die Zeitphasen Bitmuster für aufeinander folgende Raumwinkel aufeinander abgestimmt, dann ergibt sich er Übergang von einen Raumwinkel auf den nächsten ohne Sprung. Dazu sollte man sich verdeutlichen, dass sich die Zeitphasen Bitmuster für benachbarte Raumwinkel von ihren 128 bit nur in etwa 1-3 bit unterscheiden.
Bei hohen Drehzahlen können sogar Raumwinkel übersprungen werden. In dem ganzen Eprom ist keine große Entropie. Was drin steht ist mit ein paar Worten gesagt. Es sieht aus wie eine Ebene mit ganz flachen Wellen. Die große Zahl an bits sorgt nur dafür dass das richtige schnell herausgesucht wird.
Unter dem Aspekt wurde die Schaltung entworfen, schon auch als ein philosophischer Meilenstein im Wechselspiel zwischen Controllerlösung und Logiklösung. Hier wird die Logiklösung bis zum Speicher gesteigert (übersteigert?), in dem jedes Bit das zeitlich und durch die Raumphase erfordert wird, einzeln durch Hardware realisiert ist. Es ist ein Beispiel das wirklich funktioniert und schneller und mit geringerer Komplexität an Bausteinen seine Aufgabe erfüllt. Ob es gleichzeitig eine geeignete Einstiegslösung in die Schrittmotortechnik ist, will ich nicht beurteilen.
Manfred
Guten Morgen Manfred,
dank Dir, dass Du Dir nochmal Zeit genommen hast, mir zu antworten!
Schätze ich bin ganz schön auf dem Holzweg ...
Ich hab gerade nochmal die Datenblätter von Minebea angeschaut -
sch... Potenzprobleme!
Erst verrechne ich mich bei dem Umfang und dann auch noch beim Drehmoment. 350 * 10 hoch -4 Nm entspricht dann wohl 350 g/cm - Yo.
Wenn in den Drehmoment-Tabellen nur Drehmomente bis 1200 Hz aufgeführt sind - heißt das wohl: Ende der Fahnenstange?
Nachdem ich gelesen hatte, dass Du mit Deiner Phaseneprom-Lösung einem Stepper die 10.000 U/min beigebracht hast, dachte ich: das ist der Weg (war aber wohl ein Spezial-Stepmotor?).
Läuft dann doch wohl eher auf einen DC-Getriebemotor mit Lochscheibe (für die LS) raus? Die 1500 U/min peile ich auf jeden Fall als minimales Maximum an.
Naja, auch nicht schlecht.
Jedenfalls habe ich viel gelesen in letzter Zeit und manchmal sogar etwas verstanden (wenn auch längst nicht soviel, wie ich wollte). Schätze, der richtige Lerneffekt kommt erst mit den Fehlern, die man auch tatsächlich macht ...
Guten Morgen,
das Diagramm von Manf hat mich auf die Idee gebraucht sowas auch auf die WIKI Seite zu stellen. Ich hab mal eines raus gesucht wo man die Abhängigkeit von Drehmoment und Umdrehungen gleich auf einem Blick sieht.
Das ist natürlich bei jedem Motor etwas anders, allerdings ist der Kurvenverlauf immer sehr ähnlich.
https://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/stepperdrehmoment.gif
https://www.roboternetz.de/wiki/pmwiki.php?n=Main.Schrittmotoren
Schrittmotoren sind doch meistens recht langsam laufende Motoren. Wenn sie stark genug sind spart man ein paar Übersetzungen im Geriebe.
Der Testmotor mit dem ich die hohen Frequenzen des Phasen Prom getestet habe war ein Synchronmotor für Polygonspiegel aus Laserdruckern.
Ein schönes Diagram hast Du da Frank, wenn es schon im Wiki ist, dann kann ich die Untersuchug vielleicht auch damit machen. Kannst Du mir noch den Motortyp nennen oder die Quelle für das Datenblatt?
Manfred
@Manf: Leider kann ich dir nicht mehr konkret sagen zu welchen Motor das Diagramm gehört, es war ein Nanotec Motor. Bei Nanotec kann man fein zu jedem Motor das Diagramm abgrufen und Vergleiche anstellen.
Hier ein ähnliches:
http://www.nanotec.de/media/Kennlinie-ST4209X1004.pdf
Hier findet man eine Liste einiger Motoren/Diagramme. Für den Hobby-Bereich sind die allerdings nicht immer erschwinglich:
http://www.nanotec.de/page_zweiphasen__de.html
Gruß Frank
Ok, nach dem Drehmoment ist er leicht zu finden.
Typ: SH4009M0906-
Spulenverschaltung: bipolar, seriell
Spannung(V DC): 4,24
Strom proWicklung (A): . 0,64
Haltemoment(Nm): 0,167
Widerstand pro Wicklung (Ohm) : 6,6
Induktivität pro Wicklung (mH) : 14,4
Rotorträgh. Moment (gcm2) : 24
Gewicht (kg) : 0,24
Länge "A" (mm) : 37
Verfügbarkeit(*):S+
Preis 1: 45,90 € .....2: 42,60 € .....10: 39,00 € .....25: 32,10 €
Hallo und vielen Dank für Eure Antworten!
Whow, die HP von nanotec ist echt gefährlich!
Wunderbar, mit dem Motoren-Assistenten - allerdings kann man bei den Features schnell schwach werden und so sein Budget aus den Augen verlieren.
Da gibt es doch tatsächlich Stepper, die über 2000 U/min erreichen bei einem Anzugsdrehmoment von 1Nm. Das ganze dann noch mit einer elektromagnetischen Bremse versehen - der Traum für meinen Anwendungsfall und der Alptraum für meinen Finanzminister.
Aber gut, ohne Träume kommt man auch nicht weiter!
Ich danke Euch für die vielen Hinweise.
Muss jetzt erstmal warten, bis meine Bauteile alle da sind und dann gehts ans testen. Werde wohl mit einen DC-Motor aus der Modellbau-Ecke anfangen. Da gibt es welche, die knapp bis 20k U/min drehen.
Mal sehen, wie es mit der Kraft bei einer Getriebe-Untersetzung auf 1500 U/min aussieht.
Jedenfalls weiß ich jetzt, wenn alle Stricke reißen, wo ich nen Stepper finde, der meine Anwendung trägt (wird dann wohl eher einer aus der SH86xx- oder ST87xx-Reihe werden).
Der Preis für die Bremse ist auch kein Pappenstiel, sodass ich wohl doch bei meiner Eigenbau-Bremse bleiben werden.
Nochmals Danke für Eure Aufmerksamkeit.
Wenn es auch gebrauchte oder Auslaufmodelle sein dürfen, mit nicht so genauen Datenangaben kannst Du ja auch noch mal bei MIR Elekronik vorbeischauen.
Manfred
Hallo Manfred,
Danke für den Tip!
Ich hab mir das Angebot mal angeschaut - so richtig passt nix.
Also die nanotec-Seiten haben es mir wirklich angetan.
Für jemand wie mich (null Ahnung) haben die sogar Rundum-Sorglos-Stepper.
Bei den "Industrie"-DC-Motoren habe ich das Problem, dass mir die Teile einfach zu schwer sind. Ein Motor, der 1kg wiegt ist eigentlich schon jenseits der Schmerzgrenze - verdoppelt er doch die bewegte Masse, die vertikal beschleunigt werden muss. Da muss es schon ein Wahnsinns-Kraftpaket sein.
Und so einem DC-Motor 100A zuzuführen sprengt auch die Kapazitäten meines Projektes.
Leider haben die Modellbau-Motoren nur eine Watt-Angabe. Das Drehmoment muss man/ich dann kwasi experimentell ermitteln. Zum Glück gibt es die Teile rel. günstig, sodass man schon einen Fehlkauf verkraften kann.
Dann muss ich wohl auch meine Ansicht korrigieren.
Ich dachte, meine Vorstellungen wären Tagesgeschäft im Maschinenbau.
Jetzt muss ich feststellen, dass ich mich schon fast zu den Grenzgängern zählen muss ...
... das kann heiter (?) werden.
Dann schau dir die nochmal an:
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/index.php?cPath=69
Der mittlere
Minebea Schrittmotor 7V / 0,58A ist allerdings fast ausverkauft
Und so einem DC-Motor 100A zuzuführen sprengt auch die Kapazitäten meines Projektes.
Leider haben die Modellbau-Motoren nur eine Watt-Angabe. Das Drehmoment muss man/ich dann kwasi experimentell ermitteln.
Es gibt die Beziehung P = M * w mit
Leistung P
Moment M
Kreisfrequenz w = 2*Pi*f (in Hz oder pro sekunde)
wenn Du also weißt wie groß die Drehzahl in w ist und das Moment, dann kannnst Du die erfoderliche Leistung berechnen, oder umgekehrt.
Das wäre ein Einstieg.
100A kommen eher selten vor wenn 1kg bewegt werden soll.
Manfred
Hallo,
Vielen Dank für Eure Unterstützung!
So wie ich es (aus diesem Thread) verstanden habe, ist das Drehmoment wohl kein Problem. Das kann wohl jeder 2. Stepper.
Die von mir gewünschte Drehzahl / Beschleunigung scheint eher ein Problem zu werden. So befasse ich mich garnicht mehr mit Steppern, bei denen ich kein Datenblatt mit einer Frequenz / Umdrehungs-Angabe finde.
Bei den erwähnten Industrie-DC-Motoren scheint es ähnlich zu sein. Ich hab jetzt einige Hersteller durch, bei denen die Motoren um 2000 U/min eben in der Gewichtsklasse über 2 Kilo lagen, bei einem Anlaufstrom zwischen 70 und 100 Ampere.
Da muss ich dann einfach feststellen, dass das nicht die geeigneten Motoren für meine Anwendung sind.
So Modellbau-Motoren wiegen +- 200g bei einer Leistung um 200 Watt. Das sind dann sicher keine Dauerläufer (wie ich die gefundenen Industriemotoren einstufe), aber das brauche ich auch nicht.
Ich habe mir nochmal die aktuellen Specs von Minebea geholt und werde die demnächst durcharbeiten.
@Manfred:
Danke für die Formel. Mein Physik- bzw. E-Technik-Unterricht ist schon soooo lange her und bisher nix davon gebraucht - also ziemlich vergessen.
Aber das schöne am menschlichen Gedächtnis ist ja, dass es verloren gegangen geglaubte Erinnerung bei Bedarf wieder aktivieren kann.
Wenn ein Motor mit 70-80% Leistungsausbeute angegeben ist, muss ich die Formel entsprechend korrigieren. Dann noch Verluste für's Getriebe einrechnen ...
Meint Ihr, ich komme mit 50% Verlust (insgesamt) aus? Oder würdet Ihr ihn größer einstufen?
Ein Getriebe kann man doch linear rechnen? d.h. wenn ich die Umdrehung auf 1/10 reduziere steigt das Drehmoment um das 10fache?
Die Trägheitskraft ist wohl nicht ganz trivial zu berechnen.
Gibt's da eine "Faustformel" um näherungsweise den Zusatzbedarf an Drehmoment abzuschätzen?
Hallo,
ich habe mal einen der ganz starken Modellmotoren durchgerechnet.
Könntet Ihr mal bitte drüberschauen, dass ich nicht wieder an Potenzproblemen leide?!?
Der Motor ist angegeben mit 280W bei 18.000 U/min
Ohne Berücksichtigung der Verluste komme ich dann auf ein Drehmoment von 0,14 Nm. Wenn ich davon 50% nehme ergibt das 0,7kg/cm - und das ohne Getriebe. Ich hätte also Leistung im Überfluss?!?
Mit einer Getriebe-Übersetzung von 10:1 könnte ich dann 7kg heben.
Der max. Strom war bei diesem Motor mit 23A angegeben, d.h. ich bräuchte Euren SMD-Super-Motorchip mit Kühlung?
Meint Ihr, ich komme mit 50% Verlust (insgesamt) aus? Oder würdet Ihr ihn größer einstufen?
Das ist ein guter erster Ansatz um die Aufgabe einmal durchzurechnen, und ein Gefühl dafür zu bekommen, wo es knapp wird.
Die Trägheitskraft ist wohl nicht ganz trivial zu berechnen.
Gibt's da eine "Faustformel" um näherungsweise den Zusatzbedarf an Drehmoment abzuschätzen?
Die Arbeit W = 1/2 m v² wird in der Zeit T aufgebracht.
Teilt man sie durch T dann hat man die erforderliche Leistung P = W/T.
Schreibe doch einfach mal eine Leistung hin: 10W oder 50W oder 200W und versuche herauszubekommen, ob das zu viel oder zu wenig ist.
Manfred
Hallo Manfred,
dank Dir für Deine Unterstützung!
Ich wußte noch, dass die Geschwindigkeit quadratisch drinhängt. Dann dachte ich, die Geschwindigkeit steigert sich ja von 0 auf irgendwas - eigentlich müßte man integrieren ...
... aber Du hast Recht. Man kann den Beschleunigungsvorgang ja als atomar einstufen und dann ist es plötzlich einfach.
Wenn ich 1 Kilo in einer 1/10s auf 1,5m/s beschleunige, bräuchte ich ca. 250 Watt - d.h. der obige DC-Motor mit Getriebe hätte Leistung im Überfluss (1400 Watt bei 50% Verlust?).
Demnach könnte ich einen schwächeren Motor auswählen?!?
Schreibe doch einfach mal eine Leistung hin: 10W oder 50W oder 200W
wir bekommen dann schon heraus, warum vielleicht alles ganz anders sein muß.
Spezifizieren ist auch zum nochmal Überdenken, damit man sich ein Bild machen kann. Solange alle Parameter offen sind hat man nichts in der Hand.
Manfred
Guten Morgen,
wir bekommen dann schon heraus, warum vielleicht alles ganz anders sein muß.
Hm, das stimmt mich nachdenklich!
Kann es sein, dass die Formel für die Trägheitsmasse nur für die Ebene gilt?
... dass ich bei vertikaler Beschleunigung ein vielfaches brauche?
Dann sollte ja noch die "normale" Leistung hinzukommen, die ich benötige, um das Gewicht anzuheben (Kraft * Weg pro Zeiteinheit), also nochmal 30 Watt dazu.
Falls das so passt, würde ich 250 + 30 Watt durch 5 teilen (Getriebe 10:1 und 50% Verlust), sodass ich einen Motor mit ca. 60 Watt bräuchte, der 18.000 U/min liefert, oder einen Motor mit 560 Watt bei 2000 U/min.
Die Umdrehungsangabe ist ja eine Leerlaufdrehzahl, d.h. im Lastfall wird deutlich weniger davon übrig bleiben. Kann man diese Überlegung von den 50% Verlust abgedeckt sehen, oder ist noch ein weiterer Abschlag fällig?
Im elektrischen (und natürlich auch im elektronischen) fehlt mir einfach ein Bauchgefühl. Bei der Mechanik ist mein Bauch viel besser dabei.
Kann es sein, dass die Formel für die Trägheitsmasse nur für die Ebene gilt? ... dass ich bei vertikaler Beschleunigung ein vielfaches brauche?Nein, das ist wie in der Mechanik üblich in allen Richtungen gleich.
Falls das so passt, würde ich 250 + 30 Watt durch 5 teilen (Getriebe 10:1 und 50% Verlust), sodass ich einen Motor mit ca. 60 Watt bräuchte, der 18.000 U/min liefert, oder einen Motor mit 560 Watt bei 2000 U/min.
Hierzu solltest Du die mechanische Leistung abschätzen, die für das Anheben und für das Beschleunigen gebraucht wird. Das ist dann eine Leistung. Wenn der Motor eine andere Drehzahl hat, dann braucht er ein anderes Getriebe, aber die Leistung ist grundsätzlich etwa die gleiche.
Manfred
Nein, das ist wie in der Mechanik üblich in allen Richtungen gleich.
Aber doch nur, wenn ich bereits mit Kräften rechne. Wenn ich mit Gewicht rechne, brauche ich in der Ebene nur die Reibung überwinden, wogegen ich vertikal das Gewicht + Reibung überwinden muss (wobei der Reibungsfaktor in beiden Fällen auch unterschiedlich sein dürfte).
Kann also *imho* nicht ganz gleich sein - zumindest nicht in der Gesamtbetrachtung.
Wenn der Motor eine andere Drehzahl hat, dann braucht er ein anderes Getriebe, aber die Leistung ist grundsätzlich etwa die gleiche.
Hm, ja ...
Also ich habe so kalkuliert:
280 Watt brauche ich an abgegebener Leistung.
Jetzt runde ich einfach mal auf 300 auf, zwecks einfacherer Rechnung.
Verlust wird mit 50% angesetzt.
Wenn ich 300 Watt mit einem Motor erreichen will, bei dem ich das Getriebe selbst baue, brauche ich mit einer geplanten Übersetzung von 10:1 ein Zehntel der Leistung, also 30 Watt. Hinzu kommt der Verlustfaktor 0,5 was dann 60 Watt (Nominalleistung) ergibt (bei 18000 U/min, sonst ist der Getriebefaktor falsch).
Wenn ich das gleiche mit einem fertigen Motor (egal Stepper oder Getriebemotor) erreichen will, muss ich nur den Verlustfaktor 0,5 einrechnen und komme auf 600 Watt bei 2000 U/min.
... oder steh ich irgendwo auf der Leitung und kapier es mal wieder nich? Ich dachte, Getriebe-Übersetzung, Verluste, etc. sind alles lineare Größen?
Die kinetische Energie W = 1/2 m v² ist von der Bewegungsrichtung unabhängig. Beim Hochheben muß man natürlich noch die potenielle Energie W = m*g*h aufbringen. Die Reibung kommt auch noch dazu.
Das Getriebe beeinflußt die Leistung nicht so wesentlich. Die Leistung P sollte erst mal als konstant angenommen werden und mit der Drehzahl w ändert sich das Moment M, sodass gilt P = M * w.
Entscheidend ist wohl, was die Anforderung ist, den Aufzug mit seinem Gewicht zu heben dazu braucht man eine bestimmte Kraft, oder ihn mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu heben, dazu braucht man eine bestimmte Leistung.
Manfred
Yep, da hab ich wohl Drehmoment und Leistung verwexelt - dumm das.
Demzufolge wäre der Modellbaumotor am Leistungslimit - dafür isser dann doch zu teuer.
Ich war nochmal bei nanotec und denke, ich habe was schnuckeliges gefunden (und für das "Gesparte" lass ich mir lieber noch eine Riemenscheibe aufflanschen) - der einzige Wermutstropfen: er zieht 4,5 A also nix mehr für L298 (es sei den ich nehm 2 davon, denn mit smd hab ich's überhaupt nich).
das Diagramm von Manf hat mich auf die Idee gebraucht sowas auch auf die WIKI Seite zu stellen.
Ich habe die geänderte WIKI-Seite gelesen.
Du schreibst, dass L297/L298 einen Schrittmotor immer bipolar ansteuern.
Wenn man die mittleren Leitungen auf Masse legt, müsste mit dem Duo doch auch eine unipolare Steuerung möglich sein - oder irre ich mich?
Falls es geht, muss man dann die Sequenz verändern (die Spulen werden ja jetzt verpolt angesteuert), bzw. die Wicklungen in anderer Reihenfolge anschließen?
Es gibt Schrittmotoren die 4 Wicklungen haben, zwei pro Phase. Auch bei Nanotec ist angegeben, dass diese paarweise pro Phase seriell geschaltet werden können oder auch parallel.
Man kann den Motor auch unipolar betreiben, mit 1,25 fachen Strom auf jeder Wicklung einzeln.
Der Vorteil ist, vielleicht, dass man nur einen unipolaren Treiber benötigt, man braucht aber für die gleiche Leistung einen größeren Motor bei schlechterem Wirkungsgrad.
Die Vorteile halten sich also etwas in Grenzen.
Manfred
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