Peak bei Schrittmotoren

[hesslem]

Hallo,

habe eine SM-Schaltung mit dem L6208PD aufgebaut. Damit betreibe ich einen bipolar SM im Halbschrittbetrieb bei 0,7A/800Hz, Slow Decay. Soweit alles wunderbar. Die Schaltung funktioniert.

Da dies meine Diplomarbeit ist, bin ich einer Sache auf der Spur die ich nicht erklären kann. Mit einer Stromzange messe ich den Strangstrom in einer Wicklung. Ich kann mir nicht erklären warum (siehe Bild) am Ende einer Bestromungsphase am Schrittmotor ein kleiner Strompeak zustande kommt. Die Funktion der Schaltung kann ich Gewährleisten, da mit einer älteren Treiberplatine der gleiche Peak auftritt.

Ist dieser Peak normal und wie kommt er zustande? Bei steigender Schaltfrequenz der PWM wird dieser Peak übrigens höher.

Vielen Dank

[Manf]

Es muss ja im Ablauf irgendetwas passieren, damit es zu dieser Wirkung kommt.
Da es nicht nach den Impulsen des Taktes der anderen Phase aussieht, kommt zunächst einmal die induzierte Spannung in Frage.

Es ist sicher noch zu klären wie sie es schafft, den Strom zu erhöhen, voher kann man aber schon einmal die Phase der induzierten Spannung ändern, nämlich über die Änderung des Lastwinkels.

Oszillogramm betrachten und Welle leicht abbremsen, -> Anstieg verzögert sich?
Manfred

[hesslem]

Induzierte Spannung, im Prinzip schon aber zu diesem Zeitpunkt wird ja keine Spule ab- oder zugeschaltet.
Ich habe jetzt festgestellt, dass bei Belastung dieser Peak kleiner, sogar fast zu null wird. Ich habe mal gelesen, dass man Schrittmotoren möglichst nicht ohne Last betreiben soll. Dieser Fall trifft bei mir ziemlich zu, da ich mit meiner Last nur ca. 5Ncm von den maximal möglichen 54Ncm des Motors an Moment benötige.

Aber eine genaue Ursachenbeschreibung wäre für meine Arbeit sehr wichtig.

[Manf]

Induziert wird nicht nur durch das Schalten der Spule, sonden auch durch das Eintreten der Spule in das Magnetfeld, (beim Schrittmotor anders herum, der Magnet bewegt sich mit seinem Feld durch die Spule).

Die genaue Ursachenbeschreibung sollst Du ja machen, dazu muss man halt irgendwo anfangen die Ursachen zu erkennen.

(Bei einem idealen Treiber ändert sich der Strom nicht wenn eine Spanung in der Spule induziert wird.) Wie hoch ist die Versorgungsspannung an der Brücke und wie hoch ist die induzierte Spannung in der Spule bei der betrachteten Drehzahl?

Manfred

[hesslem]

Die Versorgungsspannung der Brücke beträgt 24V.
Der Widerstand eines Stranges 1,6Ohm. Das DeltaI zwischen dem Peak und dem Strom (0,7A) beträgt ca. 80mA, was einer induzierten Spg. von ca. 50mV bedeuten würde.
Marco

[Manf]

Der Widerstand eines Stranges 1,6Ohm. Das DeltaI zwischen dem Peak und dem Strom (0,7A) beträgt ca. 80mA, was einer induzierten Spg. von ca. 50mV bedeuten würde.
Damit kommen wir der Sache sicher näher. Den Wert solltest Du einmal überprüfen.

Könntest Du mal im Schaltbild nachsehen wie die Versorgungsspannung, die Motorspule und der Treiber L6208PD zusammenwirken? Der Treiber ist meistens als Stromquelle geschaltet und arbeitet mit einer PWM-Frequenz die deutlich über der Schrittfrequenz liegt.

Zur Höhe der induzierten Spannung ganz allgemein: Sie induzierte Spannung mal dem Spulenstrom (als Zeitfunktion über die zu integrieren ist) ist die Abgabeleistung. Je nach Lastphase ergibt das Integral der abgegebenen Leistung null oder es wird die maximale Leistung abgegeben bei der die induzierte Spannung in der Größenordnung der Versorgungsspannung (oder der Hälfte davon) liegt. (50mV ist nicht die richtige Größenordnung).
Manfred

[hesslem]

Der Treiber IC ist ein Konstantstromtreiber mit 2 Vollbrücken. Die PWM Schaltfrequenz liegt bei ca. 48kHz.

Hilft mir aber alles nicht weiter... Der Peak ist definitiv nicht eine Induktionsspannung durch abschalten einer Spule. Eher eine Induktionsspannung durch das Bewegen des Rotors in eine magnetische Lage. Brauche aber dazu eine handfeste Begründung.
Marco

[Manf]

eine Induktionsspannung durch das Bewegen des Rotors in eine magnetische Lage.
Das sollte ja durch den Belastungstest und die Phasenänderung festgestellt werden. Von der Kurvenform her sieht es ja auch so aus.



Bei steigender Schaltfrequenz der PWM wird dieser Peak übrigens höher.
Du könnst ja mal ein bisschen von der Schaltung und den Zusammenhängen berichten.

Bei geringerer Drehzahl und geringerer Versorgungsspannung ergeben sich grundsätzlich gleiche Bedingungen, nur kann man dann vielleicht den weiteren Verlauf der Stromerhöhung beobachten.

Interessant wäre ja festzustellen ob die Störung durch eine induzierte Spannung entsteht die höher ist als die Versorgungsspanung.

Einfach zu messe wäre auch, ob es sich bei der Störung um ein Schwingen des Rotors handelt oder um die induzierte Spannung bei kontinuierlicher Drehung.

Eine handfeste Begründung kommt meistens erst nach der Analyse.

Manfred

[hesslem]

Es bringt mir nicht viel hier die Schaltung zu erläutern, die Schaltung ist eine Standard Schrittmotorschaltung. Ich habe den Schrittmotorhersteller kontaktiert und hoffe, dass er mir eine Erklärung über dieses Phänomen geben kann.

Danke trotzdem...
Marco