Betriebsart-Wahl des Schrittmotors

[RCO]

Hallo Leute,

Ich habe einen Schrittmotor mit 6 Kabeln, 2 Spulen mit jeweils einer Mittelzapfung (siehe Bild unten). Ich habe einen "Versuch" gemacht um herauszufinden in welcher Betriebsart er am meisten Haltemoment entwickelt.
Da ich ja die Möglichekit habe ihn sowohl bipolar als auch unipolar zu betreiben ist das schon entscheidend, vor allem, wenn man sich das Ergebniss anschaut.

Versuchsaufbau: Ich habe an dem Schrittmotor einen Bleistift besfestigt und an ihn eine Schere gehängt. Dabei habe ich die Schere stückchenweise nach außen geschoben, bis das Haltemoment nicht mehr reichte und der Motor nachgab. Die Schere wiegt ca 80g, der Stift vielleicht 3g, deshalb habe ich sein Gewicht jetzt mal vernachlässigt.

Beobachtung: Wie aus der Tabelle unten zu entnehmen ist, erreicht der Motor in Bipolarer betriebsart ein deutlich höheres Drehmoment. Obwohl der Strom im Vergleich zum unipolaren Betrieb gleich ist, kann ich die Schere ganze 5 cm weiter nach außen bewegen.

Spekulation: Ich schätze, dass ich daher in der Bipolaren Betriebsweise auch mit einem höheren Drehmoment rechnen kann, oder liege ich da falsch?

Überrascht euch das Ergebniss? Mich schon. Kann es mir jemand erklären?

Anmerkung: Nicht verwundern lassen, obwohl da Tabellen sind, habe ich den Motor im Stillstand getestet. Die Tabellen sollen nur die Betriebsart verdeutichen.

[Manf]

Die beiden Spulenteile sitzen jeweils auf dem gleichen Spulenkörper es zählt der Strom mal der Windungszahl.
Du hast damit ein Moment proportional zu Hebellänge (mal Scherengewicht) bei einer Feldstärke proportional zur Strom mal Windungszahl (in Wicklungen).

Dieser Wert (in Scheren cm pro mA Wicklungen) ist eine Motorkonstante und könnte etwa konstant sein und kann mit steigendem Strom durch die Sättigung etwas abnehmen.

7cm(Scheren) / (330mA * 0,5(Wickl)) -> 0,042
8cm(Scheren) / (200mA * 1(Wickl)) -> 0,04
12cm(Scheren) / (330mA * 1(Wickl)) -> 0,036

Die Abnahme ist durch die magnetische Sättigung des Eisens bedingt.
Ein anderes Messverfahren ist unter Momente der Durchflutung angegeben.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=13162
Manfred

ps: Das Gewicht der Schere ist ja angegeben, dann haben wir die Halte-Momente und die Motorkonstante bezogen auf die volle Wicklung für die drei Experimente:
0,056 Nm 0,34 Nm/A
0,064 Nm 0,32 Nm/A
0,096 Nm 0,29 Nm/A

[RCO]

Danke für die Antwort,
(von dir habe ich sie erwartet :-))

Wenn, und ich gehe davon aus, es so ist, wie du beschreibst, gibt es doch gar keinen Sinn einen Motor dieser Bauweise Unipolar anzusteuern, oder?

[Manf]

Vorteil unipolar:
Einfacherer Treiber. Das Argument nimmt an Bedeutung ab.

dann wird es etwas kompliziert:
Kleinere Windungszahl bei der halben Spule damit kleine induzierte Spannung bei gleicher Versorgungsspanung -> höhere Drehzahl möglich.
Schlechte Stromverteilung durch abwechselnde Nutzung der Spulen, dadurch leicht erhöhte Verluste, schlechterer Wirkungsgrad.
Es kommt dann auch darauf an, wie stark sich auch die Wirbelstromverluste bei der Drehzahlerhöhung auswirken.
Manfred

[RCO]

Hi Manf,

- Der Treiber ist egal, da ich eine L298 nehme spielt das keine Rolle
- Höhere Drehzahl spielt auch keine Rolle, da direktantrieb. Viel Kraft ist wichtig ;-)
- Schlechter Wirkungsgrad ist nie gut
- Wirbelstromverluste vernachlässigt

Danke für die Antwort!