Aus Schrittmotor Torque-Motor machen?

[ChRiZ]

Hallo Zusammen

Ich suche einen günstigen Direktantrieb der sich dreht. Ich bin daher auf Torque Motoren gekommen. Ich brauche in etwa 1Nm an der Motorenachse.

Wäre es möglich einen Schrittmotor nicht mit Schritten anzuregen sondern mit 2 Sinuswellen (beim 2-Phasen-Schrittmotor)? Wäre das dann nicht auch eine art Direktantrieb?

Anstelle nur die Spulen zu aktivieren zu der die Magnete gezogen werden, könnte man doch so eine wesentlich harmonischere Bewegung erreichen?

lg
Chris

[ManuelB]

Hallo,
und ja , die kann man mit Sinuswelle ansteuern. Sind eh nur 2 um 90° versetzte Spulen drin. Gibt auch schon Schrittmotorenendstufen, wo der Lauf verbessert wird durch eine Sinuskommutierung. In wie fern sich allerdings die Zahnung vom Reluktanzanteil (Hybridmotoren sind ja Mischlinge aus permanenteregten und Reluktanzmotor) des Motors bemerkbar macht weiß ich nicht.

MfG
Manu

[Manf]

Der Betrieb mit den Sinuswellen nennt sich Mikroschrittbetrieb, er ist vor allem vibrationsarm und hat eine höhere Auflösung bei der Positionierung. Man kann damit die Auflösung um den Faktor 10-30 steigern.
Nanotec bietet solche Treiber an und erklärt etwas dazu, andere sicher auch.

[ChRiZ]

Vielen Dank für deine Antwort.
Hmm, sind da nur Zwei Spulen drinn??? Ich dachte das seine ca. 20 die Parallelgeschaltet sind?
ich muss gleich mal so ein teil aufschrauben...

[ManuelB]

Naja, sind natürlich nicht zwei ganze ich meine zu zweien verschaltet. Etwas aufgeteilt sind sie schon, reicht aber völlig diese Spulen mit zwei um 90° versetzen Sinussignalen anzusteuern.

Mal ein Bild des Stators eines Billigen Kleinmotors:
http://666kb.com/i/bkr4rk2npb6vai9cx.jpg

MfG
Manu

[ChRiZ]

Vielen Dank für das Bild :)

Hmm und auf dem Rotor sind einfach nur einzelne Magnete aufgeklebt?

ich probier das mal aus, vielleicht brauche ich noch einen Encoder, dann weiss ich wo der Rotor steht, und welche Spule aktiviert werden muss.
zwei Sinuswellen generieren wäre gar kein Problem ein Atmega -> 2 * PWM -> 2 * Tiefapss ->zwei Analogverstärker :)

[ManuelB]

Naja nicht ganz. Besteht normalerweise aus einem Permanentmagneten in der Mitte und aus weichmagnetischen Material drumherum mit Zahnform. Eigendlich sollte er auch ohne Encoder laufen. Ich mach bei der Mikroschrittendstufe auch nichts anderes als nach einer Tabelle die beiden Phasen ansteuern. Das einzige, was passieren kann ist, dass der Motor beim Anlaufen einen ersten Ruck macht, wenn er seine erste Position (den Strömen der Phasen entsprechend) einnimmt. Man könnte den Strom am Anfang per Rampe hochfahren, dann geschieht dies sanfter.
Wenn man zwischendurch mal stehen bleibt mit dem Motor sollte man die Phasen bestromt lassen dann hält er die Position und er ruckt beim wideranfahren nicht. Je nach gefordertem Moment reicht ev. auch ein abgesenkter Strom. Hängt von der Anwendung ab.

MfG
Manu

[ChRiZ]

Hmm, ich glaub ein Torquemotor hat mehrere Magnete drin.
Für den Anlauf den Strom einfach in einer S-Kurfe (Sinus Quadrat) anlaufen lassen (die Sinustabelle hast du ja schon ) :)

Wieviel Drehmoment bleibt mir im Halbschrittbetrieb? Halb soviel?

wie Sanft laufen die Schrittmotoren eigentlich? Ist das vergleichbar mit einem DC Motor?

Ich möchte ein Knickarmroboter bauen der zum schluss einie sehr weiche Kinematik besitzen soll. Bei DC-Motoren brauche ich immer Getriebe, und Getriebe sind Teuer und haben Spiel :) Dafür kann ich die unglaublich gut regeln.

Beim Schrittmotor brauche ich keine Getriebe mehr, somit hätte ich eine Art Direktantrieb. Das teil soll später weder krächtsen noch Ruckeln, sondern ganz feine langsame und schnelle Bewegungen ausführen können.

[ManuelB]

Die "normalen" permanenteregten haben einen etwas anderen Aufbau, zumindest der Rotor Beim hybriden Schrittmotor ist ja immer noch der Reluktanzmotor mit drin, daher der Aufbau mit gezahntem Rotor mit nur einem Magneten. Ich hab den Strom einfach über eine lineare Rampe hochlaufen lassen um den Anfangsruck zu umgehen.
Wie sanft das Ganze läuft hängt davon ab, wie sinusförmig der Strom ist. Drehmoment bleibt auch im Halbschritt voll da, wenn die Ströme entsprechend eingestellt werden.

MfG
Manu

Edit:
Ich hatte mal eine 1/8 Mikroschrittendstufe zusammengezimmert ev. kann man erkennen, dass der lauf noch nicht völlig "rund" ist. Ev. wäre es eine überlegung wert fertige ICs zu verwenden wie von Toshiba.
Kritische ist vor allem der Stromregler, wenn es schnell und hochauslösend sein soll.
Mal ein altes Video von den Endstufen:
http://www.myvideo.de/watch/6681783/So_elektrisch_ist_sie_fertig_nur_Gehaeuse_fehlt_no ch

Wenn man es wirklich schnell und leise will wird man wohl doch eher Richtung DC motoren und Encoder zurückgreifen müssen. Ist dann glaube ich einfacher als eine wirklich sanft laufende mit hoher Betriebsspannung zurechtkommende Schrittmotorenendstufe zu bauen.

MfG
Manu