Schrittmotor mit L6208 bei höherer Drehzahl weniger Drehmoment ?

[juschi456]

Hallo,
Ich möchte diesen Motor http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=172 ,einem L6208 und einem PIC16F628 eine Leinwand steuern.
Ich verwende die vom Datenblatt empfohlene Schaltung und auf dem CLOCK-Pin habe ich ein Rechtecksignal von ca. 925Hz angelegt. das hat sich beim experimentieren herausgestellt, um festzustellen, ob der Schrittmotor bei höherer Frequenz (--> höherer Drehzahl) auch die nötige Kraft bringt, um die Leinwand hochzuziehen.
der L6208 wird im Vollschrittmodus betrieben.

Was kann ich tun, um bei höherer Drehzahl auch das Drehmoment zu erhöhen?

Vielen Dank schonmal :)

[Geistesblitz]

Was hast du denn für eine Versorgungsspannung anliegen? Schrittmotorsteuerungen arbeiten meistens mit einer Stromregelung, die versucht, den Phasenstrom auf einem Level zu halten. Wenn jedoch die Gegen-EMK, die aufgrund der höheren Drehzahl entsteht, zu hoch wird, kann der gewünschte Strom nicht mehr erreicht werden und das Drehmoment bricht ein. Daher lässt sich das Drehmoment bei höheren Drehzahlen mit einer höheren Versorgungsspannung erhöhen, da dann mehr Reserve zum Regeln vorhanden ist. Wenn ich das richtig sehe, kann dein Treiber bis zu 52V ab.

[juschi456]

Hallo Geistesblitz;
erstmal vielen Dank für die schnelle Antwort :)
Ich habe z.Zt. 24Volt dranhängen.
Ich könnte bis 42Volt, traue mich nicht so recht, weil dann der L6208 mir um die Ohren geflogen ist.
Ich werde es mit der höheren Spannung ausprobieren - einen Kühlkörper muss ich auch noch montieren.
Ich kann das aber erst ab 6.1.14 ausprobieren und berichte dann, wie es läuft.
Ach noch ne Frage:
Ich lege am CLOCK-Eingang eine Rechtecksignal mit einem Tastgrad von 0,5 an. Sollte ich diesen vielleicht verändern? :)

[Besserwessi]

Das Tastverhältnis beim Taktsignal ist nicht von Bedeutung. Mehr Drehmoment auch bei höherer Geschwindigkeit geht nur mit mehr Spannung. 925 Hz sind schon recht schnell, je nach Last und Spannung ist da auch einfach die Grenze.

Wegen der Trägheit des Motors (und ggf. noch der Last dazu) kann man den Motor nicht sofort mit höherer Geschwindigkeit los laufen lassen, sondern muss die Geschwindigkeit in einer Rampe langsam hochfahren.

Am Stromverlauf, bzw. der Spannung am Ausgang kann man sehen ob der Treiber noch von einer höheren Spannung profitieren kann: hilft eine höhere Spannung noch, dann ist die Spannung am Ausgang im Wesentlichen ein Rechtecksignal mit der halben Frequenz wie der Takt. Beim Umschalten kann da ggf. noch ein kurzer 1 µs Puls oder so sein. Ist da bereits ein PWM mit Perioden von etwa 10-20 µs zu erkennen, ist bereits die Stromregelung aktiv, und mehr Spannung hilft kaum.

Damit auch bei höherer Spannung nichts passiert ist es wichtig das an der Versorgung genügend Kapazität (z.B. 100 µF) dich am Treiber IC hängt. Auch so etwas wie ein Überspannungsschutz (z.B. 50 V) ist zu empfehlen, denn unter bestimmten Bedingungen kann beim Abbremsen Energie vom Motor zurück in die Versorgung gespeist werden - das kann dann ggf. zum Ansteigen der Spannung führen.

[Reissdorf]

925 Hz sind schon recht schnell, je nach Last und Spannung ist da auch einfach die Grenze.

Hi Besserwessi,
mit meinem L6208 und einem Schrittmotor schaffe ich 3,33kHz und mit einer sauberen Rampe sicherlich noch das ein oder andere Hz zusätzlich. Hab das auch mal auf Video (siehe Link) aufgenommen: http://www.youtube.com/watch?v=CfH_Mo2TXk0

@juschi456: Den Stepper habe ich mit 20V laufen lassen und der L6208 wird da bereits heiß und muss gekühlt werden. Wenn du mit der Spannung höher gehst, dann kann ich mir gut vorstellen, dass der Treiber-Baustein wegen der Hitze nicht sehr lange überlebt! Also Spannung hoch und einen entsprechenden Kühlkörper mit Wärmeleitpaste drauf setzen. Ich hab das so gelöst (siehe Link): http://timogruss.de/greetboard-projekt/greetboard-l6208-stepper/

Alles Gute, Timo

[Ostermann]

Was schnell und was langsam ist hängt auch davon ab, ob man von Voll-, Halb- oder Mikroschritt redet. Und natürlich von der Last und der Versorgungsspannung.

3,3kHz sind bei Halbschritt 8,3 U/s. Bei größeren Motoren steht da nicht mehr viel Drehmoment zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[indeas]

1. Leider kann der Treiber nur Halbschritt-Betrieb, dadurch hast Du von Hause aus eine recht hohe Momentenwelligkeit. Ein Treiber mit 8 bzw. 16-tel Schritt wäre besser, weil der Rotor besser "geführt" wird und nicht immer von Schritt zu Schritt pendelt.
Das macht sich vor allem bei Geschwindkeitsänderungen (Rampen) bemerkbar. Mit Halbschrittbetrieb musst Du zwangsläufig langsamer beschleunigen.
2. Bei höheren Geschwindigkeiten wird der Sollwert des Motorstroms irgendwann noch mehr erreicht. Die Drehung des Rotors erzeugt (ähnlich wie beim DC-Motor) eine quasi der Drehzahl proportionale Gegenspannung.
Weniger Strom bedeutet weinger Drehmoment. Wenn man mit (Schritt-) Motoren große Drehzahlen erreichen will, dann benötigt man hohe Spannungen. In Textilmaschinen werden Stepper eingesetzt, die mit 300V betrieben werden!
Wenn Du wissen willst, wo Du in Deiner Anwendung stehst, dann schaue Dir einfach die Motorströme am Oszi an....

[Hessibaby]

Hallo Juschi456, wie groß ist denn die Leinwand? Mit dem Motor (habe gerade das Datenblatt gelesen) kannst Du vielleicht ein Taschentuch aufrollen, es sei denn Du hast eine großes Untersetzungsgetriebe dahinter. Normalerweise verwendet man für solche "Übungen" einen Gleichstromgetriebemotor