Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Schrittmotoren werden heiß...ist das normal?
Hallo Forum,
ich betreibe meine CNC neuerdings mit Nema23 Schrittmotoren(vorher Nema17, aber die waren zu schwach...). Nun ist mir aber nach mehrmaligem Fräsen aufgefallen das die Motoren nach ca. 15min schon so heiß sind, das man sie nicht mehr anfassen kann/will.... Als Treiber benutze ich die TB6560-Karte aus China. Ich habe ansonsten aber bis her noch nie Probleme mit der Karte gehabt.
Leistungsdaten zu dem Motor:
DC 6V
1,7A
1,8°
Mir wurde dazu geraten die Motoren bzw. die Steuerung mit 24V zu betreiben und die Strombegrenzung auf dem Bord zu benutzten. Kann das die Ursache sein , oder ist das normal und die Motoren brauchen einfach nur mehr Kühlung?
Hier noch ein Bild der CNC:
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MfG
bnitram
Was ist die Widerstand von den Windungen? Vielleicht ist das weniger als aus den Spannung und maximale Strombelastung ab zu leiten kann. Und wird durch die Chinesen Treiber Karte die Strom nicht begrenzt.
Hessibaby
10.06.2014, 16:45
Bei den Motorparametern kannst Du diese mit max. 2A bestromen. Wie hoch hast Du den Haltestrom eingestellt? Wie ist der Decay-Mode eingestellt?
Wenn die Motore so heiß werden ist das normalerweise ein Zeichen für einen zu hohen Haltestrom.
Geistesblitz
10.06.2014, 16:57
Wieviel Phasenstrom hatten denn die Nema-17-Motoren? Wenn die neuen Motoren zu heiß werden, ist das ein Zeichen dafür, dass der Phasenstrom falsch eingestellt ist. Welche Platine hast du denn? So eine aus China, wo die Stromeinstellung über DIP-Schalter eingestellt wird? Auf welcher Stellung sind diese bei dir? Bei den TB6560AHQ-Treibern lässt sich der Strom auf 1,75A einstellen, das sollte eigentlich perfekt sein. Mit einer niedrigeren Versorgungsspannugn erreichst du da nix...
Danke für die ganzen Antworten.
Der Widerstand beträgt: Ohm
@Geistesblitz:
Ja genau so eine Platine ist es.
Die Einstellung ist folgende:
Current Setting OFF/ON -> 50% ....Wären ja von den max 3,5A die passenden 1,75A....
Decay Mode ON/ON -> Was bedeutet das eigentlich?
MicroStep Setting ON/OFF -> Halbschritt
Die alten Nema17 hatten nur 330mA bei 12V. Da habe ich die Karte aber auch mit 12V versorgt, daher war vorher keine Strombegrenzung nötig.
MfG
bnitram
Geistesblitz
10.06.2014, 21:27
Das ist keine Strombegrenzung, sondern eine Stromregelung und diese braucht eine höhere Spannung als die Nennspannung der Motoren. Ein Teil der Spannung geht nämlich in den Drahtwiderstand und ein weiterer Teil wird in die Drehbewegung umgewandelt. Der letzte Teil, die Gegen-Induktion, wird größer je schneller der Motor sich dreht. Solange beide Anteile zusammen kleiner als die Versorgungsspannung sind, kann der Stromregler diese einfach auf den Wert runtersetzen, der nötig ist, um den Sollstrom fließen zu lassen. Sind die Anteile zusammen allerdings größer als die Versorgungsspannung, schaltet der Stromregler voll durch und der Strom bleibt trotzdem niedriger, da einfach nicht genug Spannung vorhanden ist. Daher ist es besser, bei Schrittmotoren so viel Spannung wie möglich zu nehmen (soviel die Bauteile aushalten). Bei TB6560AHQ kann man bis zu 36V hoch gehen, ganz egal, was für Motoren man da anschließt, solange die Stromeinstellung stimmt. Die Nema-17-Motoren waren dann wohl eher auf niedrigen Strom und hohe Induktivität ausgelegt, da konnte der eigentliche Phasenstrom auch nicht fließen, da einfach keine Spannungsreserve zum Regeln da war.
Hmm, die Einstellungen hören sich trotzdem soweit eigentlich gut an. Wie warm werden die Motoren denn? So warm, dass es nach einer Weile heiß wird, wenn man anfasst, oder so richtig heiß? Schrittmotoren können im Betrieb schon recht heiß werden, muss nicht unbedingt heißen, dass irgendwas nicht stimmt. Und soweit ich es mitbekommen hab, kann eine Kühlung der Motoren selbst mehr Probleme bringen als sie löst (Rotor dehnt sich mehr aus als gekühlter Stator -> Luftspalt wird verschwindend klein, verschließt sich vielleicht sogar völlig)
Hessibaby
11.06.2014, 13:08
Die Einstellung ist folgende:
Current Setting OFF/ON -> 50% ....Wären ja von den max 3,5A die passenden 1,75A.... (Kann es sein dass damit die Haltestromeinstellung vorgenommen wird?)
Decay Mode ON/ON -> Was bedeutet das eigentlich?
MicroStep Setting ON/OFF -> Halbschritt
Am einfachsten Du schaust mal hier http://wirbel.htpc-forum.de/cnc/TB6560/index2.html rein, da ist alles erklärt
Über die Temperatur von Schrittmotoren wundert man sich oft, sie nehmen mit dem Haltestrom eben ständig Leistung auf und sie haben eine relativ hohe Zeitkonstante.
Sicher ist es gut, die Temperatur zu messen.
Außen am Motor, oder die mittlere Wicklungstempertur so wie hier:
https://www.roboternetz.de/community/threads/11811-Momente-der-Durchflutung?p=109738&viewfull=1#post109738
MOTOR HEATING AND TEMPERATURE RISE
Operating continuous duty at rated voltage and current will give an
approximate 40°C motor winding a temperature rise. If the motor is
mounted on a substantial heat sink, however, more power may be
put into the windings. If it is desired to push the motor harder, a
maximum motor winding temperature of 100°C should be the upper
limit. Motor construction can be upgraded to allow for a winding
temperature of 120°C (60°C rise).
What is the safe operating temperature of a common stepper motor? (http://www.electromate.com/technicalsupport/?c=faq)
Electromate Industrial Sales (http://www.electromate.com/technicalsupport/?c=faq)Most stepper motors have class B insulation which is rated at 130 degrees C. Motor case temperatures of 90 degrees C will not cause thermal breakdowns. Motors should be mounted where operators cannot come into contact with the motor case.
Vielen Dank für die ganzen Antworten.
Gemessen wie heiß die Motoren werden hab ich noch nicht, aber so nach Ca 15min kann man die Motoren nicht mehr länger als 5s anfassen ohne das es weh tut...
Vielen Dank auch für die Erklärung. Den Haltestrom kann ich nicht direkt einstellen, aber ich werde mal gucken wie das genau auf der Karte aussieht...
Also die Temperaturen find ich schon heftig wenn ich ehrlich bin... ich werde morgen mal messen wie viel Grad die Motoren erreichen.
So was ich jetzt hier alles raushöre, klingt das jetzt für mich so als wäre der Haltestrom definitiv schwer dafür verantwortlich, richtig ?
MfG
Besserwessi
11.06.2014, 20:25
Der Nennstrom bei den Motoren ist so definiert, dass bei derm Strom der Motor schein grenzwertig heiß (über 100°C an den Windungen) wird. Es ist also normal, das der Motor damit zu heiß zum Anfassen wird.
Je nach Anwendung und Motortreiber wird der Strom reduziert, wenn der Motor sich nicht drehen soll - damit wird der Motor dann nicht mehr so heiß wenn der Motor nur steht. Man kann ggf. auch einfach denn Stranstrom kleiner als den Nennstrom wählen - schon bei 70% des Nennstromes hat man nur etwa die halbe Verlustleistung aber immer noch etwa 70% der Kraft. Dann sollte es auch ohne Brandblasen gehen.
Hallo nochmal,
ich habe mal eine Runde gesucht und auch nochmal ein Blick ins Datenblatt geworfen, jedoch werd ich nicht so ganz schlau aus dem Ganzen...
Die Motoren werden wirklich so heiß das man sie nach 20-25min echt nicht mehr anfassen kann....
Hat jemand Ahnung was dieses Decay bedeutet?
Wo kann ich bei dieser Karte den Haltestrom einstellen, bzw geht das überhaupt?
Wenn der Strom aber doch geringer ist, dann steigt doch auch sofort wider die Spannung an... brennen die Motoren dann nicht durch?
Ich werde aus dem Thema die Motoren mir 24V zu betreiben nicht so ganz schlau....
MfG
bnitram
Hallo !
Ich würde die Termperatur genau messen und im o.g. Datenblatt kontrollieren bzw. ein Motor für langzeitige "Forschung" opfern, weil Lebewesen (wie Menschen) können unverletzt wegen. http://de.wikipedia.org/wiki/Denaturierung_%28Biochemie%29 nix wärmeres als ca. 50 ° länger anfassen.
Hat jemand Ahnung was dieses Decay bedeutet?
Ich glaube, dass es ein Zeitverhältnis an / aus bzw. umgekehrt (quasi PWM) ist.
Wenn der Strom aber doch geringer ist, dann steigt doch auch sofort wider die Spannung an... brennen die Motoren dann nicht durch?
Ja, ohne Strombegrenzung, wie z.B. eine Konstantstromquelle (KSQ). Um mehr sagen könnten, brauche ich Schaltplan deiner Steuerung(Karte). ;)
Geistesblitz
16.06.2014, 20:48
Ich habs zwar schon versucht zu erklären mit der Stromregelung, aber wenn dir das nicht hilft, kannst du ja mal folgende Artikel durchlesen:
http://www.schrittmotor-blog.de/die-sache-mit-der-spannung/
http://www.schrittmotor-blog.de/stromregelung-von-schrittmotoren-auf-das-abschalten-kommt-es-an/
Da wird auch das mit dem Decay nochmal erklärt.
Btw. wenn du den Phasenstrom senkst, tut sich an der Spannung gar nix, der Motor hat dann einfach nur weniger Haltemoment.
Alles klar. Also kann ich es einfach mal weniger Strom versuchen. Richtig ? Das ist dann aber auch mit Drehmoment Verlusten verbunden wenn ich das richtig verstehe...?!?!
Ich dachte immer URI müsste aufgehen... dann kommt man nämlich mit dem Phasenstrom und dem Widerstand auf ca 6V....
MfG
bnitram
PS:
Das mit dem Decay hab ich jetzt auch verstanden :-)
Ich dachte immer URI müsste aufgehen... dann kommt man nämlich mit dem Phasenstrom und dem Widerstand auf ca 6V....
Das stimmt schon, nur der Widerstand ist ein richtiger Widerstand und die daran abfallende Spannung multipliziert mit dem Strom ist die Verlust-Wärme.
Was noch an Leistung in den Motor fließt ist der Strom multipliziert mit der durch die Bewegung induzierten Spannung, das ergibt die Antriebsleistung.
Ich wollte nur o.g. prezisieren, dass es sich bei Verlust-Wärme von Spannung und Strom um RMS Werte handelt, die mit üblichen Multimetern meistens nicht richtig messbar sind. ;)
Ostermann
20.06.2014, 10:16
Kann die China-Karte eigentlich keine (automatische) Stromabsenkung beim Stillstand der Achsen? Wenn man den Strom in diesem Fall auf 50% des Normalwerts reduziert, geht die Verlustleistung um 75% zurück - natürlich nur in Arbeitspausen, aber immerhin. Bei Einzelachs-Endstufen könnte man das auch achsweise machen, pro Achse hat man ja deutlich mehr Pausenzeiten. Aber da wäre ich grundsätzlich vorsichtig. So lange ein Werkzeug im Eingriff ist, sollten meiner Meinung nach alle Achsen volles Haltemoment haben.
Zurück zur Ausgangsfrage: Wie sieht denn der Anbau der neuen Motoren aus? Die sind ja vom Flansch her größer als die Nema17 die du vorher hattest. Hast du die Motoren flächig angeflanscht oder über Abstandsbolzen montiert? Der Nennstrom gilt i.d.R. nur bei flächiger Auflage am Flansch, weil der Motor darüber seine Verlustwärme abgeben kann.
Ich würde dir übrigens raten, es mal mit 1/4- oder 1/8-Schritt zu versuchen, wenn der Steuer-PC bzw. der USB-Controller das von den Taktraten her noch mitmacht. Das steigert zwar nicht die Genauigkeit, führt aber zu einer höheren Auflösung und vor allem zu einem ruhigeren Motorlauf und damit auch zu weniger Anregung der mechanischen Struktur.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
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Hallo,
Alles klar. Also kann ich es einfach mal weniger Strom versuchen. Richtig ? Das ist dann aber auch mit Drehmoment Verlusten verbunden wenn ich das richtig verstehe...?!?!
Ja, in erster Näherung ist das Drehmoment proportional zum Strom.
Ich dachte immer URI müsste aufgehen... dann kommt man nämlich mit dem Phasenstrom und dem Widerstand auf ca 6V....
Und das ist nicht nur zufällig die Nennspannung des Motors. ;)
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Hallo Thorsten,
ob die Karte das automatisch kann weiß ich nicht, ich würde aber fast auf NEIN tippen... je nachdem wie man sich die Karte so anschaut, könnte man aber auch hier sagen das es sich um eine EinzelachsEndstufe handelt, nur eben auf 1 Platine 3mal... siehe Schaltplan:
http://www.drkfs.net/REVERSESTEPPER.pdf
Ich habe die Motorhalterung zwar neu gebaut, jedoch sind diese vom Prinzip her so wie die alten....
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Direkt auf dem Motorflansch befindet sich ein Dampfergummiring und dieser sitzt auf eine Aluplatte, die dann an dem Alu bolzen festgeschraubt ist.
Viertelschritt kann die Karte nicht. Nur Ganz, Halb, Achtel und Sechzehntel... Ich habe momentan Halbschritt im Betrieb.
MfG
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