Schrittmotor: Ansteuerungsfrequenz

[eFFex]

HI Leute!

Mit was für ner Frequenz kann ich Schrittmotoren maximal ansteuern?
angenommen l297/298 - Steuerung: was für ne Frequenz darf auf der pulse- Leitung liegen, damit er noch alle Schritte macht, die ihm aufgetragen werden?

Das kommt auf den Schrittmotor an! Manchmal findet man dazu eine Kennlinie

[mcs]

Allzu schnell tät ichs nicht machen: spulen in manchen motoren vertragen die hitze nicht, die entsteht, wenn sie zu häufig angesprochen werden.

[toemchen]

Es kommt auf den Schrittmotor UND auf die Leerlaufspannung der Ansteuerung an. Dazu später mehr.

Bis jetzt habe ich bis zu 6kHz Vollschritt gesehen. Vielleicht ist rein elektrisch gesehen (Anstiegsgeschwindigkeit der Schalttransistoren, Schnelligkeit der Choppersteuerung) auch mehr drin.

Das begrenzende ist aber die Trägheit der Motorspulen. Der Strom, der für einen Schritt eingeschaltet wird, kann nur mit einer bestimmten Geschwindigkeit anwachsen, die vor allem von der Induktivität und der Leerlaufspannung und ein bißchen von den beteiligten Leitungs- und Wicklungswiderständen abhängt. Kaum ist der Strom ein bißchen angestiegen, kommt schon der nächste Schritt und eine andere Spule wird eingeschaltet. Auf diese Weise entwickelt der Motor kein ausreichendes Drehmoment mehr und kommt aus dem Tritt.

Daß bei hohen Frequenzen die Spulen zu heiß werden, stimmt eigentlich nicht. Denn sie weigern sich ja regelrecht, viel Strom aufzunehmen. Allerdings erhitzen sich die Blechpakete aufgrund von Wirbelströmen. Hochwertige Motoren haben verlustarmes Eisen, und viele dünne Blechlagen.

Nun ein paar Anhaltswerte:
Betreibst Du einen Motor mit den Nenndaten (Leerlaufspannung = Nennspannung), wird bei wenigen hundert Hz das Drehmoment nachlassen.
Ein Motor mit 1,4V und 3,6A Nennwert, an 40V Leerlaufspannung betrieben, hat auch bei 6200Hz noch ausreichendes Drehmoment.

"Ernsthafte" Schrittmotoren haben meist geringe Nennspannung und hohen Nennstrom. Sie werden mit bipolaren Stromsteuerungen betrieben, z.B. mit dem L297/L298.
Kleine Schrittmotoren für geschwindigkeits-unkritische Anwendungen haben hohere Nennspannungen, oft werden sie dann mit sehr einfachen Ansteuerschaltungen betrieben (einfach ein Schalttransistor pro Spule, unipolare Ansteuerung)

Die Nennwerte des Motors bezeichnen seine thermische Belastbarkeit im Stillstand. D.h. wenn man die Nennspannung an eine Spule anlegt, wird sich aufgrund des ohmschen Widerstands der Wicklung auch der Nennstrom einstellen, und diese elektrische Leistung verträgt er, ohne über Gebühr heiß zu werden.

[eFFex]

ok danke

[Frank]

Ich kann toemchen hier voll zustimmen. Es wurde ja auch schon edliche mal erwähnt das die Betriebsspannung weit übe rder Nennspannung liegen muss. Dennoch werden immer wieder die falschen Motoren gekauft.

Ich kann ergänzend noch sagen, das viele Motoren schon bei ca. 150 Schritten pro Sekunde (150 Hz) am Ende sind wenn die Batteriespannung der Nennspannung entspricht. Ab einer höheren Taktrate laufen diese dann erst garnicht mehr an.
Bei den üblichen Roboter-Spannungen von 7 bis 12 V sollte der Schrittmotor daher möglichst Nennspanungen zwischen 1 und 5V haben. Das reicht dann oft für den Antrieb aus, auch wenn noch höhere Betriebsspannungen mehr bringen würden. Voraussetzung ist jedoch eine geregelte Motorsteuerung (wie bereits erläutert)