Schrittmotor Eigenresonaz

[Yasso]

Hi,

kann man mir sagen was die Eigenresonanz eines Schrittmotors ist?

Was für Probleme gibt es wenn die Eigenresonanz erreicht wird?


Danke
Yasso

[a3000]

Den Begriff „Eigenresonanz eines Schrittmotors“ hab ich auch noch nie gehört. Habe aber eine physikalische Erklärung was gemeint sein könnte:
Grundsätzlich hat jeder Körper eine Eigenfrequenz, wenn er genau mit dieser Frequenz in Schwingung versetzt wir tritt Resonanz ein. Bekanntestes Beispiel: eine Hängebrücke kann, wenn sie im Gleichschritt überquert wird zerreißen.
Ich glaube daher, dass die Eigenresonanz eines Schrittmotors davon abhängt wie und worauf er befestigt ist.
Das Problem welches auftreten kann gibt es bei jedem Motor. z.B. Wenn ein Auto gestartet wird, vibriert der Motor irgendwann mit der größten Amplitude, da die Motordrehzahl beim Beschleunigen irgendwann kurzzeitig mit der Eigenfrequenz übereinstimmt.

[God]

Jo, hab mich ma mit Lautsprecherbau beschäftigt, und da war das auch so erwähnt.
@Yasso
Aber wie meinst du das mit der Eigenresonanz? Vielleicht was passiert, wenn man eine bestimmte Drehzahl erreicht (und diese so halten muss) wird, und dadurch die Eigenresonanz erreicht wird?

Was für Probleme gibt es wenn die Eigenresonanz erreicht wird?

Mh, eigentlich sollte nix passieren, was die funktion eines Bots(?) stören sollte, es wird der Motor wohl nur etwas mehr schwingen, als sonst.
Es kommt halt ganz auf die Anwendung an.
Wozu soll der Schrittmotor denn verwendet werden?


mfg God

[Frank]

Ja so sehe ich es auch. Es macht halt dann bei einer bestimmten Frequenz mehr Krach weil er mehr vibriert. Ohnehin sind die Geräusche und Vibrationen von Schrittmotoren bei jeder Umdrehungszahl ein wenig anders. Ist aber alles beim Bot Bau nicht so tragisch, wirst du beim experimentieren merken

[toemchen]

Stellt euch einen Schrittmotor mit einer fest bestromten Wicklungsphase vor, der wird in einer bestimmten Stellung festgehalten. Nun einen Zeiger an die Achse und diesen etwas auslenken, aber noch nicht so weit, daß er auf eine neue Stellung einrastet. Nach Loslassen wird er in die alte Stellung zurückschwingen, überschwingen, bis er sich in der alten Stellung beruhigt hat. Die Frequenz dieser gedämpften Schwingung ist die Eigenresonanzfrequenz. Sie hängt vom Trägheitsmoment des Rotors und von der Bestromung ab.

Im Anwendungsfall wird das Trägheitsmoment des Rotors noch durch das aufgesetzte Rad und letzlich über die gesamte Trägheit des Roboters, der bei Drehung des Motors ja bewegt wird, verändert. Aber es kommt auch darauf an, wie hart die bewegten Massen an den Rotor gekoppelt sind.
Die Eigenresonanzfrequenz im jeweiligen Anwendungsfall zu bestimmen ist also ganz schön schwierig.

Oft sieht man direkt am Motor eine gummigedämpfte Kupplung, oder die erste Getriebestufe ist ein Zahnriemenantrieb.

Was passiert bei Resonanz? Wie Frank schon sagt, die Geräuschlage ändert sich sowieso stets abhängig von Geschwindigkeit und Belastung.
Aber: Bei bestimmten Schrittfrequenzen kann z.B. ein neuer Schritt immer dann kommen, wenn der Motor beim "Einschwingen" gerade ein bißchen zurückschwingt. Dann kann es zu Schrittverlusten kommen. Manchmal schaukelt sich die Situation auch über mehrere Schritte hinweg auf, also eine Art Schwebung.

Messen oder untersuchen kann man den Effekt, wenn man in eine der Zuleitungen einen Shuntwiderstand und ein Oszi zu Strommessen hängt. Ich kann nicht genau sagen wie, aber man sieht, wann die Situation "sauber" ist und wann der Strom seltsam zappelt.

Abhilfen: Motorgröße und Strom Strom überdimensioniert wählen. Meistens macht man das intuitiv. Wie schon erwähnt, kein hartes Ankoppeln der Last an den Motor. Und wenn man tatsächlich kritische Geschwindigkeiten durch die beschriebene Messung identifizieren konnte, diese Geschwindigkeiten meiden oder beim Beschleunigen schnell durchlaufen.