Frage zu Schrittmotoren, Controllen und Ansteeuerung

[Robowg]

Hallo,

Für diverse Basteleien möchte ich z.B. einen NEMA17 Schrittmotor verwenden. Dazu passende Treiber. Mir machen aber die Strom und Spannungsangaben Probleme.

Ich finde als Spannung bei den Motoren von 3 bis 12 Volt, als Strom von 0,3 bis 2,5 Ampere in den Verkaufsangaben bei den großen Händlern.

Und dazu gibt es ja die bekannten kleinen Treiberchen, wie z.B. DRV8825 bis hin zu größeren Modulen mit mehreren Ausgängen.

Bei manchen dieser Motoren finde ich in den Anleitungen Angaben von wie gesagt 3 Volt bis zu 2,5 Ampere und in Verbindung mit einem DRV8825 mit 12 Volt gespeist. Das passt doch nicht? Ok - mit PWM kann man auch mit "kleinen" Chips hohe _Leistungen_ steuern. Mir ist also immer noch nicht klar, wie ich diese Motorangaben deuten soll.

Meinen die Anbieter womöglich, dass man den Treiber auf 3 Volt einstellen soll, wenn sie beim Motor 3 Volt angeben. Oder ist das die echte Spannung für den Motor? Einer meiner Motoren zieht im Test bei 3V DC schon über 2 Ampere am Netzteil, wenn ich eine Wicklung "bestrome"

Den kann ich dann doch wohl nicht an einem mit 12 Volt betriebenen Treiberchen hängen? Wobei der gleiche Motor in meinem Mega X als Extrudermotor auch an so einem kleinen Treiberwinzling hängt. Mir ist diese Steppermotor-Materie noch etwas schleierhaft.

Auf was muss ich nun achten? Außer Abmessungen, Kraft, Drehmoment etc. Mir geht es erstmal nur um ganz einfache Testerei per Arduino und den üblichen kleinen Treibern dazu.

[RoboHolIC]

Hallo Robowg,

die von dir zitierten Angaben zu Strom und Spannung eines bestimmten Schrittmotors sind nicht falsch, aber für Anfänger schnell mal irreführend.
3V und 2,5 A sind Angaben, die den Wicklungswiderstand des Motors beschreiben. 2,5A ist dabei der Spulenstrom, den der Motor zeitlich unbegrenzt aushält, ohne den Hitzetod zu sterben. Das kann über den gesamten erlaubten Bereich der Umgebungstemperatur gelten oder auch mit einem "Derating"-Wert (Reduzierung mit steigender Umgebungstemperatur) im Datenblatt verbunden sein. Ob damit der Gesamtstrom oder der Phasenstrom gemeint ist, ist in einem guten Datenblatt spezifiziert. Denke diesen Strom im Zweifelsfall als Gesamtstrom und du bist auf der sicheren Seite.
12V ist ein eher willkürlicher Wert. Die Betriebsspannungen der Treibermodule, bis zu 40V oder mehr, sind für die Isolierungen des Motors eher unkritisch; jedenfalls darf so ein "12V"-Motor nicht an die Netzspannung 230/400V~ angeschlossen werden; das wäre sehr gefährlich.
Elektrisch ist das System aus Steppermotorwicklung, gepulstem Treibermodul und dessen integrierten Freilaufdioden in jedem Schrittzustand mit einem Schaltnetzteil vergleichbar: Die PWM-Pulse führen schrittweise zu einem ansteigenden Wicklungsstrom, der im Chip gemessen und durch das PWM-Tastverhältnis begrenzt und geregelt wird. Das ermöglicht einen weiten Betriebsspannungsbereich. Wegen der Gegeninduktion des drehenden Motors wird mit steigender Drehzahl des Motors eine immer höhere Betriebsspannung nötig, um noch den das Drehmoment erzeugenden Strom durch die Wicklungen zu treiben; daher sind die hohen Betriebsspannungen der Treibermodule recht wichtig für einen dynamischen Betrieb auch bei höheren Drehzahlen.

Gruß
RoboHolIC

[Robowg]

Danke für die ausführliche Antwort. War ein paar Tage weg. Deshalb meine späte Reaktion.

Hallo Robowg,

die von dir zitierten Angaben zu Strom und Spannung eines bestimmten Schrittmotors sind nicht falsch, aber für Anfänger schnell mal irreführend......

Alles klar - jetzt sehe ich das wohl etwas besser.