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Topic: [OT] Schrittmotor verständnisinnige  (Read 3987 times) previous topic - next topic

Muecke

Hallo miteinander,

ich habe vor mit einem Schrittmotor zu arbeiten.
jedoch ist mir das das eine oder andre noch nicht ganz klar :-(.
Das Grundprinzip eines Schrittmotor`s ist mir klar.

Angenommen ich habe einen Schrittmotor: "ST8918 - Schrittmotor - NEMA 34"


1. Hier steht beim Diagramm: "9.45A 48V Parallel" was bedeutet das Parallel?

2. der Motor hat eine Vollschritt weite von 1.8° das macht 200 Vollschritte für eine Umdrehung.
    wenn ich den Motor also mit 100RPM laufen lasse macht der Motor (200Vollschritte*100RPM)
    20.000 Vollschritte / Minute was ist das für eine Schrittfrequenz??

denn angenommen ich möchte den Motor um 45° drehen würde das 50 Vollschritten entsprechen, wenn ich das aber in der Geschwindigkeit von 100RPM machen möchte muss ich die 50Schitte mit der  Schrittfrequenz von 100RPM machen.
mir ist nur nicht klar wie ich die Schritte in eine Schrittfrequenz umrechnen soll,
denn bei der Steuerung steht Beispiel "16 kHz im Vollschritt"  macht das dann 16 Schritte pro Sekunde?
doch das wäre ja viel zu wenig bzw. das sind kHz also 16.000 Schritte pro Sekunde was dann eine Drehzahl von 4.800 RPM entsprechen würde.

ist das zu 2 so richtig was ich da verstanden habe?

gruß Mücke

uwefed

1) wahrscheinlich hat der Motor 8 Anschlüße/Kabel. Er hat 2 Wicklungen die wiederum als 2 Teilwicklungen ausgeführt sind. Dadurch kann man den Motor selbst als Unipola oder Bipolar verdraten und bei Unipolar kann man die beiden Teulwicklungen entweder in Serie oder Paralell schalten.
 
Wenn Du den Motor paralell schaltest ist der Nennstrom 9,45A. Die Drehmomentkurven sind für eine Stromansteuerung mit Versorgungsspannung von 48V definiert. Die Wicklungsimpedanz bewirkt daß der Strom langsam steigt wenn man eine Spannung anlegt. Das Erreichen des Nennstroms geschiet schneller wenn man eine größere Spannung anlegt und den Strom begrenzt. Der vorteil dabei ist daß bei schneller Schrittfrequenz der Strom höher ist weil die Induktivität wenige Einfluß hat.

2) RPM heist Revolution pro Minute um auf Hz oder anders geschrieben 1/S zu kommen mußt Du durch 60 dividieren. Als 100RPM entspricht eine Frequenz von 1,667 UPS (Umdehungen pro Sekunde). Das mit der Anzahl von Schritten pro Umdrehung ergiebt die Schrittfrequenz. In Deinem Fall 333,3Hz.

Um den Motor 45° mit 100RPM zu drehen mußt Du 50 Schitte mit einer Frequenz von 333,3 Hz ansteuern.

"16 kHz im Vollschritt"  entspricht bei einem 200 Schritte pro Umdrehung 4800 RPM. Das macht dann aber kaum ein Motor mit. Außerdem mußt Du Beschleunigungsrampen fahren damit der Motor nicht stehen bleibt.
Der Schritteingang verträgt max 200Khz.

Der von Dir vorgeschlagene Treiber reizt den Vorgeschlagenen Motor nicht ganz aus da er nur 6A liefen kann aber der Motor 9,45A verträgt. Für den Motor brauchst Du ein 48V Netzteil mit 14A. (nehme mal an daß mie auf beide Wicklungen gleichzeitig 100% strom gelegt wird sondern immer in summe 1,42* Nennstrom pro Wicklung)
Der vorgeschlagenen Motor hat verschiedene Wicklungsvarianten (die Zahlen nach dem "ST8918") und darum verschieden Kenndaten.


Falls Du etwas experimentieren willst rate ich Dir zu kleineren Motoren unter 1A und einem A4988 Kontroller.

http://de.nanotec.com/support/faq/ sind ziemlich viele Antworten.

Grüße Uwe

Muecke

Hey Uwe,

das erklärt mir einiges :-) bei Punkt 1. .-) danke.


Das mit den Schrittfrequenz hatte ich so halbwegs doch
richtig angedeutet, war aber gut denn so kann ich das
besser nachvollziehen. Danke.


ich sehe auch gerade das ich vergessen habe den Genauen
Motor mit zu nennen, Oh man, ...
*einmal tief durchatmen und bereuen dann weitermachen*


Der Motor denn ich im Auge habe nennt sich, "ST8918M6708"

Hier steht dabei "A / Wicklung" hat er 4,74A, angenommen ich
betreibe den Parallel dann sind immer zwei Stullen gleichzeitig
bestromt, somit komme ich doch auf die 9,48A aus dem Diagramm?
oder verstehe ich das Falsch.

Somit muss die Steuerung für max. 5A ausgelegt sein?
denn wenn ich zwei Spulen gleichzeitig betreibe sind doch auch
zwei Ausgänge an der Steuerung belegt?  oder werden die am Motor gebückt?

das Netzteil müsste dann also Max. 10A liefern können?

oder verstehe ich da was Falsch?


die FAQ werde ich mir anschauen, danke die hatte ich warum
auch immer nicht gesehen gehabt.

uwefed

Quote
Hier steht dabei "A / Wicklung" hat er 4,74A, angenommen ich
betreibe den Parallel dann sind immer zwei Stullen gleichzeitig
bestromt, somit komme ich doch auf die 9,48A aus dem Diagramm?
oder verstehe ich das Falsch.
Falsch
Quote
Er hat 2 Wicklungen die wiederum als 2 Teilwicklungen ausgeführt sind.
Nein der Strom ist immer pro Wicklung gedacht (in diesem Fall Halbwicklung). Wenn Du die 2 Halbwicklungen Paralell schaltest hast Du dann den doppelten Strom.


Du hast aber dann 2 Wicklungen die Du aber auch gleichzeitig außer bei Vollschritten (außer Waveansteuerung) beide bestromt werden. Die Microschrittsteuerung funktioniert mit verschidenen Stromstärken in den beiden Wicklungen wobei die Summe des Gesamtstroms SQR(2)* I ist
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Ansteuerung_Schrittmotor.jpg und http://www.pololu.com/file/0J450/a4988_DMOS_microstepping_driver_with_translator.pdf Seite 14 bis 17.   
Der vorgeschlagene Motor hat bei Paralellschaltung der Halbwicklungen einen nennstrom von 9,48A. Der vorgeschlagne Motortreiber ist unterdimensioniert.

Wenn Du einen So kräftigen Motor brauchst dan frag beim Hersteller an welche Motorsteuerung er Vorschlägt und welches Netzteil.

Grüße Uwe

Muecke

Ok, dann hatte ich das Falsch verstanden, danke für die Erklärung.

Das habe ich noch vor mit dem Hersteller zu sprechen welche Steuerung er empfehlen würde zu diesem Motor :-).

Ich dachte nur das ich vorher mich schon mal informiere, was auch ganz gut klappte mit den ganz einfachen Grundlagen ;-) das ich nicht ganz doof beim Hersteller überkomme ;-).

Danke dir Uwe, du hast mir gut weiter geholfen.

Gruß
Mücke

uwefed

Wieso brauchst Du denn einen so starken Motor?
Grüße Uwe

Muecke

:-) ja das wüsteste jetzt gerne. ;-) *Spaß*

ich möchte eine Art CNC - Fräße bauen, nur das ich keinen Fräskopf habe sondern einen Heißdrahtschneider (Bild) mit dem ich durch Festes Gummi schneiden kann.

Da das Gummi nicht wie Styropor sehr leicht zu schneiden ist und ich das Messer der Schneiderichtung mit drehen muss (da es eine Form hat und kein Draht ist) benötige ich an der Stelle einen etwas Größeren dimensionierten Motor :-)



was auch noch so eine Sache ist die irgend wie kommen wird, ich aber noch nicht wies wie ich das anstelle ist zu Prüfen ob der Draht zu heiß wird. dazu müsste ich wahrscheinlich den Widerstand, Strom und Spannung messen und das dann in Relation setzen. doch da habe ich noch keinen Plan wie ich das machen kann soll muss. das kommt nach dem Motor ;-), habe mir dazu schon das eine oder andere Strommessteil für das Arduino angeschaut.


Also dafür ist der Motor gedacht :-)

uwefed

Meines Wissens schmilzt Gummi nicht und darum kannst Du ihn mit einem Heißen Draht nicht schneiden.
Um die Temperatur des Drates zu messen kannst Du ihn mit einer Konstantspannung oder Konstantstrom versorgen und dann den Strom bze Spannung messern.

grüße Uwe

Muecke

in dem Fall ist das schon so, das Gummi ist wie das Gummi von den lauf matten die man in einer Werkstatt hat, mit den Großen Löchern, nur das mein Material keine Löcher hat.
so was in der Art.


das Schneiden klappt, recht gut (großer Kraftaufwand) von Hand schon.
habe dafür einen Großen Trafo der meinen Draht (Draht ist der Falsche Ausdruck eher Messer, wie das Bild oben in #6 erwärmt und dann Glüht das Messer richtig, doch wenn ich nicht im Gummi bin dann verglüht mir das Messer :-( , somit geht Energie verloren wenn ich Schneide (klar sonst würde das Gummi nicht geschnitten) und das Messer hält recht lange, doch wenn ich es aus dem Gummi raus nehme oder einen kurzen Moment nicht aufpasse und nicht schnell genug weiter schneide dann verglüht mir das Messer und ich muss ein Neues Biegen exakt so wie das vorherige und es wieder einspannen etc. das ist nervig.


Strom bze Spannung messern
so was in die Richtung habe ich mir auch schon überlegt, die Frage ist nur wie mache ich das, dachte schon ein Shield für das Arduino das ich einfach mal dazwischen klemme, und alles mit aufzeichne, nebenher meine Kamera laufen lasse das ich wies was ich wann gemacht habe :-) und so dann die grenzen finden kann, was ich wie reagieren müsste.

habe nur die Befürchtung das es etwas Schwerer wird, denn mein "Messer" ist nicht immer exakt gleich lang, und wird dadurch unterschiedliche werte bekommen, und hier dachte ich an die Widerstandsmessung, denn der Widerstand beim Einschalten zu messen und davon dann Rückschlüsse ziehen was angebaut wurde.

Ich habe da noch etwas vor mir. gerne Stelle ich das als extra [OT] Projekt (mit Arduino) ein, 
denn ich kenne mich mit den gesamten Strom Mess Shield überhaupt nicht aus.

peter_de

Hallo,

wegen messen von Strom und Spannung.

Sag uns doch mal ob das Messer mit Gleich- oder Wechselspannung betrieben wird.
Dann noch welche Spannung ca. im normalen Betrieb ansteht und wie hoch die Leerlaufspannung ist wenn das Messer durchgebrannt ist.
Und welcher Strom ca. im normalen Betrieb fließt und wie hoch der Kurzschlussstrom werden kann wenn zwischen den Klemmstellen des Messers ein Kurzschluss entsteht.

Vielleicht hat dann jemand eine Idee wie man Strom und Spannung messen könnte.

Gruß
Peter
Kaum macht man Etwas richtig, funktioniert es auch!

Muecke

Die Daten vom Messer werde ich noch mal raus suchen und ein neues Thema auf machen ;-)
bin mal gespannt was man da machen kann.




zu dem Motor hatte gerade Kontakt mit dem Hersteller und er empfiehlt mir zu dem Motor:

- Motorsteuerung - SMCI47-S-2
- Konverter -  ZK-RS485-USB  (zum Einstellen notwendig)
- Ladekondensator 50 V - Z-K4700/50
- Schaltnetzteil - NTS-48V-10A

und natürlich noch der Motor:

- Schrittmotor - ST8918M6708

das macht unter dem Strich 613,40 EUR wow, das hätte ich nicht erwartet, die Steuerung ist so Teuer ... :-(





uwefed

Meiner Meinung nach ist das Netzteil unterdimensioniert.
Wie willst Du den Strom auf die Schneide bringen, die Dreht sich ja auf dem Motor (oder habe ich das falsch verstanden)?
Auch bezweifle ich die Richtigkeit der Wahl eines Schrittmotors als Antrieb. Geht da ein x-beliebiger Gleichstrommotor oder Asynchronmotor mit Getriebe nicht besser? Mußt Du die Schneide den so winkelgenau und frequenzstabil drehen?

Grüße Uwe

Muecke

#12
Dec 15, 2014, 09:05 pm Last Edit: Dec 15, 2014, 09:18 pm by Muecke
Das mit dem Netzteil dachte ich auch, der Vertreiber dort meinte das ist kein Problem, das macht erst Probleme wenn man ihn im "Closed-Loop" bei 600 - 700 RPM betreiben würde. bei mir angepeilten 100RPM und dann auch immer keine ganzen Umdrehungen ist das kein Problem. so die aussage des Herstellers.

Ja du hast recht das Messer Dreht sich auf dem Motor, und ich muss den Strom ordentlich übergeben,
hier bin ich noch am Konstruieren in 3D (dauert es geht aber voran  ;D )

Warum ich mich für einen Schrittmotor entschieden habe, an genommen ich möchte ein Kreis Schneiden.

Beispiel

Beispiel 2



dann muss der Schneidekopf langsam um die eigene Achse gedreht werden,
da ich beim Schrittmotor exakt einstellen kann wo er hin fahren soll und auch gut die Position halten kann
finde ich das ganz gut :-) bei einem "Gleichstrommotor" kann ich nicht Positionsgenau stehen bleiben?

ich gege davon aus das ich mit der Frequenz von 100RPM den Motor bewegen muss, jedoch Spielt sich die Bewegung immer von 10 - 20° Abständen.
Wenn ich ein Getriebe Einsätze bekomme ich Längere Rampen zum Hochfahren der Drehzahl und ein Umkehrspiel das würde ich gerne Verringern / eliminieren mit dem Schrittmotor.


Ich werde da im Neuem Thema weiter eingehen, habe meinen Schneider (gerade von Hand) raus geholt und werde da noch mal schauen was ich genau verbaut habe :-).


EDIT: habe ein besseres Bild gefunden :-)

uwefed

Die Beispiele, die Du anhängst sind mit einem Fräse gemacht, die Rotieren ziemlich schnell.
Grüße Uwe

Muecke

#14
Dec 16, 2014, 12:58 pm Last Edit: Dec 16, 2014, 03:40 pm by Muecke
Richtig, mein Messer ersetzt den Rotierenden Fräskopf, das bedeutet das genauso verfahren wird wie beim Fässern nur das mein Messer der Schneidrichtung nachgeführt werden muss, da es wie im Post #6 ausschaut.


Doch die Muster sind die selben, ich kann in der Höhe nicht variieren wie bei einem Fräskopf das ist abhängig wie das Messer (der Draht) das Montiert wurde geformt ist.

und da ich das Messer immer in Schnittrichtung ausrichten muss habe ich mir einen Schrittmotor an der Stelle überlebt, denn denn kann ich schnell und einfach und genau Positionieren, wie ich das mit einem Normalen DC Motor machen kann würdet ich jetzt nicht.


EDIT: für das Messer und dessen Überwachung habe ich ein Extra Thema eröffnet.

[OT] Messer Überwachung (Strom / Spannung) und einstellen (mit Arduino)

Würde mich freuen wenn das weiter erörtert werden würde.

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