Hallo,
ich wollte mich mal in der yC-Steuerung umschauen ob es für mein Projekt nicht eine Umsetzungsmöglichkeit gibt.
Und zwar wollte ich mir einen elektrisch höhenverstellbaren Schreibtisch aus 2 Linearantrieben bauen. Allerdings ist es doch so, dass laut M,n-Diagramm die Drehzahl bei konstantem Strom und steigendem Moment sinkt. Das heißt doch dann auch, dass sich der vom Tischgewicht stärker belastete Motor langsamer dreht bzw. mehr Strom braucht. Wie genau bzw. kann ich das so weit steuern, dass sich die Motoren mehr oder weniger gleichschnell drehen?
Grüße
Christian
Hallo,
Du schreibst vom Schrittmotor, denkst aber wohl an einen anderen Typ.
Richtig dimensionierte und richtig angesteuerte Schrittmotoren machen einen Schritt, wenn sie das sollen. Eine Wahl haben sie nicht. Wenn Du also zwei Schrittmotoren sagst, sie sollen s Schritte in t Sekunden machen, dann tun sie das, denn dafür sind sie konstruiert.
Schrittmotoren bekommen bei der zu bevorzugenden Stromsteuerung keinen konstanten Strom, auch keine konstante Spannung, dafür sorgt der Treiber.
Damit willkommen im Forum!
Bei Schrittmotoren ist der Strom unabhängig von der Last. Sie brauchen ihren Strom auch im Stillstand und ohne Last, um ihre Position zu halten. Umgekehrt könnte man den Strom zwar reduzieren, wenn man die aktuelle Last kennen würde - nur woher soll man sie kennen?
Bei Stromsteuerung bekommen die Motoren den eingestellten Strom, so weit wie ihre Induktivitäten das beim Umschalten zulassen.
Das heißt dass ich einfach nur schauen muss wie groß meine Last ist. Also 20kg Tischplatte und 50kg auf der Platte dann sag ich mal dass ich mit 2x1kN Schrittmotoren auf der sicheren Seite bin.
Was mich aber doch stört ist der Stromverbrauch im Stillstand. Daran hatte ich jetzt nicht gedacht. Reden wir hier über 10W oder wirklich Nennstrom. Weil wenn ich dann einfach 24/7 400W verbrate ist das nicht der richtige Weg.
Schon mal vielen Dank für eure Hilfe
Dann wären wohl Motoren mit Schneckengetriebe die bessere Lösung. Das ist selbsthemmend, da kannst Du den Motor ausschalten.
Gruß Tommy
DrDiettrich:
Bei Schrittmotoren ist der Strom unabhängig von der Last.
Das ist nicht richtig ( Wäre auch von der Physik her vollkommen unsinig ). Wenn der Motor sich dreht, muss er mechanische Leistung erbringen, und die addiert sich zur Verlustleistung im Stillstand dazu.
DrDiettrich:
Sie brauchen ihren Strom auch im Stillstand und ohne Last,
Das ist insoweit richtig, dass er im Stillstand durch den Ohmschen Widerstand der Wicklungen eine rel hohe Verlustleistung hat.
Sobald er sich dreht werden die Verhältnisse aber sehr komplex, und sind mathematisch eher über eine reine Leistungsbetrachtung zu ermitteln. Und da geht die erbrachte mech. Leistung auf jeden Fall mit ein - er soll ja was bewegen. Die ohmschen Verluste hat man aber weiterhin - die mech. Leistung kommt hinzu und hat dementsprechend Auswirkung auf die aufgenommene elektrische Leistung - und damit auch auf den Strom.
Da in dieser Anwendung die Motore hauptsächlich stehen, sollten die Verluste im Stillstand minimiert werden. Da ist - wie von Tommy vorgeschalgen - ein selbsthemmendes Getriebe ein gute Wahl. Da kann man den Motor im Stillstand einfach abschalten.
Ok dann weiß ich jetzt schonmal wohin die Reise gehen wird. Danke für euren Input. Ach so. Wie groß würdet ihr die Motoren dimensionieren? Einfach kein Risiko fahren und 2x1kN nehmen oder denkt ihr bei unter 100kg gehen auch 2x500N?
MicroBahner:
Das ist nicht richtig ( Wäre auch von der Physik her vollkommen unsinig ). Wenn der Motor sich dreht, muss er mechanische Leistung erbringen, und die addiert sich zur Verlustleistung im Stillstand dazu.
Das ist insoweit richtig, dass er im Stillstand durch den Ohmschen Widerstand der Wicklungen eine rel hohe Verlustleistung hat.
Das ist insofern falsch als die Verlustleistung beim Drehen geringer wird, durch den geringeren Strom beim Umpolen der Spulen. Die Verluste sind im Stillstand am höchsten, und deshalb sollte man dagegen etwas unternehmen, wie Du selbst beschrieben hast. Die Verluste sind auch bei anderen Elektromotoren im Stillstand am höchsten, hängen also nicht (so einfach) von der abgegebenen Leistung ab.
flyingchris:
Wie groß würdet ihr die Motoren dimensionieren?
Das kommt auf das benötigte Drehmoment an, und beim Linearantrieb auf die Übersetzung.
Deine Überlegungen gelten für die üblichen Linearantriebe mit DC Motoren, da hängt der Strom von der Last ab. Schau mal in die Datenblätter...
Es gibt fertige Säulen mit Linearantrieb. (ich denke da an https://www.timotion.com/de/product/detail/lifting-columns/tl3-series?upcls=1481269382&guid=1488520856) Das sind dann aber meist Asynchronmotore oder wenn mit kleinerer Spannung Gleichstrommotore. Ich glaube das sind auch Teile außerhalb Deiner gewollten finanziellen Vorstellungen.
Grüße Uwe
flyingchris:
Wie groß würdet ihr die Motoren dimensionieren?
Schrittmotore bringen Drehmomente (Kraft mal Hebelarm) auf. Also Gewicht - Kraft - Spindel - Drehmoment. Siehe Wirkungsgrad, Kraft und Drehmoment
Das Tischgewicht sollte sich gleichmäßig aufteilen, die Last kann auch einseitig auftreten.
DrDiettrich:
Das ist insofern falsch als die Verlustleistung beim Drehen geringer wird, durch den geringeren Strom beim Umpolen der Spulen. Die Verluste sind im Stillstand am höchsten, und deshalb sollte man dagegen etwas unternehmen, wie Du selbst beschrieben hast. Die Verluste sind auch bei anderen Elektromotoren im Stillstand am höchsten, hängen also nicht (so einfach) von der abgegebenen Leistung ab.
Dann mach mal ein ganz einfaches Experiment: Miss die Stromaufnahme, die dein Stepper aus dem Netzteil zieht.
Im Stillstand ist das bekanntermassen schon recht viel bei einem Stepper.
Jetzt lass in laufen: Und siehe da, der Strom steigt - nicht sehr viel, aber immerhin ( Obwohl er doch nach deiner Argumentation jetzt sinken müsste, da die Spulen ja jetzt umgepolt werden ).
So und jetzt belaste ihn mal ordentlich, aber so dass er es noch schafft ( Drehzahl bleibt komstant ). Und - oh Staunen der Strom steigt nochmals ordentlich an.
Eigentlich aber nicht erstaunlich. Wo soll denn die Energie herkommen, die er jetzt bei steigender Last ( aber konstanter Drehzahl / = gleiche Umpolgeschwindigkeit ) braucht?
Was für einen Treiber verwendest Du für Deine Stepper Experimente? Wir reden doch von einem Treiber mit Stromsteuerung, da ist jede Abweichung ein Fehler.
agmue:
Du schreibst vom Schrittmotor, denkst aber wohl an einen anderen Typ.
Richtig. Ist mir dann im Nachhinein aufgefallen, dass das vom Funktionsprinzip her schon keinen Sinn macht. Hatte eine Synchronmaschinen-Kennlinie vor mir. Peinlich peinlich. Im letzten Semester noch eine Vorlesung dazu besucht....
DrDiettrich:
Das kommt auf das benötigte Drehmoment an, und beim Linearantrieb auf die Übersetzung.
Deine Überlegungen gelten für die üblichen Linearantriebe mit DC Motoren, da hängt der Strom von der Last ab. Schau mal in die Datenblätter...
An die Übersetzung hatte ich gar nicht mehr gedacht. Hast Recht das ändert natürlich einiges. Hatte auch eher ans prinzipielle gedacht. Sprich sollte jeder Motor in der Lage sein das Gesamtgewicht zu tragen oder reicht es das Gewicht durch Anzahl Motoren zu teilen oder läuft man dann Gefahr dass bei asymetrischer Last ein Motor überbelastet wird?
uwefed:
Ich glaube das sind auch Teile außerhalb Deiner gewollten finanziellen Vorstellungen.
Ich fürchte alles wo man den Preis erst erfragen muss ist mir zu teuer. Außerdem will ich auch was zu basteln haben.
agmue:
Das Tischgewicht sollte sich gleichmäßig aufteilen, die Last kann auch einseitig auftreten.
Wie sich Gewicht gleichmäßig verteilen kann, Last aber nicht verstehe ich jetzt nicht. Bin aber auch E-Techniker.
uwefed:
Das sind dann aber meist Asynchronmotore oder wenn mit kleinerer Spannung Gleichstrommotore.
Also ich riskiere jetzt was falsches zu sagen. Aber bei ASM bin ich mir sicher dass ich über den Schlupf eine Drehzahldifferenz abhängig der Last bekomme.
Aber was mir gerade so in den Sinn kommt. Ich muss ja gar nicht 2 Motoren benutzen. Ich könnte doch auch 1 Motor benutzen und die Drehzahl einfach per Welle auf die andere Tischseite zu schieben. Dann ist das asymetrische Gewicht vom Tisch nicht mehr wichtig, weil es sowieso auf dem Motor zusammenläuft. Ich müsste dann halt nur einen entsprechend kräfitgen Motor nutzen.
Ich bedanke mich recht herzlich bei euch allen für eueren Input. Habe jetzt so ungefähr eine Idee wie ich das umsetze. Hätte nicht gedacht dass so schnell so viel zusammen kommt.
flyingchris:
Wie sich Gewicht gleichmäßig verteilen kann, Last aber nicht verstehe ich jetzt nicht. Bin aber auch E-Techniker.
Ich auch, aber etwas Mechanik muß man schon drauf haben.
Bei einer Tischplatte kann man von einer homogenen Masseverteilung ausgehen, weshalb jeder Motor die Hälfte abbekommt. Einen Suppentopf von 50 kg kann man mittig stellen, dann halbiert sich das Gewicht für die Motoren, aber auch ganz links oder rechts, dann muß den Pott einer alleine stemmen.
Mein manuell verstellbarer Schreibtisch hat eine Kurbelaufnahme, mit der beide Seiten gleichzeitig verstellt werden. Da reicht dann ein Scheibenwischermotor.
Hallo,
Falls Du Dich für 2 Linear-Antriebe(Spindel) z.B als DC entscheiden solltest , die gibt es auch mit Encoder. Damit könnte man dann ein Master Slave System aufbauen. Wird auch oft als elektronische Welle bezeichnet. Wenn es allerdings mit einer mechanischen Welle geht ist das die einfachste Lösung.
Letztlich ist die Frage, soll die Verstellung mittels Taster auf/ab laufen oder willst Du das Ding auf vorher festgelegte Positionen fahren.
Heinz
Hi
Da man nicht einfach so an jeden beliebigen Schreibtisch einen Linear-Antrieb hinwerfen können wird - zumindest nicht, daß der Kram auch Wirkung zeigt - wird doch eh eine mechanische Bastelei daraus, oder?
Denke, zwei Gewindestangen, Die sich in, in den Füßen eingelassenen Muttern unten und in der Tischplatte gegen Festlager oben abstützen.
Nun muß man 'nur noch' diese Gewindestangen identisch drehen - dort gibt's wieder mehrere Möglichkeiten - Keine davon beinhaltet einen Linear-Motor der Mittelwagen-Klasse.
MfG
DrDiettrich:
Was für einen Treiber verwendest Du für Deine Stepper Experimente? Wir reden doch von einem Treiber mit Stromsteuerung, da ist jede Abweichung ein Fehler.
Das ist ein DRV8825. Aber der regelt ja 'nur' den Strom in der Spule des Steppers. Das ist ja nicht der Versogungsstrom des Ganzen. Den meinte ich, und der ist auch relevant, wenn man das Ganze betreiben will.
Aber wir sind hier mittlerweile total OT.