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Thema: Schrittmotor Resonanzproblem

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Schrittmotor Resonanzproblem

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    Hallo alle zusammen,

    ich hab mir die Schrittmotorsteuerung L297/L298 aufgebaut.
    Versorgt wird das ganze mit ca. 20V
    Der Motor schafft einen Phasenstrom von 1A.
    Chopper Frequenz (22k ,2.2nF) gemessen 17KHz.
    Schrittmotor: http://www.mir-elektronik.de/motoren...extac9212.html

    Nun mein Problem:

    Bei einer Schrittfrequenz von 50-60Hz (Vollschritt) dreht sich der Motor zwar, jedoch ist er extrem laut und zittert ab und zu kurz in die Gegenrichtung. In Halbschrittmodus ist dies bei ca. 100Hz der Fall, jedoch nicht so stark.

    Ab einer Schrittfrequenz von 100Hz - 1Khz (im Vollschrittmode) dreht er sich wider ganz ruhig.

    Ist es möglich, dass der Motor bei dieser Frequenz in seiner Resonanz Betrieben wird?

    Weiters möchte ich euch fragen, ob es normal ist, dass diese Regelung (L279) den Strom nicht ganz konstant hält. Also bei einer Schrittfrequenz von 1Khz fällt der Strom um 0,5A ab.

    Danke in Vorhinein

    Mit freundlichen Grüßen
    Roland
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Ach ja, ich hab beide Chopper Modes ausprobiert. Hat sich immer gleich verhalten.

    mfg
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  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Die Resonanz ist ja ein (elektro-) mechanisches Problem. Ist der Motor mechanisch wie im Einsatzfall konfiguriert?
    Z.B. Räder am Boden verhalten sich anders als Räder in der Luft. (klar) Man braucht aber vielleicht nicht alle Betriebsfälle einzubeziehen.
    Manfred

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hallo Manf,

    Der Motor ist teil einer CNC Fräse (Plotter). Er ist bereits Mechanisch so befestigt, wie er am ende ein soll.

    mfg
    Roland
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  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Die mechanische Resonanz sollte ja mit der Schrittfrequenz zusammen gehen, nicht mit der umgerechneten Vollschritt-Frequenz.
    Hat denn die Motor-Versorgung eine Welligkeit? Die muß grundsätzlich nicht besonders stabilisiert sein, nur erst mal für die Ursachenforschung. Die 50Hz oder 100Hz könnten ja etwas damit zu tun haben.

    Übrigens zu der Frage mit dem Stromabfall ab 1kHz. Das ist das grundsätzliche Problem oder die Eigenschaft von Motoren, dass sie bei hoher Drehzahl Spannung induzieren und dann nur noch bei höherer Spannung Strom aufnehmen.

    Das entspricht der Leistungsbilanz, dass die Leistung Drehmoment mal Drehzahl, wobei Das Drehmoment dem Strom entspricht, bei höherer Drehzahl nur mit höherer Spannung erbracht werden kann.
    Manfred

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Also die Versorgungsspannung der Motoren beziehe ich von einem Labornetzteil + 3*4700uF neben dem Treiber. Ich glaube nicht, dass irgendeine Welligkeit auftritt. Nun also die Mechanische Resonanzfrequenz bleibt sicher immer gleich, aber wenn man den Motor im HS Modus betreibt, benötige ich die doppelte Schrittfrequenz um den Motor gleich schnell wie im VS Modus zu betreiben (==> um auf die Mechanische Resonanzfrequenz zu kommen).

    Wobei ich anmerken muss, bei stärkerer Belast des Motors läuft er auch bei 50-60Hz (VS) ruhig. Im Leerlauf (oder schwache Belastung) tritt so eine art Überschwingen auf. Man mekr dies bei einzelnen Schritten. (So ein nachklingen).

    Mit freundlichen Grüßen
    Roland
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  7. #7
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ok. die Spannung aus einem Labornetzeil ist erst mal zuverlässig.

    Es scheint dann also eine mechanische Resonanz zu sein.

    Eine deutliche Anregung müßte es dann aber auch im Halbschrittmode bei 50Hz geben. Bei 100Hz und konstantem Strom gibt es dann schon auch eine 50Hz Anregung durch die unterschiedlich starken Haltemomente der Halbschritte.

    Tritt der Fehler im Halbschrittmode bei 50Hz nur sehr abgeschwächt auf, dann ist es vielleicht eine Kopplung der mechanischen Resonanz mit dem Haltemoment des Motors bei zwei bestromten Spulen.

    Als einfachsten Test kann man ja mal den Strom (mit Uref) um 20% verringern und sehen, ob sich die Resonanzfrequenz auch zu (10%) kleineren Werten verschiebt.

    Grundsätzlich kann man die Anregung (durch Mikroschritt) vermeiden oder das System stabilisieren und dämpfen. Bei einer Arbeitsmaschine die ohnehin auch andere Anregungen erhält, geht es insgesamt nicht ohne Stabilisieren und Dämpfen.
    Manfred

  8. #8
    Gast
    Oft hilft bei Resonanzerscheinungen eine Schwungscheibe auf der Motorwelle.
    RG

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hallo, alle zusammen,

    ich habe nun Probiert, den Treiber (L29 mit einer Stromquelle zu versorgen (2A). Dadurch schaltet der Chopper nicht mehr, da der Spannungswert am Rsens nie über den Referenzwert Steigen kann (2A Begrenzung). Und siehe da, der Motor dreht sich bei jeder Frequenz (bis 2Khz) ohne irgendeine Resonanz Erscheinung. Ich vermute, dass sich die Chopper Frequenz mit der Schrittfrequenz überlagert (bei 50,100Hz) und dadurch dieses Problem auftritt.

    Weiß irgendjemand wie ich es schaffe trotz Chopper den Motor bei allen Frequenzen betreiben zu können?

    Danke in Voraus.

    Mit freundlichen Grüßen
    Roland
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