Wo sind drehzahlmäßig die Grenzen eines schrittmotors?

**frankensteins-freund** · 06.01.2011, 16:36

Heyhey

ich Suche gerade verzweifelt schrittmotoren. Nun hab ich bei nanotec schöne drehzahldiagramme gefunden, die manchmal bis zu 2000 1/min gehen. es ist doch so, dass ein Schrittmotor bei 2000 umdrehungen und 200 steps/ umdrehung 400.000 phasenwechsel pro minute macht. ich persönlich finde das etwas überirdisch. liege ich da richtig?

Eine einfache steuerung mit l297, wo liegen da frequenzmäßig die grenzen?

dann noch eine andere frage: wenn ich einen Schrittmotor im vollschrittbetrieb betreibe darf ich zu Schrittmotoren bis zu 4A greifen für einen l6203 im vollschrittbetrieb. im Halbschrittbetrieb muss ich meine 4A:1,41 rechnen um meine maximale stromstärke des motors herauszufinden, den ich kaufen darf. ist das richtig?

Grüße
Michi

**Besserwessi** · 06.01.2011, 19:25

Es hängt ein bischen davon ab wie hoch die Spannung ist. Die Geschwindigkeit ist fast proportional zur Spannung. Meistens liegt die Grenze bis zu der man noch fast das volle Drehmoment hat bei vielleicht 200 bis 1000 Schritten je Sekunde - ohne viel Last kann man dann ggf. noch etwas schneller.

1000 Schritte je Sekunde sind dann bei 200 Schritten je umdrehung 5 U/ Sekunde oder 300 Umdrehungen je Minute.

Der Strom wird von der Steuerschaltung vorgegeben. Man kann beim Motor auch weniger als dem maximalen Strom nutzen, und das Treiber IC (wie L6203) mit weniger Strom nutzen als das Maximum. Etwas unter dem Maximum ist bei den ICs auch eher zu empfehlen - als eher etwa 3 A als obere Grenze für den L6203. Beim Halbschrittbetrieb, und wenn sich der Motor auch wirklich dreht, darf man bei vielen Motoren etwas (ca. 15%) höher gehen mit dem Strom, muss es aber nicht. Der Faktor 1,41 wäre drin bei Mirkostep-betrieb.

**Richard** · 06.01.2011, 21:47

Zitat von Besserwessi

Es hängt ein bischen davon ab wie hoch die Spannung ist. Die Geschwindigkeit ist fast proportional zur Spannung. Meistens liegt die Grenze bis zu der man noch fast das volle Drehmoment hat bei vielleicht 200 bis 1000 Schritten je Sekunde - ohne viel Last kann man dann ggf. noch etwas schneller.

1000 Schritte je Sekunde sind dann bei 200 Schritten je umdrehung 5 U/ Sekunde oder 300 Umdrehungen je Minute.

Der Strom wird von der Steuerschaltung vorgegeben. Man kann beim Motor auch weniger als dem maximalen Strom nutzen, und das Treiber IC (wie L6203) mit weniger Strom nutzen als das Maximum. Etwas unter dem Maximum ist bei den ICs auch eher zu empfehlen - als eher etwa 3 A als obere Grenze für den L6203. Beim Halbschrittbetrieb, und wenn sich der Motor auch wirklich dreht, darf man bei vielen Motoren etwas (ca. 15%) höher gehen mit dem Strom, muss es aber nicht. Der Faktor 1,41 wäre drin bei Mirkostep-betrieb.

Ein großer Schrittmotor Profi bin ich nicht! Rein Theoretisch, (wenn die Ansteuerungen das schaffen). sollte ein Schrittmotor auch sehr schnell werden können wenn die Eingangsspannung der Drehzahl oder Besser Gegeninduktion angepasst / geregelt wird. Das kann auch durch den Strom am shunt passieren. Allerdings weiß ich nicht ab welcher Drehzahl der Motor anfängt sich zu zerlegen, eben so wenig ab welcher Frequenz und Motor Spannung die Treiber "aufgeben".

Wechselrichter für Drehstrom Maschinen gibt es aber auch im KW Bereich und mit Wechselrichtern laufen auch Schrittmotore Problemlos.

Die gibt es auch bei Nanotec.

Gruß Richard

**frankensteins-freund** · 06.01.2011, 23:46

Hey,

Im halbschrittbetrieb ist da nix mit faktor 1,41?
Nehmen wir an ich bau ne l297-l6203 schaltung. Ich jage 48 Volt durch und nun brauche ich nen Schrittmotor für meine 5er steigung kugelspindel. Das loslösemoment der spindel liegt bei 0,8Nm und eine zahnriemenuntersetzung darf auch gerne rein.

Nun möchte ich den eilgang gerne irgendwo bei 2000mm/min plazieren, die genauigkeit eines schrittes sollte irgendwo bei ungefär 0,01- 0,015mm liegen

Ist es dann theoretisch überhaupt machbar?

Wie hoch drehen eure Motoren? weil irgendwann muss ja mal fertig sein...
ein l6203 hat bei 100khz laut datasheet seine grenze. geht da trotzdem mehr?

Gruß

**ManuelB** · 07.01.2011, 09:00

Hallo,
normalerweise müsste deine gewünschte Geschwindigkeit machbar sein. Hängt natürlich auch von der Leichtgängigkeit der Mechanik ab.
Bei deiner 5mm Spindel un den 2000mm/min wären das ja 400 1/min des Schrittmotors. Da sehe ich eigendlich kein Problem.

Bei meiner kleinen gleitgelagerten mit 4mm KG-Spindeln kann ich mit etwa 60mm/s im 1/8 Schritt positionieren. Viel mehr lässt DOS PCNC auch nicht
zu.
Bei meiner Wabeco lieg ich in etwa bei 30mm/s, ebenfalls mit 4mm KG Spindeln. Die hat aber auch Schwalbenschwanzführungen und die Motoren haben eine viel höhere Induktivität als die an meiner kleinen.
Als Treiber verwende ich auch die l6203.

Man muss auch Motoren verwenden, die für stromgeregelte Endstufen geeignet sind. Also rel. geringe Nennspannung für das erforderliche Moment bzw. niedrige Induktivität.

Im Halbschritt wird normalerweise der Phasenstrom um den Faktor 1,41 angehoben wenn nur eine Phase aktiv ist, um die Drehmomentwelligkeit zu veringern.

MfG
Manu

**frankensteins-freund** · 07.01.2011, 11:20

hey manuel

Genau solche antworten hab ich mir erhofft. Im datenblatt des l6203 steht was von ner maximalen herzzah von 100khz. beim halbschritt oder 1/8 schritt wie bei dir werden die 100khz ja überschritten. schadet das dem l6203 nicht?

ich hab bei nanotec einen Stepper gefunden:
ST6018K2008

Von den Kräften her optimal. Denkt ihr mein l6203 schafft den im halbschrittbetrieb gut? Ich vermute ja, ich muss ihn zwangskühlen mit lüfter, aber gehen müsste es oder? Die Nennspannung ist etwas hoch meines erachtens nach...

Mfg
Michi

**Ostermann** · 07.01.2011, 12:12

Hallo!

Bei 400 U/min (nicht /s!) hast du gerade mal 1,3Khz Vollschritt bzw. 10,6kHz Schrittrate bei 1/8 Schritt. Bis 100kHz ist da noch ein weiter weg. Normalerweise setzen der Motor und die Brückenspannung die Drehzahlgrenze, nicht die max. Frequenz des Treibers.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

**ManuelB** · 07.01.2011, 13:13

Hallo,

meinst Du jetzt mit Zwangskühlung den Motor oder den L6203?
Also bei den Motoren hatte ich noch keine Probleme, wenn man ihn in den Grenzen das angegebenen Stromes betrieben hat. Gerade wenn er thermisch an die Maschine angekoppelt ist kann er ja noch einiges an Verlust abgeben.
Bei den L6203 wäre es unter Umständen besser, kommt aber auf den angebauten Kühlkörper drauf an. Bei mir laufen sie zurzeit einfach aufgeschraubt auf eine Aluplatte und von einem Lüfter angeströmt.
Bild hier

MfG
Manu

Edit: Lüfter hatte ich für das Bild mal zu Seite genommen.

**frankensteins-freund** · 07.01.2011, 16:09

Hey

WOW deine platinen gefallen mir, ich hoffe, meine werden auch mal so bildhübsch. Kühlungstechnisch hatte ich den lüfter auf den l6203 bezogen. die Motoren werden vermutlich nicht so heiß. aber die l6203 an das gehäuse schrauben ist eine gute idee.

Woher kann man solche Blechkästen für den einbau von platinen herbekommen?

Na wenn das frequenzmäßig und drehzahlmäßig so ist, kann ich vermutlich meine 2000mm eilgang doch verwirklichen

Ich mach den Halbschrittbetrieb, dazu eine übersetzung von 5:4 und die 5er steigung der spindel, dann erreiche ich eine theoretische genauigkeit von exakt 0.01mm. Damit lässt es sich sehr gut leben.

Grüßle
Michi