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Thema: Schrittmotoren werden heiß...ist das normal?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Schrittmotoren werden heiß...ist das normal?

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    Hallo Forum,
    ich betreibe meine CNC neuerdings mit Nema23 Schrittmotoren(vorher Nema17, aber die waren zu schwach...). Nun ist mir aber nach mehrmaligem Fräsen aufgefallen das die Motoren nach ca. 15min schon so heiß sind, das man sie nicht mehr anfassen kann/will.... Als Treiber benutze ich die TB6560-Karte aus China. Ich habe ansonsten aber bis her noch nie Probleme mit der Karte gehabt.
    Leistungsdaten zu dem Motor:
    DC 6V
    1,7A
    1,8°

    Mir wurde dazu geraten die Motoren bzw. die Steuerung mit 24V zu betreiben und die Strombegrenzung auf dem Bord zu benutzten. Kann das die Ursache sein , oder ist das normal und die Motoren brauchen einfach nur mehr Kühlung?

    Hier noch ein Bild der CNC:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	2014-06-10 11.04.27.jpg
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Größe:	44,9 KB
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    MfG
    bnitram
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    Viel Spaß!!

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Was ist die Widerstand von den Windungen? Vielleicht ist das weniger als aus den Spannung und maximale Strombelastung ab zu leiten kann. Und wird durch die Chinesen Treiber Karte die Strom nicht begrenzt.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Hessibaby
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    Bei den Motorparametern kannst Du diese mit max. 2A bestromen. Wie hoch hast Du den Haltestrom eingestellt? Wie ist der Decay-Mode eingestellt?
    Wenn die Motore so heiß werden ist das normalerweise ein Zeichen für einen zu hohen Haltestrom.

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    Gruß aus dem Ruhrgebiet Hartmut

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Wieviel Phasenstrom hatten denn die Nema-17-Motoren? Wenn die neuen Motoren zu heiß werden, ist das ein Zeichen dafür, dass der Phasenstrom falsch eingestellt ist. Welche Platine hast du denn? So eine aus China, wo die Stromeinstellung über DIP-Schalter eingestellt wird? Auf welcher Stellung sind diese bei dir? Bei den TB6560AHQ-Treibern lässt sich der Strom auf 1,75A einstellen, das sollte eigentlich perfekt sein. Mit einer niedrigeren Versorgungsspannugn erreichst du da nix...

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Danke für die ganzen Antworten.
    Der Widerstand beträgt: Ohm
    @Geistesblitz:
    Ja genau so eine Platine ist es.

    Die Einstellung ist folgende:
    Current Setting OFF/ON -> 50% ....Wären ja von den max 3,5A die passenden 1,75A....
    Decay Mode ON/ON -> Was bedeutet das eigentlich?
    MicroStep Setting ON/OFF -> Halbschritt

    Die alten Nema17 hatten nur 330mA bei 12V. Da habe ich die Karte aber auch mit 12V versorgt, daher war vorher keine Strombegrenzung nötig.

    MfG
    bnitram
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  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Das ist keine Strombegrenzung, sondern eine Stromregelung und diese braucht eine höhere Spannung als die Nennspannung der Motoren. Ein Teil der Spannung geht nämlich in den Drahtwiderstand und ein weiterer Teil wird in die Drehbewegung umgewandelt. Der letzte Teil, die Gegen-Induktion, wird größer je schneller der Motor sich dreht. Solange beide Anteile zusammen kleiner als die Versorgungsspannung sind, kann der Stromregler diese einfach auf den Wert runtersetzen, der nötig ist, um den Sollstrom fließen zu lassen. Sind die Anteile zusammen allerdings größer als die Versorgungsspannung, schaltet der Stromregler voll durch und der Strom bleibt trotzdem niedriger, da einfach nicht genug Spannung vorhanden ist. Daher ist es besser, bei Schrittmotoren so viel Spannung wie möglich zu nehmen (soviel die Bauteile aushalten). Bei TB6560AHQ kann man bis zu 36V hoch gehen, ganz egal, was für Motoren man da anschließt, solange die Stromeinstellung stimmt. Die Nema-17-Motoren waren dann wohl eher auf niedrigen Strom und hohe Induktivität ausgelegt, da konnte der eigentliche Phasenstrom auch nicht fließen, da einfach keine Spannungsreserve zum Regeln da war.

    Hmm, die Einstellungen hören sich trotzdem soweit eigentlich gut an. Wie warm werden die Motoren denn? So warm, dass es nach einer Weile heiß wird, wenn man anfasst, oder so richtig heiß? Schrittmotoren können im Betrieb schon recht heiß werden, muss nicht unbedingt heißen, dass irgendwas nicht stimmt. Und soweit ich es mitbekommen hab, kann eine Kühlung der Motoren selbst mehr Probleme bringen als sie löst (Rotor dehnt sich mehr aus als gekühlter Stator -> Luftspalt wird verschwindend klein, verschließt sich vielleicht sogar völlig)

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Hessibaby
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    Die Einstellung ist folgende:
    Current Setting OFF/ON -> 50% ....Wären ja von den max 3,5A die passenden 1,75A.... (Kann es sein dass damit die Haltestromeinstellung vorgenommen wird?)
    Decay Mode ON/ON -> Was bedeutet das eigentlich?
    MicroStep Setting ON/OFF -> Halbschritt

    Am einfachsten Du schaust mal hier http://wirbel.htpc-forum.de/cnc/TB6560/index2.html rein, da ist alles erklärt

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    Gruß aus dem Ruhrgebiet Hartmut

  8. #8
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Über die Temperatur von Schrittmotoren wundert man sich oft, sie nehmen mit dem Haltestrom eben ständig Leistung auf und sie haben eine relativ hohe Zeitkonstante.
    Sicher ist es gut, die Temperatur zu messen.
    Außen am Motor, oder die mittlere Wicklungstempertur so wie hier:
    http://www.roboternetz.de/community/...l=1#post109738


    MOTOR HEATING AND TEMPERATURE RISE
    Operating continuous duty at rated voltage and current will give an
    approximate 40°C motor winding a temperature rise. If the motor is
    mounted on a substantial heat sink, however, more power may be
    put into the windings. If it is desired to push the motor harder, a
    maximum motor winding temperature of 100°C should be the upper
    limit. Motor construction can be upgraded to allow for a winding
    temperature of 120°C (60°C rise).

    What is the safe operating temperature of a common Stepper motor?

    Electromate Industrial SalesMost Stepper motors have class B insulation which is rated at 130 degrees C. Motor case temperatures of 90 degrees C will not cause thermal breakdowns. Motors should be mounted where operators cannot come into contact with the motor case.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Vielen Dank für die ganzen Antworten.
    Gemessen wie heiß die Motoren werden hab ich noch nicht, aber so nach Ca 15min kann man die Motoren nicht mehr länger als 5s anfassen ohne das es weh tut...
    Vielen Dank auch für die Erklärung. Den Haltestrom kann ich nicht direkt einstellen, aber ich werde mal gucken wie das genau auf der Karte aussieht...

    Also die Temperaturen find ich schon heftig wenn ich ehrlich bin... ich werde morgen mal messen wie viel Grad die Motoren erreichen.

    So was ich jetzt hier alles raushöre, klingt das jetzt für mich so als wäre der Haltestrom definitiv schwer dafür verantwortlich, richtig ?

    MfG
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  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Der Nennstrom bei den Motoren ist so definiert, dass bei derm Strom der Motor schein grenzwertig heiß (über 100°C an den Windungen) wird. Es ist also normal, das der Motor damit zu heiß zum Anfassen wird.

    Je nach Anwendung und Motortreiber wird der Strom reduziert, wenn der Motor sich nicht drehen soll - damit wird der Motor dann nicht mehr so heiß wenn der Motor nur steht. Man kann ggf. auch einfach denn Stranstrom kleiner als den Nennstrom wählen - schon bei 70% des Nennstromes hat man nur etwa die halbe Verlustleistung aber immer noch etwa 70% der Kraft. Dann sollte es auch ohne Brandblasen gehen.

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