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Thema: Vergleich DC Motor zu Schrittmotor

  1. #1
    manga
    Gast

    Vergleich DC Motor zu Schrittmotor

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    Ich habe ein paar Fragen:

    -Gewichte?
    -Ansteuerungsmöglichkeiten?
    -Hinweis: Hersteller von Schrittmotoren bieten bereits die Möglichkeit einer W-Lan-Steuerung an, ist das auch bei DC-Motoren so?
    -Lebensdauer?
    Hinweis: z.B. Lebensdauer von 5 000 h erscheint sehr gering (bei einer Betriebsdauer von 10 h pro Tage, würden sich 500 Betriebstage ergeben, das sind ca. 2 Jahre)
    - Welche Verschleißteile haben DC-Motoren, welche Verschleißteile haben Schrittmotoren?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Wenn ein GS-Motor innerhalb der Spezifikation betrieben wird, ist der Bürstenverschleiß der lebendauerbegrenzende Vorgang, evtl. verbunden mit dem Verschleiß des Kommutators. Das dürfte alle anderen anzunehmenden Faktoren bei weitem überwiegen.

    Allerdings sind Gleichstrommotoren und Stepper keine direkte Konkurrenz zueinander; es macht nur bedingt Sinn, sie gegeneinander auszuspielen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo.

    DC-Motoren gibt's von winzig Klein bis zu MW, entsprechend ist auch das Gewicht.

    Am Anfang gab es keine brauchbaren Permanentmagnete, also musste ein Motor zwangsweise aus einer Stator- und einer Rotorwicklung bestehen. Die Stromübertragung zum Rotor muss dabei zwangsläufig über Schleifringe (Bürsten) erfolgen. Beim DC-Motor kommt noch das Problem hinzu, dass dauernd umgepolt werden muss, damit sich immer Pole mit gleicher Magnetisierung einander gegenüberstehen und sich abstossen. Dazu hat man dann die Schleifringe als Kommutator ausgeführt.
    Im Prinzip ist es aber egal, ob man das Magnetfeld im Rotor oder im Stator umpolt.
    Später wurde dann der Elektromagnet im Stator durch einen Permanentmagneten ersetzt.

    Die Bürsten und der Kollektor sind bei einem solchen DC-Motor das grösste Verschleissteil.
    Mittlerweile baut man auch Motoren ganz ohne mechanischen Kommutator, dazu erhält der Rotor einen Permanentmagneten und die Spule befindet sich im Stator. Die Umpolerei wird dann elektronisch vorgenommen, sodass der Kommutator als Verschleissteil wegfällt.

    Als Verschleissteile bleiben dann nur noch die Lager übrig.

    Der Schrittmotor ist im Prinzip ein Synchronmotor und der Rotor besteht aus einem Permanentmagneten. Somit benötigt dieser keine Schleifringe oder einen Kommutator.
    Verschleissteile sind auch hier nur die Lager.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Hinweis: z.B. Lebensdauer von 5 000 h erscheint sehr gering (bei einer Betriebsdauer von 10 h pro Tage, würden sich 500 Betriebstage ergeben, das sind ca. 2 Jahre)
    Das ist aber auch ziemlich relativ. Sofern es nicht gerade die billigsten China-Spielzeugmotoren sind kann man die Bürsten auch austauschen. Nur weil die Kohlen runter sind bedeutet das längst nicht dass der ganze Motor Schrott, d.h. seine Lebensdauer erreicht ist. Und je nach Gerät ist ein Wartungsintervall von zwei Jahren durchaus gut bis sehr gut zu ertragen. Dann wiederum gibt es Anlagen/Geräte mit Betriebsstundenzähler. Ohne genau zu wissen was du vorhast sind konkrete Empfehlungen also völlig unbrauchbar.

    Was also hast du denn genau vor?

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Die Wahl zwischen Schrittmotor oder DC-Motor hängt wesentlich vom Einsatz ab.

    Schrittmotoren werden eher in Maschinen und Geräten eingesetzt, wo man einen einfachen und günstigen Positionierantrieb braucht. Vorteile sind gute und genaue Positionierbarkeit, kaum verschleiß, günstig und braucht relativ wenige Komponenten, dafür hat man aber einen hohen Stromverbrauch (bei Stromregelung unabhängig von der Drehzahl, solange der Motor eingeschaltet wird) und es gibt auch keine Positionsrückführung, wodurch ein Verlust von Schritten ohne Weiteres nicht erkannt wird.

    DC-Motoren sind eher Leistungsantriebe, die Drehzahl schwankt je nach Belastung. Für einen Positionierantrieb sind noch Weg-/Winkelsensor sowie Reglerelektronik nötig. In den meisten Fällen ist ein Motor mit Getriebe sinnvoll, da die Motoren häufig relativ schnell, aber nicht besonders kräftig sind. Das hängt aber auch vom jeweiligen Motor ab. Dafür sind sie aber stromsparender als Schrittmotoren, das sollte vor allem bei mobilen Geräten mit Akkubetrieb berücksichtigt werden.

    Da stellt sich dir also die Frage: was willst du denn damit überhaupt realisieren? Eigentlich steht erst die Aufgabenstellung, dann werden Leistungskenndaten errechnet (Drehmoment und Drehzahl, alternativ Kraft und Geschwindigkeit, Betriebsspannung, Positioniergenauigkeit usw.) und dann wird erst der Motor ausgewählt.

    Und warum eröffnest du schon wieder neue Threads? Es ist doch offensichtlich, dass das mit deinem ersten Thread mit dem Laufwagen zu tun hat.
    AI - Artificial Idiocy

  6. #6
    manga
    Gast
    Danke für eure Antworte.

    Ich wollte nur die Unterschiede zwischen DC- Motor und Schrittmotor lernen. Es geht um eine Teststrecke. Eventuell kann ich mir durch diese Informationen eine Idee haben. Welche Motor wäre sinnvoll usw.

    Hier sind meine andere Fragen:

    Ich habe hier auch manche Fragen:

    -Wahl des Akkus (40 Ah): Vergleich Lithium-Akku zu Nickel-Cadmium-Akku:
    -Gesamtgewicht?, Ladezeiten?, Lebensdauer?
    -Sind Ersatz-Akkus möglich, um Stillstands-Zeiten der Laufkatze zu vermeiden?
    -Bieten Hersteller von Akkus auch zugehörige Ladestationen an?

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,
    Zitat Zitat von manga Beitrag anzeigen
    -Wahl des Akkus (40 Ah): Vergleich Lithium-Akku zu Nickel-Cadmium-Akku:
    NiCd kannst du vergessen. Dieser Akkutyp ist wegen des giftigen Cadmiums in der EU, mehr oder weniger, verboten.
    Zu beachten ist noch, dass alle Akkus bei Kälte eine kleinere nutzbare Kapazität haben und meist auch keine grossen Minustemperaturen vertragen.
    Ich vermute deine Laufkatze bewegt sich im Freien, das könnte im Winter zu Problemen führen.

    Zitat Zitat von manga Beitrag anzeigen
    -Gesamtgewicht?, Ladezeiten?, Lebensdauer?
    Ladezeiten hängen vom gewählten Ladeverfahren und dem Akku ab, der muss für Schnellladung gebaut worden sein.
    Lebensdauer ist so grob im Bereich 500-100 Zyklen. Hängt aber auch sehr davon ab ob tiefentladen wird.

    Zitat Zitat von manga Beitrag anzeigen
    -Sind Ersatz-Akkus möglich, um Stillstands-Zeiten der Laufkatze zu vermeiden?
    Dies ist hauptsächlich ein konstruktives Problem.
    Braucht man 3h um den Akku zu wechseln weil man alles auseinander nehmen muss oder ist der z.B. gesteckt wie bei einem Akkuschrauber.

    Zitat Zitat von manga Beitrag anzeigen
    -Bieten Hersteller von Akkus auch zugehörige Ladestationen an?
    Die meisten schon.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  8. #8
    manga
    Gast
    Hallo Peter,

    ich danke dir vielmals für die ausführliche Antworte.

    Könntest du mir bitte die Quellen schicken? Dann kann ich alles in Ruhe durchlesen.

    Danke im Voraus.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    955
    Sag mal manga, kann es sein dass du einfach nur zu faul zum suchen bist?

    Zitat Zitat von manga Beitrag anzeigen
    ]Könntest du mir bitte die Quellen schicken?
    Mal ganz ehrlich...sollen wir dir hier deine Bachelorarbeit schreiben? Oder will dein Chef nächste Woche ein Arbeitsergebnis sehen?

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