Schrittmotor - geringerer Strom, dafür höhere Spannung?

**Kabelkasper** · 04.08.2012, 22:14

1. die Nennspannung eines Schrittmotors aus seinem (bisherigen) Verwendungszweck ableiten? Ich wüßte nicht,wie.
2. für den max. Motorstrom ist der Treiberbaustein entscheidend (hier ein L298 mit 2A für jede der beiden Windungen)
3. ich taste mich in solchen Fällen so ran: DC-Spannung anlegen und in Minutenintervallen, also gaaanz langsam erhöhen, bis der Motor nicht mehr angefaßt werden kann, ohne Blasen an den Fingern zu riskieren. Dann fließt der maximal zulässige Strom. Wenn du allerdings die 2 A erzwingen willst: jede Spannung oberhalb 2 A*1,6 Ohm=3,2 V + 5 V (für die Treibertransistoren) treibt diesen Stromdurch die Windungen. Je höher die Versorgungsspannung darüber liegt desto höher wird die erreichbare Drehzahl (bei ca. 40V geht dann der Treiber-IC kaputt).
Die Zusammenhänge zwischen Strom, Spannung Drehzahl etc. sind beim Schrittmotor nicht ganz so einfach wie beim DC-Motor, aber es gilt auch hier der (fließende) Strom bestimmt das Drehmoment. und die Spannung ist dazu da, den Strom gegen den ohmschen Widerstand und die Wirkung der Induktivität fließen zu lassen.

KK

**RedFaction** · 04.08.2012, 23:32

Danke Dir,

das hilft mir schon sehr.

Grüße

Giuseppe

**ranke** · 05.08.2012, 08:37

Und nun zu meiner letzten Frage, kann mir jemand kurz die Zusammenhänge zwieschen Strom, Spannung, Drehzahl, Induktion anhand der RN-297 sowie meinem Schrittmotor mit 1,6 Ohm.
Also wieviel Spannung darf ich anlegen wenn ich die Schaltung auf 2A beschränke und wie wirkt sich das auf das Drehmoment. Von welchen Parametern hängt die Geschwindigkeit ab die der Motor erreichen kann?

Im Stillstand oder sehr niedrigen Drehzahlen fliesst ein Strom der sich über das ohmsche Gesetz ermitteln läßt: Bei R=1.6 Ohm und U=3,2V würden schon I=2A fliessen (3,2 V/1,6 Ohm=2 A). Bei zunehmender Drehzahl entsteht eine Generatorspannung (oft auch als EMK bezeichnet) die man direkt an den Anschlüssen messen kann, wenn man sonst nichts anschliesst. Die Generatorspannung wirkt dem Stromfluss entgegen, man muss jetzt I = (U-EMK)/R rechnen. Im Zahlenbeispiel: Ist die Generatorspannung 1V rechnet man (3,2V-1V)/1,6 Ohm= 1,375A. Oder anders herum: um einen Strom von 2A zu erreichen, muss man jetzt statt mit 3,2V mit 4,2V speisen.
Die Höhe der EMK ist proportional zur Drehzahl, der Proportionalitätsfaktor ist motorspezifisch.
Die Größe des abgegebenen Drehmoments ist proportional zum Strom, der Proportionalitätsfaktor ist motorspezifisch.
Der maximal zulässige Strom ist durch die zulässige Erwärmung des Motors begrenzt, er ist auch motorspezifisch.
Fazit: wenn man den Motor über einen größeren Drehzahlbereich mit konstantem mechanischen Drehmoment betreiben will, sollte der Strom etwa konstant gehalten werden. Dazu muss man aber die Versorgungsspannung proportional zur Drehzahl erhöhen.
Das Erhöhen der Versorgungsspannung ist aber schaltungstechnisch unpraktisch, deshalb geht man einen etwas anderen Weg: Man gibt dem Motortreiber immer ausreichend Spannung auch für die hohen Drehzahlen. Damit der Motor bei niedrigen Drehzahlen nicht durchbrennt, schaltet man den Motortreiber nur periodisch ein. Immer wenn der Spulenstrom zu hoch steigt unterbricht man die Spannungsversorgung und wartet mit dem Wiedereinschalten solange, bis der Strom wieder geringer geworden ist. Wenn man schnell genug macht schwankt der tatsächliche Spulenstrom nur wenig. Das Verfahren ist etwas aufwendig, weil es die ständige Messung des Spulenstroms verlangt. Viele Motortreiber (wie z.B. das RN step 297) haben aber schon die notwendige Schaltungstechnik integriert, so dass die Sache für den Anwender nicht zu kompliziert ist. Man muss im wesentlichen nur noch den maximal zulässigen Motorstrom einstellen (beim RN step 297 durch den Dreheinsteller auf der Platine).