Ist es möglich, einen Schrittmotor mit mehr als 1000 U/min anzutreiben?

  • Wie könnte ich das erreichen?
  • Was sind die Schrittmotor-Fakten und -Prinzipien, die ich beachten muss, um eine Schaltung zu entwerfen, um dieses Ziel zu erreichen?
  • Gibt es fertige/Open-Source-Alternativen und Schaltungen, um diese Aufgabe zu erfüllen?
  • Muss ich mich der Konstruktion für Schrittmotoren mit und ohne Getriebe nähern?

Antworten (3)

Wie kann ich einen Schrittmotor mit mehr als 1000 U/min antreiben?

Ein Motor mit 200 Schritten pro Umdrehung, der mit 1.000 U/min läuft, muss einen Schrittantrieb haben, der volle Schritte bei 3,4 kHz ausführen kann, was gut im Bereich der meisten Motorantriebsschaltungen liegt.

Denken Sie jedoch daran, dass der Motor, wenn Sie ihn mit 3,4 kHz starten, aufgrund von Trägheit nur vibriert - Sie starten ein Auto nicht mit 60 Meilen pro Stunde, Sie starten bei 0 und beschleunigen auf 60 MPH, sonst Sie Drehen Sie einfach Ihre Reifen.

Sie müssen also Ihre Schaltung so entwerfen, dass die Frequenz langsam genug von 0 auf 3,4 kHz hochgefahren wird, damit der Motor mithalten kann. Das bedeutet, dass Sie auch den gesamten Antriebsstrang berücksichtigen müssen - Schrittmotor, Zahnräder, Riemen und alles andere, was der Schrittmotor bewegt. Dies kann eine große Plattform sein, wenn Sie mit CNC arbeiten, und die Trägheit erfordert möglicherweise ein sehr langsames Hochfahren, um das Überspringen von Schritten zu vermeiden.

Wenn der Motor nicht stark genug ist, um die Last mit 1.000 U / min zu bewegen, benötigen Sie schließlich einen stärkeren Schrittmotor. Das Drehmoment fällt mit zunehmender Drehzahl aufgrund interner Motorverluste.

Was sind die Schrittmotor-Fakten und -Prinzipien, die ich beachten muss, um eine Schaltung zu entwerfen, um dieses Ziel zu erreichen?

Gecko hat eine anständige grundlegende Einführung in Schrittmotoren . Das Design der Stromversorgung, das Anpassen des Antriebs an den Motor, damit Sie bei Fehlanpassungsproblemen nicht zu viel Leistung verlieren usw., werden dort in sehr grundlegenden Begriffen behandelt. Sobald Sie die Grundlagen verstanden haben, stellen Sie detailliertere Fragen, um spezifische Antworten zu erhalten.

Gibt es fertige/Open-Source-Alternativen und Schaltungen, um diese Aufgabe zu erfüllen?

Wenn Sie ein Low-Power-Design verwenden, verfügt das RepRap-Projekt über einige vernünftige Schrittmotortreiber. Alternativ gibt eine einfache Google-Suche viele Informationen zu Open-Source-Stepper-Treibern.

Da Sie nicht näher angeben, was Sie fahren und welchen Motor Sie verwenden, kann ich nichts Bestimmtes vorschlagen.

Muss ich mich der Konstruktion für Schrittmotoren mit und ohne Getriebe nähern?

Nicht in Bezug auf das Treiberdesign – der einzige Unterschied besteht darin, dass ein Getriebezug dem Antriebsstrang mehr Masse hinzufügt, was eine langsamere Hochlaufzeit erfordert.

Je größer das Räderwerk ist, desto mehr Spiel kann jedoch auftreten, sodass die mechanische Konstruktion viel mehr erfordert, wenn Sie Geschwindigkeit und Genauigkeit benötigen.

Das Design des Schritttreibers ist jedoch in beiden Fällen gleich.

Wenn Sie mehr Geschwindigkeit und/oder Leistung wünschen, sollten Sie eher nach CNC-Servomotoren als nach Schrittmotoren suchen.

Der Link zum Dokument des Geckos ist tot.
@abdullahkahraman Ich habe den Link aktualisiert. Wenn es in Zukunft wieder kaputt geht, sollte die Suche nach "step motor basics guide pdf" es hervorbringen.
Ich habe es noch einmal behoben, da das PDF entfernt wurde und eine HTML-Version jetzt verfügbar ist.
Als Antwort auf eine Frage, die Bedenken hinsichtlich des Antreibens eines Steppers mit Geschwindigkeit aufwirft, die die Wicklungsinduktivität nicht ausdrücklich erwähnt oder sie mit Treibern mit höherer Spannung überwindet, ist dies etwas unvollständig, um die Anzahl der erhaltenen positiven Stimmen zu verdienen. Die Behauptung, dass "das Drehmoment mit der Geschwindigkeit abfällt", ist nicht grundlegend, sondern das Ergebnis der Nichtergreifung von Maßnahmen zur Überwindung der Wicklungsinduktivität, die beim Fahren nur mit der stationären Spannung den Anstieg des Stroms nach jedem Schritt und damit das erzeugte Drehmoment begrenzt; Wenn der Nennstrom durch eine höhere Spannung erzwungen wird, fällt das Drehmoment nicht ab .
@ChrisStratton Du hast recht. Diese Frage ist sehr einfach, und die Antwort ist ähnlich einfach. Es könnte sich für Sie lohnen, eine weitere Frage zu formulieren, die sich eingehender mit dem Design von Hochgeschwindigkeitsschritttreibern befasst, die Sie dann beantworten und die Details bereitstellen können, die zum Erstellen eines solchen Systems erforderlich sind.

Wenn Sie versuchen, einen Schrittmotor mit hoher Geschwindigkeit anzutreiben, sollten Sie wirklich eine Konstantstrom-Treiberschaltung verwenden, da die für den Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten erforderliche Spannung viel größer ist als die für niedrige Geschwindigkeiten erforderliche und da genügend Spannung angesteuert wird für Hochgeschwindigkeitsbetrieb in einen blockierten Motor würde ihn schnell zerstören, wenn der Strom nicht begrenzt wäre. Wenn eine strombegrenzte Versorgung verwendet wird, sollte der Motor weiterhin das erwartete Drehmoment liefern, bis er schnell genug läuft, dass die Konformitätsspannung der Versorgung erreicht ist.

Ich denke, diese Antwort schlägt vor, eine Treiberschaltung zu verwenden, die mit einer viel höheren Spannungsversorgung arbeiten kann, um die Induktivität der Schrittwicklungen zu "überwinden", indem zu Beginn jedes Schritts ein neuer Strompegel erreicht wird. Sobald dieser Strompegel erreicht ist, hält der Treiber diesen Strompegel durch Zerhacken (= PWM der Spannung an der Wicklung) aufrecht. Dies ist der Betriebsmodus für viele Schritttreiber-Chips, wie A4988 und kompatible sowie verschiedene größere Toshiba-Schrittmotortreiber ....

Im Handel sind großartige Konstantstrom-Treiberplatinen erhältlich. Aber es gibt eine Grenze dafür, was Spannung erreichen kann, um die Induktivität zu überwinden. Irgendwann wird die Motorauswahl extrem wichtig. Ich kenne Ihre Anwendung nicht, aber der niedrigste Induktionsmotor, der Ihre Drehmomentanforderungen erfüllt, ist am besten für die Geschwindigkeit geeignet. Dies kann jedoch ein großes Motorgehäuse mit hoher Trägheit bedeuten, da stattdessen eine Hebelwirkung aus Durchmesser oder Anziehung über einen langen Relutor verwendet wird, um Drehmoment zu erhalten eines starken Elektromagneten. Wenn ein kleiner Motor wie ein Nema 17 mit Drehmoment auskommt, können Sie ihn möglicherweise mit einer niedrigeren Schrittzahl wie 100 oder 64 finden. Eine niedrigere Schrittzahl würde bei der Geschwindigkeit helfen.

Schauen Sie sich www.mycncuk.com/1524-What-size-stepper-motor-do-i-need für Berechnungen an

Sehr alter Beitrag, aber ich habe festgestellt, dass Induktivität und RMF nicht annähernd so wichtig sind, wie sie angeblich sind. Ohne nennenswerte Belastung habe ich es heute geschafft, einen SL42STH40 mit 11'000 U/min zu fahren. 32-V-Versorgung, DRV8825 im Vollschrittmodus und AVR-Timer-/Interrupt-basierte Schrittsignalerzeugung.
Können Sie ein Code-Snippet bereitstellen, um zu verstehen, wie Sie die für Schritte pro Umdrehung erforderliche Frequenz berechnen?
Ist es möglich, einen Schrittmotor mit mehr als 1000 U/min anzutreiben?
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