Wie ist die Spannungsanforderung des Schrittmotors zu interpretieren?

Es gibt 2 Ansätze zum Antreiben eines Schrittmotors.

Am einfachsten ist es, über Schalter (FETs, Treiber-ICs) nacheinander DC an jede Wicklung anzuschließen. Verwenden Sie in diesem Fall 4,8 V (5 V - Schaltverluste), wie Sie anhand von Strom und Widerstand bestätigt haben. Dies ist bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten in Ordnung.

Wenn Sie maximale Leistung benötigen, werden Sie feststellen, dass die Induktivität des Motors kurze Impulse dämpft, sodass ein schnellerer Motorlauf sein Drehmoment reduziert. Sie können dies mit einem komplexeren Schritttreiber überwinden, der Impulse mit den empfohlenen 12-24 V liefert, um Strom und Drehmoment bei höheren Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten.

Jeder Puls wird lange genug auf einer hohen Spannung gehalten, um den Nennstrom in der Phase aufzubauen, dann sollte die Spannung für den Rest eines langsamen Pulses oder eines stationären Zustands auf das sichere Niveau von 4,8 V abfallen. Diese Spannungsreduzierung kann entweder zeitgesteuert erfolgen oder durch Überwachung und Begrenzung des Antriebsstroms erreicht werden.

Daher können beide Nennspannungen korrekt sein: 4,8 V kontinuierlich und 12–24 V für eine optionale Steigerung der Hochgeschwindigkeitsleistung.

Die wichtigen Daten für Schrittmotoren sind Nennstrom und Spannungsfaktor Kv [Volt/krpm]. Nehmen wir nun an, die Motorwicklung besteht aus Supraleiter, dies impliziert, dass bei Nulldrehzahl und Strom 0,2 A (Haltemoment) die Spannung 0 V beträgt. Wenn die Drehzahl 1000 U / min beträgt und die Daten Kv = 35 V / krpm haben, können Sie davon ausgehen, dass sie 35 V erzeugt. Daher benötigen Sie mehr als 35 V Treiberspannung, um sie mit 0,2 A zu versorgen.
Jetzt das Szenario der realen Welt. Die Wicklung hat 24 Ohm: Bei Nulldrehzahl beträgt der Strom 0,2 A, Sie müssen 4,8 V liefern. Wenn Sie es auf 1000 U / min drehen, gibt es keine Daten über Kv, weder die Nennleistung des Motors noch die einzigen Daten sind die Induktivität 8 mH.
Von diesem ungefähren Rechner: http://www.daycounter.com/Calculators/Stepper-Motor-Calculator.phtmlSie erhalten 2200 U / min bei 24 V und eine Leistung von 5 W, wenn Sie darauf vertrauen. Viel Glück.

Alter Thread, ich weiß. Aber ich hatte das Gefühl, dass die Antworten nicht so gut waren.

Die NENNspannung eines Schrittmotors entspricht seiner Nennstromstärke. Die Stromstärke, die durch einen Leiter (Draht / Spule / Induktor) fließt, erzeugt proportional das Magnetfeld und die Wärme. Bei einem Leiter können Sie seinen Widerstand nicht ändern, wenn Sie die Wärmeänderung außer Acht lassen. Der Widerstand (OHM) in Ihren Schrittphasen beträgt also praktisch 24 Ω. Die Hersteller haben die Phasenstromstärke (das Ding, das Wärme erzeugt und einen Leiter schmelzen/zerstören könnte) mit 0,2 A (200 mA) bewertet. Wenden wir also das Ohmsche Gesetz an. Spannung = Stromstärke * Widerstand.

0,2 A mal 24 Ω sind 4,8 V.

Aus diesem Grund ist Ihr Stepper auf 4,8 Volt ausgelegt. Sie müssen verstehen, dass die Nennleistung von 200 mA für den HOLDING/PERSISTANT-Strom gilt, der durch die Spule fließt (RMS-Strom), aber nicht für die Spitzenwerte. "Technisch" könnte der Spitzenstrom alles sein, aber je höher er ist, desto kürzer kann er diesen Wert "sein", bevor ein Teil der Spule bis zum Bruchpunkt erhitzt wird.

Sie können die Spannung nicht ändern, ohne die Stromstärke zu ändern. Das ist einfach nicht möglich. Nehmen wir also an, Ihre Versorgungsspannung beträgt 24 Volt. Der Widerstand ist derselbe, also würde die Stromstärke bedeuten: 24 V, dividiert durch 24 Ω, gleich 1 A. Beachten Sie, dass die PEAK-Amperezahl nicht auf dem Motor, sondern auf dem Treiber angegeben ist. Wenn Sie den Treiber mit 24 V versorgen, beträgt die Spitzenstromstärke für diesen Motor 1 A. Mehr kann der Fahrer einfach nicht liefern.

Wie zum Teufel begrenzt der Treiber also den Strom? Nun, das ist die ganze Aufgabe des Fahrers. Wenn wir den Stepper mit einer konstanten Spannung versorgen könnten, bräuchte er kein Treibermodul, sondern nur ein paar Transistoren. Der Treiber wird mit einer maximalen Spannung bewertet, bevor er bricht, und verwendet Schalter (normalerweise DIP-Schalter), um einzustellen, welcher Strom maximal ausgegeben werden soll. Wenn sich der Motor also in einem "Halten" befindet, gibt der Treiber 4,8 V aus und nicht 24 V, die ankommen. (Wenn Sie es auf 200 mA einstellen, ist das).

Der Treiber muss auf WENIGER oder gleich der Nennstromstärke eingestellt werden, da sonst die Motorspulen "zu viel" Strom durch sie bekommen. Aber die Aufgabe des Treibers ist es, den Strom durch Reduzierung der Spannung zu begrenzen, nicht "beides", denn das geht nicht.

Aber warum haben Treiber eine so höhere Spannung als die Nennspannung eines Motors? Weil eine höhere Spannung den Strom viel schneller induziert. Wenn Sie 4,8 V an diesen Motor anlegen, "reagiert" er, ist aber sehr, sehr langsam. Es dauert länger, den Nennstrom (bis zum Faktor von zehn Millisekunden) für EINEN Schritt zu erreichen. Und da der Strom dem Motor Drehmoment verleiht, kann er mit dieser Spannung überhaupt nicht schnell drehen. (Eine Drehung entspricht 200 Schritten. Wenn EIN Schritt 12-13 ms dauert, sind das über 2 Sekunden, um nur eine Drehung mit vollem Drehmoment auszuführen). Wir müssen also unbedingt die Zeit zum Erreichen des Nennstroms verkürzen. Und mit höherer Spannung können wir das erreichen.

Aber es gibt einen Kompromiss. Natürlich gibt es .... (Lesen Sie sich die Induktivität durch, denn was ich jetzt schreibe, ist nicht ganz korrekt) In diesem winzigen Moment, in dem Sie 24 V an die Spule anlegen, "1 Ampere fließt durch den Draht", und das ist Weg mehr als das, wofür es ausgelegt ist. Es entsteht viel Wärme. Aber der Strom baut sich durch die Spule schneller auf, und somit können wir die Spannung viel schneller reduzieren, um die Nennstromstärke zu halten. In der Praxis bekommen wir also zwei Probleme; Es wird im Allgemeinen mehr Wärme erzeugt, und an einem Punkt wird der Motor brechen. Zweitens springt der Motor VIEL schneller zum nächsten Schritt, anstatt sich "langsam dorthin zu bewegen", und dies wird den gesamten Motor in Schwingung versetzen. Diese Vibration ist so schnell wie jeder Treiberimpuls, und bei beispielsweise 200 Impulsen pro Sekunde ist die Vibration 200 Mal pro Sekunde (200 Hz). Das macht den Motorsound. Und je stärker es "springt", desto stärker ist der Ton (suchen Sie auf YouTube nach "Steppermusik" und Sie werden sehen, wie gut wir diese Tonfrequenz einstellen können). Der Motor kann sogar so schnell "springen", dass er in den nächsten "Schritt" überspringt. Somit fehlt ein Schritt.

TL:DR; Die Nennspannung des Steppers ergibt sich aus dem Ohmschen Gesetz. Sie bezieht sich direkt auf die Nennstromstärke. Ein 68-V-Treiber liefert 4,8 V, wenn er auf 200 mA eingestellt ist. Und ein Motor hat kein Problem mit Spitzenspannungen/Stromstärken, solange es nicht zu lange dauert, ihn zu zerstören.

Ich vermute, die 12 Volt beziehen sich auf die Eingangsspannung eines PWM-Stepper-Controllers. Für einen solchen Controller ist es nützlich, mit einer höheren Spannung als der Motornennspannung zu laufen, und es wird eine Stromsteuerung verwendet. Solange der Regler also auf nicht mehr als 0,2 Ampere eingestellt ist, ist der Motor zufrieden.