Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Abschätzung der Leistung eines Schrittmotors


von Braumeister (Gast)


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Angenommen ich habe einen Nema23 mit 2A Phasenstrom. Am Motor ist ein 
Zahnriemenrad mit 21 Zähnen. Welche Masse kann ich damit problemlos 
beschleunigen/bremsen? Ich meine montiert auf einer Linearführung.

von Peter II (Gast)


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Braumeister schrieb:
> Am Motor ist ein
> Zahnriemenrad mit 21 Zähnen

der Durchmesser währe besser zu wissen.

von Braumeister (Gast)


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Ist zöllig MXL, also 42,672mm Umfang.

von Braumeister (Gast)


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Was ist Freunde?

von Timmo H. (masterfx)


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Drehmoment?

von Michael (Gast)


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Braumeister schrieb:
> Was ist Freunde?

Was soll man denn sagen bei diesen Infos. Grundbeziehung F=m*a. 
Übersetzung kannst du dir ja dann ausrechnen. Drehmoment ist natürlich 
abhängig von der Geschwindigkeit beim Schrittmotor. Genaueres dazu steht 
im Datenblatt bzw. Diagramm ist da. So einfach kann man das nicht sagen. 
Brauchst jeden Parameter, jeden Wirkungsgrad und und und.

von Braumeister (Gast)


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Ich hab deshalb auch Abschätzung geschrieben. Ich hab keine Erfahrung 
mit diesen Antrieben und möchte ungefähr im richtigen Bereich liegen mit 
der Auslegung. Bei einer Trapezspindel würde ich mir keine Sorgen 
machen, die hat Selbsthemmung. Ich möchte nur nicht beim ersten Bremsen 
mit dem Direktantrieb feststellen das ich alles nochmal bauen darf.
Also was braucht man konkret noch für Daten? Detent torque wäre 550 
g-cm, holding torque 4,3 g-cm. Der Motor hat 200 Steps. Mehr weiß ich 
über das Teil nicht.

von MaWin (Gast)


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> Welche Masse kann ich damit problemlos beschleunigen/bremsen?

Wenn sie gut rollt: Jede.
http://www.youtube.com/watch?v=hP00VmKx_No

Falsche Fragestellung.

Antwort steht übrigens im Datenblatt, Nm NewtonMeter,
aber das möchtest du uns ja nicht zeigen.

Dabei geht es aber um das Gewicht, was er hochheben kann.

von Matthias L. (limbachnet)


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Die bisherigen Antworten sind IMHO alle richtig, nur mal etwas 
ausführlicher:

Es gibt viele verschiedene NEMA23-Schrittmotoren mit 2A Strangstrom und 
die unterscheiden sich sowohl im Haltemoment als auch in der Veränderung 
des Drehmoments mit der Drehgeschwindigkeit. Diese Angaben stehen alle 
im Datenblatt, wenn man das nicht hat und nicht findet, dann bleibt nur: 
Ausprobieren!

So ein Motor kann ein Haltemoment (=Drehmoment im Stillstand) von 
vielleicht 1,5Nm haben, kann auch etwas mehr sein, vermutlich aber eher 
weniger. Der Hebel, an dem er das Drehmoment wirken lässt, ist der 
Radius des Zahnriemenrades von r=U/2pi, also 6,79mm. Daraus ergibt sich 
mit f=M/r aus 1,5Nm eine Kraft von 220N, das entspricht über den Daumen 
22Kg. Klingt nach recht viel, ist es auch - aber eben nur im Stillstand.

Wenn du (eine völlig reibungsfreie Führung mal unrealistischerweise 
vorausgesetzt) eine Masse von mehr als 22Kg aus dem Stand beschleunigen 
willst, dann bekommst du auch bei gaaanz langsamer angestrebter 
Beschleunigung garantiert Schrittverluste und somit keine 
reproduzierbare Positionierung. Trotzdem setzt sich die Last irgendwie 
in Bewegung.

Wenn Du eine deutlich kleinere Last ratzfatz aus dem Stand beschleunigen 
willst, dann geht's ebenso schief. Und eine reibungsfreie Führung gibt's 
auch nicht in der Realität. Und ohne Angabe des Haltemoments aus dem 
Datenblatt ist ohnehin alles geraten. Aber falls dein Motor ein 
Haltemoment von 1,5Nm haben sollte, dann könntest du garantiert nicht 
mehr als 22 Kg reproduzierbar positionieren, sondern wahrscheinlich 
deutlich weniger und das nur mit sehr vorsichtigen 
Beschleunigungsrampen, die du aber experimentell herausfinden müssen 
wirst.

von Matthias L. (limbachnet)


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Ach, ich seh' grad, du hast ja zwischendurch mal Momente angegeben. Aber 
die sind seltsam, das Rastmoment ist wesentlich höher als das 
Haltemoment, beide sind in seltsamer Größe angegeben und das Haltemoment 
ist irgendwie viel zu klein für 2A Strangstrom. Irgendwas passt da 
nicht.

von Braumeister (Gast)


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Danke für die Erklärung. Daten wie gesagt siehe oben, Motor ist ein 
Astrosyn 23LM-C355V. Datenblatt hab ich keins gefunden, zumindest nicht 
für genau diesen Motor. Ich will auch keine 22kg positionieren, 
vielleicht 1kg, hoffe das ich damit hinkomme. Aber halt schnell 
beschleunigen UND bremsen.

von Matthias L. (limbachnet)


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Wenn die Angabe des Haltemoments stimmt, dann sind das 0,00043Nm, woraus 
sich eine Kraft von 0,0633N ergibt, also ungefähr 6 Gramm, was sich 
absolut maximal schrittverlustfrei positionieren ließe. Bei 2A. Das 
stimmt vorne und hinten nicht.

von Braumeister (Gast)


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Dann wird die Angabe wohl 4300 g-cm bedeuten, der Punkt ist ein 
Tausendertrennzeichen. Also 6 kg sollten problemlos machbar sein?

von Matthias L. (limbachnet)


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Nach diesem Link hier 
(http://www.fam-markus.de/fotoforum/HybridSeriesStepMotors.pdf) auf S.16 
hat der Motor tatsächlich 540gcm Rastmoment (=0,054Nm), aber ein 
Haltemoment von 6,2Kgcm (=0,614Nm). Das passt schon eher. Ich habe 
übrigens einfach nur die von dir angegebene Motorbezeichnung in die 
bekannte Suchmaschine mit G am Anfang und oogle am Ende angegeben, und 
der Treffer war schon auf der zweiten Seite...

Daraus ergibt sich mit deinem Riemenrad eine maximale Kraft von 90,4N, 
also etwa 9Kg. Ohne Reibungsverluste zu berücksichtigen. Also, 1Kg wird 
sich damit wohl positionieren lassen, aber wie gesagt, die 
Beschleunigungsrampen musst Du ausprobieren. Man kann's auch rechnen, 
Kraft=Masse*Beschleunigung, aber die Reibungsverluste und Losbrechkräfte 
aus dem Stillstand kennst du trotzdem nicht und musst deshalb ohnehin 
probieren.

von Braumeister (Gast)


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Ich danke dir für deine Unterstützung :)

von Michael A. (Gast)


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Matthias L. schrieb:
> Man kann's auch rechnen, Kraft=Masse*Beschleunigung ...

... und nicht vergessen, die rotierenden Teile (Motor, Spindel,...) 
haben auch noch ein Trägheitsmoment ;-)

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Der Motor dürfte die gleiche Baugröße haben wie der C077V, aber bei 
abweichwendem Strom. Der hat 0,8Nm:
http://www.mechapro.de/pdf/23LM-C077V.pdf

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

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