Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schrittmotor


von Hans M. (Gast)


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HAllo zusammen,

Hat ein Schrittmotor mit einem Schrittwinkel von 1,8 Grad (200 
Vollschritte/ Umdrehung bei einem 2Phasen Schrittmotor) demnach auch 200 
Rastpunkte / Umdrehung. (Wenn man den Motor mit der Hand dreht und die 
Rastpunkte zählen würde) ?

Oder nur 50 Rastpunkte, da aus Wikipedia:

Die Schrittanzahl pro Umdrehung ist bei zweiphasigen Schrittmotoren ein 
Vielfaches von 4, da sich nach 4 Schritten wieder die gleichen Zähne mit 
gleicher Polarität gegenüberstehen. Bei Linearmotoren entsprechend 
Schritte für den Gesamtstellweg.

Gruß,
Hans

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


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Hallo Hans!

200 Vollschritte sind auch 200 Rastpositionen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Stefan K. (stkl)


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Hans M. schrieb:
> Die Schrittanzahl pro Umdrehung ist bei zweiphasigen Schrittmotoren ein
> Vielfaches von 4, da sich nach 4 Schritten wieder die gleichen Zähne mit
> gleicher Polarität gegenüberstehen.

Das sagt nur etwas über den internen Aufbau der Spulenpaare aus. Es 
werden immer 2 Spulenpaare angesteuert. Damit der Motor nicht hunderte 
sondern lediglich 4 Anschlussleitungen hat, ist intern jede vierte Spule 
gebrückt.

Leicht vorstellbar, wenn man das meist verwende Prinzipbild eines Motors 
anschaut, wo nur 4 eingezeichnet sind. Das wären halt auch nur 4 
Schritte, entsprechend verfielfacht man das natürlich.

Der Motor hat wie schon richtig geschrieben 200 Vollschritte pro 
Umdrehung, im Halb- oder Mikroschrittbetrieb entsprechend mehr auf 
Kosten  von etwas Haltemoment.

: Bearbeitet durch User
von Kein Name (Gast)


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Die erste Animation zeigt recht schön - Jeder Vollschritt ergibt wieder 
einen Rastpunkt. Aber erst nach 4 Vollschritten rastet wieder der selbe 
Pol ein.
http://www.homofaciens.de/technics-stepper-motor_ge_navion.htm

von Hans M. (Gast)


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HAllo zusammen,

Vielen Dank für Eure Hilfe !
Jetzt habe ich noch eine Verständnisfrage

Wenn man den Motor mit einem Schrittcontroller ansteuert welcher 
folgende Eigenschaften hat:

-Beide Spulen (2-Phasenmotor) werden mit einer um 90° zueinander 
versetzten gestuften Sinusfunktion beaufschlagt. (Idealsiert im µSchritt 
Betrieb)
-Eine Periodendauer entspricht 4 Vollschritten
-Eine Vollschrittposition liegt per Definition immer bei Betragsgleichen 
Strömen in den Spulen vor

Entspricht die Vollschrittpoistion des Schrittcontrollers (Ströme 
Betragsgleich) dann auch der Rastposition ?
Oder dann wenn die eine Spule eingeschaltet ist und die andere aus ist ?

Danke für die Hilfe !

Gruß,
Hans

von Karl H. (kbuchegg)


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Schon langsam wirds Zeit, dass du dir mal klar machst, wie so ein Motor 
aufgebaut ist.

In deinem konkreten Fall besteht ein kompletter Vollschrittzyklus 4 
Schritten. D.h. der Motor geht über 4 Rastpositionen in eine neue 
Position, die elektrisch dem Zyklusanfang entspricht.

Ob man diesen Zyklus jetzt mittels 4 einzelnen Schritten macht, oder ob 
man den Rotor 'langsam' mittels einer Sinusansteuerung in die Position 
des Zyklusendes bringt, ist Jacke wie Hose. Nach dem Überfahren von 4 
Rastpositionen, ist elektrisch gesehen der Ausgangspunkt wieder erreicht 
und ab dort wiederholt sich dann alles.

> Betragsgleichen Strömen

der Schlüssel liegt im wörtchen "betragsgleich".
Betragsgleich bedeutet, dass sie in der Größe gleich sind, aber nicht in 
der Richtung.

: Bearbeitet durch User
von Kein Name (Gast)


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... und bei homofaciens.de ein bischen nach unten scrollen.

Im Halbschrittbetrieb siehst du: Bei den Rastpositionen hat nur eine 
Spule Strom. Wenn beide Ströme den gleichen Betrag haben, liegen beide 
Magnete zwischen den Spulen.

von Hans M. (Gast)


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Hallo,

Vielen Dank für Eure Antworten

Das würde bedeuten, dass Rastposition (Eine Spule bestromt) ungleich der 
Vollschrittposition des Schrittcontrollers ist. (Bei einem Vollschritt 
sind hier immer die Spulen betragsgleich bestromt !)

Gruß und Dank

Hans M.

von Stefan K. (stkl)


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Rastposition = Vollschrittposition
1 Vollschrittzyklus = 4 Vollschritte = 4 Rastpositionen weiter

In der Tabelle hier wird die Bestromung deutlich. In jeder 
Vollschrittposition sind die Ströme betragsgleich.
http://www.rn-wissen.de/index.php/Schrittmotoren#Bipolare_Ansteuerung_Vollschritt

Vollschritt:
Beide Spulen betragsgleich bestromt

Halbschritt:
Zwischenzeitlich nur eine Spule bestromt (Tabelle darunter). Wobei 
natürlich jeder 2. Halbschritt gleich einer Rastposition entspricht.

Mikroschritt:
Teilbestromung, also nicht nur voll oder garnicht, sondern geringere 
Ströme, z.B. Sinusförmig verlaufend.

: Bearbeitet durch User
von Hans M. (Gast)


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Hallo,

Ok, dann stimmt aber das Posting von "keine Name (Gast)" nicht !?:



"... und bei homofaciens.de ein bischen nach unten scrollen.

Im Halbschrittbetrieb siehst du: Bei den Rastpositionen hat nur eine
Spule Strom. Wenn beide Ströme den gleichen Betrag haben, liegen beide
Magnete zwischen den Spulen."

von Stefan K. (stkl)


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Ne, ist richtig.

Habe es etwas unglücklich formuliert. Vollschritt-Abstand und 
Rastposition-Abstand sind gleich, die Rastrpositionen im abgeschalteten 
Zustand entsprechend dann den Halbschritten dazwischen. (werden durch 
eine bestromte Spule halt entsprechend verstärkt)

von Hans M. (Gast)


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Hallo,

OK Also für mich als Dummy: (Sorry)

Rastposition ist also ungleich der Vollschrittposition ?

Ja oder Nein.

Gruß,
Hans M.

von Stefan K. (stkl)


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Hans M. schrieb:
> Rastposition ist also ungleich der Vollschrittposition ?
Ja.


Wenn du im Vollschrittbetrieb die Spannung abnimmst, wird der Motor in 
eine der beiden nebenliegenden Rastpositionen zurückfallen und beim 
ersten Anlegen einer Spannung wieder in die Zwischenposition springen.
Wie viel das im Endeffekt ausmacht hängt natürlich von der übrigen 
Mechanik ab, bei einer Maschine mit 5mm Spindelsteigung wären es z.B. 
12,5µm...

Du kannst auch deine Steuerung so auslegen, dass jeder zweite 
Halbschritt angefahren wird, also die Rastpositionen. Ergibt genau wie 
bei VS 200 Schritte pro Umdrehung, aber natürlich ein geringeres 
Rastmoment.

: Bearbeitet durch User
von Stepper (Gast)


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Hallo Hans,
mach Dir die Funktionsweise eines Schrittmotors erst mal an dem Modell 
mit einem Polpaar klar. Dann kannst Du alles skalieren.

http://www.hbernstaedt.de/knowhow/scheinwerfer/motore/schrittmotor72600.jpg

Ich denke im Moment gibts auch ein Missverständnis, was eine 
Rastposition ist.

Wie im Bild zu sehen, steht der Rotor entweder bei 45', bei 135', bei 
225' oder bei 315', wenn der Schrittmotor jeweils einen Vollschritt 
macht. Also 4 Vollschritte, dannt macht dieser einen Umdrehung.

Wenn Du nur eine Spule bestromst, dann steht der Rotor zum Beispiel bei 
0'. Und Du musst Ihn wieder 360' drehen, bis er wieder dort rastet.

Wenn Du jedoch keine Spule bestromst, dann rastet er bei 45', bei 90', 
bei 180' und bei 270'. Magnet -- Eisen

Dein 1.8' Motor hat also ohne Bestromung 200 schwache Rastpunkte und 
bestromt 50 "starke" Rastpunkte. Und 200 Vollschritte.

von eProfi (Gast)


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Ein "normaler" Schrittmotor hat 50 Großschritte. In wieviel 
Unterschritte Du die einteilst, ist Deine freie Entscheidung.

Ich frage mich nur, ob es einen Hersteller gibt, der Motoren mit 32, 64 
oder 128 Großschritten anbietet. Wäre doch viel logischer. Entsprechende 
Encoder gibt es ja.  Als einziges Argument kenne ich: haben wir schon 
immer so gemacht. Und: der Winkel wäre dann krumm: 360°/64=5,625

> Hat ein Schrittmotor mit einem Schrittwinkel von 1,8 Grad
> (200 Vollschritte/ Umdrehung bei einem 2Phasen Schrittmotor)
> demnach auch 200 Rastpunkte / Umdrehung.
Meinst Du bestromt oder unbestromt?
Ich denke, es sind in beiden Fällen 50 Rastpunkte.

Es gibt übrigens auch den Wave-Mode, bei dem immer exakt eine Spule 
bestromt ist.


> Damit der Motor nicht hunderte sondern lediglich
> 4 Anschlussleitungen hat, ist intern jede vierte Spule gebrückt.
Ich glaube, du musst mal einen defekten Stepper öffnen. Die meisten 
haben nämlich 8 Spulen, von denen abwechselnd 4 in Reihe liegen.


Die Homofaciens-Seite ist recht mißverständlich. Man meint, dass die 
Beispiele die einzigen Varianten sind. Es sind lediglich Modelle.
Auch beim Reluktanzmotor könnte man meinen, dass diese immer dreiphasig 
sind, was überhaupt nicht der Fall ist.

von Stefan K. (stkl)


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eProfi schrieb:
>> Damit der Motor nicht hunderte sondern lediglich
>> 4 Anschlussleitungen hat, ist intern jede vierte Spule gebrückt.
> Ich glaube, du musst mal einen defekten Stepper öffnen. Die meisten
> haben nämlich 8 Spulen, von denen abwechselnd 4 in Reihe liegen.
Habe ich genug von da, ist mir bekannt.
OK, "jede vierte gebrückt" ist natürlich so nicht korrekt, müsste wohl 
"jede zweite" heißen. 2 Einzelspulen machen wenig Sinn, wenn sich das 
Ding drehen soll, also mindestens Paarweise. Üblich sind 2x4 Spulen mit 
oder ohne Mittelabgriff (also 4 oder 6 Adern). Wobei ich auch Motoren 
hier liegen habe, bei denen die Spulen paarweise mit insgesamt 8 
Anschlüssen herausgeführt sind. Da hängt die Betriebsart dann von der 
externen Verschaltung ab.

Der Rotor ist natürlich auch kein einfacher Stabmagnet, sonst hätte man 
logischer Weise nicht viele Schritte.
Prinzipiell könnte man aber auch einen einfachen Magneten mit 
entsprechend vielen Spulen umgeben, was sich aber deutlich aufwändiger 
gestaltet.

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


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Hallo "eProfi"

> Ein "normaler" Schrittmotor hat 50 Großschritte. In wieviel
> Unterschritte Du die einteilst, ist Deine freie Entscheidung.

Als ob wir hier im Thread jetzt nicht schon genug Verwirrung hätten 
kommst du und wirfst hier einen neuen Begriff in die Runde, der noch 
dazu völlig unpassend ist. Ich beschäftige mich seit >15 Jahren mit 
Schrittmotoren, aber der Begriff "Großschritt" ist mir noch nie 
untergekommen.

Ein Motor mit 1,8° Vollschrittwinkel hat 200 Vollschritte bzw. 50 
Polpaare. Punkt.

> Ich frage mich nur, ob es einen Hersteller gibt, der Motoren mit 32, 64
> oder 128 Großschritten anbietet. Wäre doch viel logischer.

Warum?

> Entsprechende
> Encoder gibt es ja.  Als einziges Argument kenne ich: haben wir schon
> immer so gemacht. Und: der Winkel wäre dann krumm: 360°/64=5,625

Wahrscheinlich macht man es deswegen nicht. 48 und 96 Vollschritte gibt 
es. 500 ebenfalls (bei 5-phasigen Motoren) sowie 400. Da sollte für 
jeden Bedarf was dabei sein.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Hans M. (Gast)


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Hallo zusammen,

vielen Dank für die rege Teilnahme an der Diskussion !

Ich nehem jetzt zusammenfassend mit:

-Das konstruktionsbedingte Rastmoment meines Motors beträgt demnach 1,8° 
was einem Vollschritt entspricht
-Der Motor hat 200 Rastpunkte = 200 Vollschritte
-Der Rastpunkt stellt sich im unbestromten Zustand ein (Eisen --- 
Magnet)
-Dieser Punkt entspricht dem Punkt als wenn nur eine Spule bestromt wäre
-Der Rastpunkt entspricht aber nicht dem definierten Vollschrittpunkt 
meines Motortreibers (A3987), da hier per definition beide Spulen 
bestromt sind.
-Dadurch wackelt der Motor (das kann ich sogar bei meinem Versuchsaufbau 
beobachten) beim Ein- und Wiederausschalten des Motortreibers um 0,9°.

Vielen Dank für die Unterstüttzung

Gruß,
Hans

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


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Hallo Hans,

fast. Das Rastmoment wird in Nm gemessen und nicht in Grad. Wie hoch das 
ist verrät ggf. das Datenblatt oder der Katalog, aber dazu machen die 
wenigsten Hersteller genaue Angaben.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von eProfi (Gast)


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Guten Tag Herr Kollege Thorsten,

> hier einen neuen Begriff in die Runde, der noch dazu völlig
> unpassend ist.
Da bin ich ganz anderer Meinung. Aber Du hast recht, sehr verbreitet ist 
er nicht. Der Entwicklungs-Chef von RTA, den ich persönlich kenne, 
verwendet ihn (big step) jedoch auch. Und glaub mir, der weiß, wovon er 
spricht.

> Ich beschäftige mich seit >15 Jahren mit Schrittmotoren,
> aber der Begriff "Großschritt" ist mir noch nie untergekommen.
Denk Dir nichts, bei mir sind es >30.

>> Ich frage mich nur, ob es einen Hersteller gibt, der Motoren mit 32, 64
>> oder 128 Großschritten anbietet. Wäre doch viel logischer.
>Warum?
Weil dann die binäre Ansteuerung einfacher wäre.
So muss ich im Controller einen extra Bis-400-Zähler mitlaufen lassen.
Ich habe es hier schonmal erklärt:
Beitrag "Re: Schaltung für einen Bipolaren Schrittmotor"

There are 10 different types people in the world:
those who understand binary, and those who don't...

von m.n. (Gast)


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eProfi schrieb:
>>> Ich frage mich nur, ob es einen Hersteller gibt, der Motoren mit 32, 64
>>> oder 128 Großschritten anbietet. Wäre doch viel logischer.
>>Warum?
> Weil dann die binäre Ansteuerung einfacher wäre.

Ein 256er Schrittmotor hätte dann einen Schrittwinkel von 1,40625°. Da 
dieser Wert fürs Kopfrechnen eher unhandlich ist, schlage ich vor, eine 
volle Umdrehung auf 256° festzulegen. Dann hätte man einen Schrittwinkel 
von 1° und die Welt wäre in maschinengerechter Ordnung.

Fehlt dann nur noch, alle Getriebe in 1/2, 1/4, 1/8, ... Abstufungen 
auszuführen und einen Meter in 1024mm zu unterteilen.

Oder 'schenken' wir dem Controller nicht doch lieber einen Zähler bis 
400?
:-)

von eProfi (Gast)


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> 200 Vollschritte sind auch 200 Rastpositionen.
Nicht immer, ich habe einen Sanyo SM2863 (dicker Brummer), der nur 100 
Rastpunkte hat, ich habe extra heute eine Viertelumdrehung (25) 
abgezählt.

Bei anderen Motoren sind es 200, aber ich habe den Eindruck, dass 
jeweils jede zweite Position ein wenig stärker rastet.
Allgemein ist das Rastverhalten sehr unterschiedlich: z.B: rastet ein 
anderer Sanyo-Typ viel schwächer als die anderen Typen.

Ich habe auch einen Reluktanzmotor, der rastet unbestromt überhaupt 
nicht.
Aber wenn man alle Anschlüsse miteinander verbindet, kann man ihn nur 
noch mit einem langen Hebel drehen. Sowas habe ich bei keinem anderen 
Motor gesehen.

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