Hallo, ich bin seit einigen Tagen verzweifelt dabei die Stromversorgung meiner CNC Fräse zu optimieren, nachdem ich sporadische Fehler in der Steuerung habe. Nachdem ich eine neue (etwas stärkere) Schrittmotorendstufe eingebaut habe kam es zu dem Problemen in meiner 5V Spannungsversorgung. Ich habe +/- 1,5V Spannungsspitzen auf der 5V Spannungsversorgung. Siehe(Spannungsverlauf.png) Zum Aufbau des Systems: Für die Spannungsversorgung der 3 Schrittmotorendstufen nutze ich einen Ringkerntrafo (RKT12015_data.png) mit einer Netzteilplatine (Netzteil2.png), welche 3 große Elkos plus den Brückengleichrichter TS15P01 (gleichrichter.png) enthält. Für die Versorgung der 12V Sensoren und der 5V Elektronik nutze ich MeanWell RS15 Netzteile (RS-15.pdf). Die Ground Seite der Schrittmotorendstufen ist mit dem Ground der MeanWell Schaltnetzteilen verbunden. Zum Systemverhalten: Wenn ich die MeanWell Netzteile anschalte, bekomme ich ein schönes 5V oder 12V Signal. Schalte ich den Trafo für die Schrittmotoren dazu, wird das Signal schlecht. Trenne ich die Schrittmotoren von den Endstufen, ist das Signal auch wieder gut. Beim Messen mit dem Oszi habe ich festgestellt, dann alle meine Endstufen einen negativen (wenn auch unterschiedlichen) Einfluss haben, d.h. die neue Endstufe hat das Fass nur zum überlaufen gebracht. Hat jemand einen Tip wie ich das Filtern, Entkoppeln o.ä. kann? Vielen Dank für Tips. Matthias
Schrittmotorspulen sind zwar isoliert, haben aber eine Kapazität zum Schrittmotorgehäuse und das ist mit Masse der Fräse verbunden. Die Masse bewegt sich kaum, ist ja auch mit dem Schutzleiter verbunden, aber die Endstufen schalten die Spulen mit Chopperfrequenz an plus bzw. GND der Elektronik und damit GND von deinem Netzteil, welches entweder gar nicht oder nur über ein dünnes Kabel mit dem Schutzleiter und damit Masse der Maschine verbunden ist. Daher tanzt dein GND mit Chopperfrequenz und dein Scope misst das. Kabel zu den Schrittmotoren verdrillt und abgeschirmt direkt am Metallgestell der Fräse langführen. GND der Endstufen kurz und dick mit Masse der Fräse verbinden, ebenso GND der direkt daneben liegenden Netzteilplatine. Kabel zum Steuerungsrechner zusammenbündeln und Steuerung von der Fräse wegstellen was die Kabellänge erlaubt. Falls der Steuerungsrechner einen Schutzleiteranschluss hat, dessen Kabel parallel der Steuerkabel zur Fräse zurück verlegen und mit deren Netzkabel und dem Netzkabel deines Netzteils zur Steckdose führen. Wie gut die Masseverteilung auf deiner Netzteilplatine ist, müsste man sich noch ansehen. An bestimmten Stellen könnten Stützkondensatoren zum Massepunkt sinnvoll sein.
Noch ein zusätzlicher Gedanke zum schon gesagten: Die Massefeder/Masseklemme des Rigol ist normalerweise über den Schuko-Stecker des Oszi geerdet und kann solche Messungen verfälschen. Dann kann es helfen statt dessen differentiell zu messen. Die Forumsexperten können das viel besser erklären als ich. LG, Sebastian
Was sind das für Endstufen? Haben die Optokopplereingänge? Dann wäre es besser die Massen der 5V und 24V zu trennen.
Hallo MaWin und Sebastian, Danke für die den ausführlichen Input. Hier nochmal eine Präzisierung des Aufbaus, in Bezug auf eure Anmerkungen: Die gesamte Elektronik sitzt in einem Schaltschrank. Dieser Schaltschrank ist allseitg mit dicken Massebändern an PE Leiter angeschlossen. Eine direkte Masseleitung zur CNC Maschine besteht nicht, aber deren Gehäuse ist über den Spindelmotor mit dem Netz PE verbunden. Die Kabel der Schrittmotoren sind teils geschirmt, der Schirm ist am Gehäuse der Fräse montiert. (Werde ich kontrollieren). Die Maschine steht direkt neben dem Schaltschrank, da der Keller leider zu klein ist. Ist es sinnvoll ein dickes Masseband zwischen den Gehäusen zu verlegen? Soll ich den GND des Schrittmotor-Netzteils mit dem PE bzw dem Gehäuse des Schaltschrankes verbinden? Das ist bis jetzt nicht der Fall. Werde das die Tage mal Testen. Vielen Dank soweit Matthias
Matthias W. schrieb: > Ist es sinnvoll ein dickes Masseband zwischen den Gehäusen zu verlegen? Nicht unbedingt, da beide (Fräse und Steuerung) schon ihren eigenen Schutzleiteranschluss haben, entsteht eher eine Masseschleife, in die die starken Ströme der Motoren besonders einstreuen. Wenn die Treiber an der Fräse montiert und getrennt von der Steuerung wären, wäre eine Optokopplerisolation sinnvoll. Sind sie aber nicht, die Motor-Kabel hängen vom Steuerschrank zur Maschine. Da hast du die Ursache für die Störungen. Weg bekommen wirst du sie nicht. Broken by Design.
Hi, habe heute nochmal die Steuerung durchgecheckt und innerhalb der Steuerung ist bezüglich PE Leiter Anschlüsse schon alles maximal dimensioniert. Ich habe dann den neuen stärkeren Schrittmotor (an der neuen Endstufe DM860I) mal demontiert und im Raum bewegt, soweit des das Kabel (40cm) erlaubt. Je weiter ich vom Schaltschrank wegkomme, wird es deutlich besser. Dabei habe ich ebenfalls festgestellt, dass das Anschlusskabel im Gegensatz zu meinen anderen Motoren keinen Potentialausgleich mitführt und auch keinen Schirm enthält. Ich habe das Potential den Motor etwas weiter weg zu verbauen und werde auch das Kabel gegen ein geschirmtes Kabel austauschen. Soll ich den Schirm mit an das Gehäusepotential anklemmen? Danke Matthias
Hi, ich kann hier einen Erfolg vermelden. ;) Gleiches Setup, aber neues geschirmtes Kabel mit integriertem PE-Leiter. PE mit im Kabel geführt vom Schrittmotor zum Endstufengehäuse und die Schirmung auch auf PE geklemmt. Danke an alle Gruß Matthias
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