Schrittmotor, wie lange ist das Drehmoment proportional zu Strom?

[Gerald M. (gerald_m17)]

Hi,

sagen wir ich habe einen Schrittmotor der bei 2A etwa 2Nm Drehmoment 
aufbringen kann. ich weiß, dass da dann ziemlich genau bei 1A etwa 1Nm 
herauskommen. Hat jemand Informationen darüber, wie das jetzt bei sehr 
niedrigen Strömen ist? Also was macht der Motor bei vielleicht 100mA? 
Gibt es dort irgendwelche Effekte, weshalb man beispielsweise nicht 
unter x% des Nennstroms gehen sollte?

Direkt geht es mir um einen Schrittmotor, welchen ich am theoretischen 
"worst case" ausgelegt hatte. In der Praxis zeigt es sich, dass 50% des 
angegebenen Stroms ausreichen um keinen Schritt zu verlieren. Die Last 
selbst kenne ich und variiert von quasi 0Nm bis 1Nm. Jetzt frage ich 
mich, wie weit ich denn bei niedrigen Lasten den Strom reduzieren kann.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Der Schrittmotor muss natürlich sein eigenes Rastmoment überwinden, so 
dass gerade bei geringen Strömen nur noch wenig oder kein verfügbares 
Drehmoment mehr übrigbleibt. Das Rastmoment steht übrigens auch im 
vollständigen Datenblatt und hängt ganz empfindlich davon ab, ob der 
Motor rein permanenterregt ist oder auch einen Reluktanzanteil aufweist 
(sog. Hybridschrittmotor).

[dfIas (Gast)]

Gerald M. schrieb:
> sagen wir ich habe einen Schrittmotor der bei 2A etwa 2Nm Drehmoment
> aufbringen kann. ich weiß, dass da dann ziemlich genau bei 1A etwa 1Nm
> herauskommen.
Das setzt aber schon voraus, dass der Strom geregelt wird, z. B. über 
eine PWM. Bei hoher Kommutierungsfrequenz wird es zunehmend schwieriger, 
den Strom in die Spulen zu bekommen.
Wenn man Leistung einsparen möchte, wäre der erste Schritt, keinen 
Schrittmotor zu nehmen. Wegen der Zwangskommutierung muss man 
grundsätzlich das Moment überdimensionieren. Insgesamt haben Stepper 
keinen guten Wirkungsgrad. Es gibt Ausführungen mit kaum messbarer 
Gegen-EMK. Es empfiehlt sich dann eher ein BLDC-Motor ohne oder mit 
zumindest vergleichsweise geringem Rastmoment. Es wird dort nur so viel 
Strom/Moment zugeführt, wie nötig.

[Gerald M. (gerald_m17)]

Es war der hier, das "Full Datasheet" schweigt sich allerdings über das 
Rastmoment aus;
https://www.omc-stepperonline.com/de/nema-23-bipolar-1-8deg-1-9nm-269oz-in-2-8a-3-2v-57x57x76mm-4-draehte-23hs30-2804s

edit:
dfIas schrieb:
> Das setzt aber schon voraus, dass der Strom geregelt wird, z. B. über
> eine PWM.

Das macht mein Schrittmotortreiber.

dfIas schrieb:
> Es empfiehlt sich dann eher ein BLDC-Motor ohne oder mit zumindest
> vergleichsweise geringem Rastmoment.

Ja, im Nachhinein würde ich das auch so machen, auch wegen der 
Ansteuerung bei dem man immer vorsichtig abbremsen und beschleunigen 
muss.

[Andreas B. (bitverdreher)]

Gerald M. schrieb:
> auch wegen der
> Ansteuerung bei dem man immer vorsichtig abbremsen und beschleunigen
> muss.

Das sollte man, im Interesse der Mechanik eigentlich grundsaetzlich 
machen.

[Gerti (Gast)]

Andreas B. schrieb:
> Gerald M. schrieb:
>> auch wegen der
>> Ansteuerung bei dem man immer vorsichtig abbremsen und beschleunigen
>> muss.
>
> Das sollte man, im Interesse der Mechanik eigentlich grundsaetzlich
> machen.

Ja genau, der Ansicht bin ich auch ...

[Gerald M. (gerald_m17)]

Andreas B. schrieb:
> Das sollte man, im Interesse der Mechanik eigentlich grundsaetzlich
> machen.

Gerti schrieb:
> Ja genau, der Ansicht bin ich auch ...

Und das ganze hat so gut angefangen mit ein bis zwei Antworten auf meine 
gestellte Frage.

[Georg (Gast)]

Gerald M. schrieb:
> Das macht mein Schrittmotortreiber.

ABER erst wenn der eingestellte Strom erreicht ist. Bis dahin steigt der 
Strom an abhängig von Induktivität und Spannung. Bei hohen 
Schrittfrequenzen wird der eingestellte Strom garnicht erreicht.

Du hast also keinen konstanten Strom, isofern ist deine Frage nicht 
beantwortbar, ausser für Stillstand - aber dann dürfte das Drehmoment 
nicht von Interesse sein.

Georg

[Gerald M. (gerald_m17)]

Ich bin in sehr niedrigem Drehzahlbereich (~1U/s) unterwegs und habe 
immer mehr Spannung zur Verfügung als die Spüle mir entgegensetzt. Durch 
die Spule kann man hier sehr wohl von einem konstanten Strom ausgehen, 
auch wenn dieser natürlich leicht hoch und runter schwankt.

[dampftroll (Gast)]

Es gibt auch viele Schrittmotore, welche kein Rastmoment haben. Diese 
sind dann speziell fuer Mikroschritt geeignet.