Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fragen zu Schrittmotoren, Induktivitäten und Spannungsversorgungen


von Matthew (matthew26)


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Ich habe einen 900-oz-Zoll-Induktor (3,3 mH) Nema 34 in meiner Mühle, 
der von einem 
CL86(https://www.oyostepper.es/goods-345-Controlador-paso-a-paso-de-circuito-cerrado-0-82A-24-80VDC-para-motor-paso-a-paso-Nema-34.html)-Treiber 
und einem geregelten 48-V-Netzteil angetrieben wird. Ich kann 
zuverlässig mit 200 Bildern pro Minute laufen, ohne irgendwelche 
Schritte zu verpassen oder Probleme zu haben, aber ich habe mich immer 
gefragt, ob ich das Gerät nicht etwas schneller machen könnte. Ich 
möchte ein neues Ringkernnetzteil für den Motor bauen, habe aber 
Schwierigkeiten, eine konkrete Antwort auf akzeptable Spannungen zu 
finden.

Viele „etablierte“ Quellen geben an, dass die maximale Spannung, die Sie 
einem Stepper zuführen sollten, Vmax = 32 * sqrt(L) beträgt – in meinem 
Fall waren es etwa 58 V.

Viele CNC-Hersteller sagen, dass Sie Ihren Stepper immer mit der 
höchsten Spannung versorgen sollten, die der Stepper-Treiber verarbeiten 
kann.

Also welches ist es? Ich habe gelesen, dass die Versorgung von Steppern 
mit höheren Spannungen zu Überhitzungsproblemen führen kann, aber wenn 
mein Treiber den Strom begrenzt, kann ich nicht verstehen, warum das 
passiert. Ich bin neugierig, ob es irgendwelche Konsequenzen hat, wenn 
ich den Motor mit 80 V versorge?

von Axel R. (axlr)


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https://www.oyostepper.es/goods-345-Controlador-paso-a-paso-de-circuito-cerrado-0-82A-24-80VDC-para-motor-paso-a-paso-Nema-34.html

Geht wahrscheinlich im ne CNC-Fräse ;)

Wenn der Treiber 80V kann, warum
Ihn dann nicht mit 80V betreiben?
Ungeregelt wird die Spannung unter Last einbrechen. Die 
Elektrolytkondensatoren werden sich im Leerlauf auf die Spitzenspannung 
der Wechselspannung aufladen.
Diese darf also nicht größer sein.


 https://www.redcrab-software.com/de/Rechner/Elektronik/Zweiweggleichrichter

Vielleicht hilft das weiter.

Ps. Die Übersetzung aus dem spanischen ist garnicht soo schlecht.

von Rainer W. (rawi)


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Matthew schrieb:
> Ich bin neugierig, ob es irgendwelche Konsequenzen hat, wenn ich den
> Motor mit 80 V versorge?

Was hat das jetzt mit dem Mikrocontroller oder der Digitalelektronik zu 
tun?

von Michael B. (laberkopp)


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Matthew schrieb:
> Ich möchte ein neues Ringkernnetzteil für den Motor bauen, habe aber
> Schwierigkeiten, eine konkrete Antwort auf akzeptable Spannungen zu
> finden.

Schlecht. Die Ausgangsspannung eines Ringkernetzteils schwankt mit der 
Netzspannung und der Belastung, man muss also deutlich unter den 80V 
bleiben, vielleicht bei 60V, also 45V~ Trafonennspannung, damit die 80V 
trotz Schwankungen (+10% Netzspannung +10% Leerlauf) nie überschritten 
werden

Nimm lieber so ein geregeltes Schaltnetzteil wie du es jetzt hast  aber 
mit 75V.

> Viele „etablierte“ Quellen geben an, dass die maximale Spannung, die Sie
> einem Stepper zuführen sollten, Vmax = 32 * sqrt(L) beträgt – in meinem
> Fall waren es etwa 58 V.

Unsinn. Die maximale Spannung hängt von der Isolierung des Motors ab. 
Wenn die für z.B. 100V ausreicht, darf der Motor auch 100V bekommen. 
Immer nur ganz kurz bis der Strom steigt, denn der Strom wird geregelt.

> Viele CNC-Hersteller sagen, dass Sie Ihren Stepper immer mit der
> höchsten Spannung versorgen sollten, die der Stepper-Treiber verarbeiten
> kann.

Ja.

> Also welches ist es? Ich habe gelesen, dass die Versorgung von Steppern
> mit höheren Spannungen zu Überhitzungsproblemen führen kann, aber wenn
> mein Treiber den Strom begrenzt, kann ich nicht verstehen, warum das
> passiert. Ich bin neugierig, ob es irgendwelche Konsequenzen hat, wenn
> ich den Motor mit 80 V versorge?

Siehe Manual:
"Higher supply voltage will
allow higher motor speed to be achieved, at the price of more noise and 
heating. If the motion speed
requirement is low, it’s better to use lower supply voltage to decrease 
noise, heating and improve reliability."

Es ist also immer ein Kompromiss.

Soll der Motor so schnell laufen, wie es nur irgendwie möglich ist, 
nimmt man die höchste technisch erlaubte Spannung. Aber Achtung: wenn 
der Motor bremst, speist er Strom zurück, und lädt damit die Elkos am 
Ausgang des Netzteils weiter auf, z.B. von 75 auf 80V und wenn er dabei 
die Maximalspannung der Elektronik überschreitet, geht die eventuell 
kaputt. Daher verwenden manche CNC Steuerungen einen Bremschopper an 
dieser Spannung, die z.B. bei 78V einen Bremswiderstand dazu schaltet.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Viele CNC-Hersteller sagen, dass Sie Ihren Stepper immer mit der
> höchsten Spannung versorgen sollten, die der Stepper-Treiber verarbeiten
> kann.

Ja, das ist so und macht auch sinn.

> Also welches ist es? Ich habe gelesen, dass die Versorgung von Steppern
> mit höheren Spannungen zu Überhitzungsproblemen führen kann, aber wenn

Das was im Datenblatt des Schrittmotortreibers steht.

Ich hab den Eindruck dir fehlen entscheidene Grundlagen zum Verstaendnis 
der Ansteuerung eines Schrittmotors. Daran musst du arbeiten!

Diese Treiber sind naemlich Stromregler. Bei hohen 
Schrittgeschwindigkeiten brauchst du wegen der Induktivitaet eine hohe 
Spannung sonst hat der Motor keine Leistung, und bei kleiner 
Geschwindigkeit begrenzen diese Treiber den Strom, sind also im Prinzip 
Schaltnetzteile und sorgen so eben dafuer das der Motor nicht 
ueberhitzt!

Vanye

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


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Ich habe dazu mal einen Beitrag geschrieben [1]. Wie schon gesagt wurde, 
sofern es die Isolation des Motors zulässt, kannst du bis knapp an die 
Grenze des Treibers gehen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[1] 
http://www.schrittmotor-blog.de/die-richtige-spannung-fuer-schrittmotorsteuerungen/

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