test van maximum toerental stappenmotor

[FreesKever]

OK,
Een statisch voorbeeld:
Ik positioneer een 4 microstepping stepper op de full step. Stroom door beide spoelen 1A.
Nu positioneer ik op een halve step (2 micro stepping) dat zal toch de spoel stroom door één van beide spoelen moeten verminderen anders blijft dat ding op de full step positie staan. Het gevolg is dat het houd koppel omlaag gaat.

De stroom door de ene spoel wordt wat kleiner gemaakt, maar de stroom door de andere spoel wordt wat groter gemaakt. Bij elkaar is het weer gelijk. Zie ook de tabellen in de TB6600 die ik heb bijgevoegd in het vorige bericht.

Een dynamisch voorbeeld:
Ik draai op 100 RPM, full step. De spoelspanning is een blokgolf, de stroom is begrensd tot 1A en zal ook "continue" 1 A zijn.
Nu draai ik op 256 microstep. De spoelspanning is een hoogfrequent aan/uit schakelende blokgolf die de sinus vorm van de stroom genereert. De stroom door de spoelen is een "sinus" met een Max van 1A.
Die 1A piek sinus stroom levert toch minder (vermogen) koppel dan die continue stroom van 1A. Die factor is, als ik het mij goed herinner 1/(wortel 2) = 0.70
N.B. de (analoge) driver schakelt in beide gevallen op de (piek) stroom van 1A.

Dit klopt op zich wel, maar het is niet compleet.
Het is hoe ouderwetse stappenmotor sturingen werken.

Wat betere regelaars doen is door een stilstaande motor een DC stroom laten lopen van 1A, en bij een draaiende motor een RMS stroom loopt van 1A, en die RMS stroom heeft wel een piek waarde van Wortel(2) = 1.41A. Omdat de RMS waarde 1A is wordt de motor toch niet overbelast.

"Closed loop" sturingen zijn nog slimmer. Als er geen belasting is, hoeft er ook geen koppel te zijn en kan de regeling te stroom terugregelen. Misschien naar 0.5A of 200mA of zoiets.

Trinamic maakt nogal aparte IC's. Alle stappenmotoren maken gebruik van PWM om de motor stroom binnen redelijke grenzen te houden. Trinamic meet de tegen EMK van de motor spoelen tijdend de "uit" periode van de PWM, en daarmee proberen ze de motor positie in te schatten, en dat lukt ze blijkbaar redelijk goed. Hiermee benaderen ze de eigenschappen van een "closed loop" motor. De terugkoppeling door de motor spoelen zelf is minder nauwkeurig dan met een encoder schijf, maar het is blijkbaar goed genoeg om nuttig te zijn. De Trinamic IC's kunnen b.v. ook detekteren wanneer een motor geblokkeerd is.

[hfjbuis]

De stroom door de ene spoel wordt wat kleiner gemaakt, maar de stroom door de andere spoel wordt wat groter gemaakt. Bij elkaar is het weer gelijk. Zie ook de tabellen in de TB6600 die ik heb bijgevoegd in het vorige bericht.

Volgens de tabellen gaat de stroom nooit hoger dan 100% van de ingestelde max waarde. Dat zou de mosfet driver en ook de motor waarschijnlijk over zijn max sturen omdat de warmte ontwikkeling kwadratisch met de stroomsterkte toeneemt. Meer stroom dan de max waarde zal de motor ook niet echt sterker maken omdat het magnetisme in de motor ook een limiet heeft.

Ik heb het houd koppel van mijn eerste Nema23 motoren (57BYGH627) ooit getest. Boven de 110% current neemt het koppel niet meer toe. Dezelfde test laat ook zien dat het houd koppel afneemt als de microstepping toeneemt.

[FreesKever]

De stroom door de ene spoel wordt wat kleiner gemaakt, maar de stroom door de andere spoel wordt wat groter gemaakt. Bij elkaar is het weer gelijk. Zie ook de tabellen in de TB6600 die ik heb bijgevoegd in het vorige bericht.

Volgens de tabellen gaat de stroom nooit hoger dan 100% van de ingestelde max waarde. Dat zou de mosfet driver en ook de motor waarschijnlijk over zijn max sturen omdat de warmte ontwikkeling kwadratisch met de stroomsterkte toeneemt. Meer stroom dan de max waarde zal de motor ook niet echt sterker maken omdat het magnetisme in de motor ook een limiet heeft.

Ik heb het houd koppel van mijn eerste Nema23 motoren (57BYGH627) ooit getest. Boven de 110% current neemt het koppel niet meer toe. Dezelfde test laat ook zien dat het houd koppel afneemt als de microstepping toeneemt.

Daar kom je in het grijze gebied met kwaliteits verschillen tussen verschillende stappenmotor fabrikanten, en sjoemelen met specificaties op papier. Als de motor zo snel in verzadiging gaat weet ik niet of die fabrikant wel helemaal eerlijk is. Het kan ook een verschil zijn tussen "westerse" en "chinese" mentaliteit. Die mensen daar hebben normen en waarden toch net iets anders liggen dan hier.

Maar zelfs als de motor bij de piek van de sinus in verzadiging gaat en een plaatte kant krijgt, dan is het oppervlak onder de sinus nog steeds groter. Er komt dan wel een rimpel op het geleverde koppel.

Ik heb een paar van mijn stappenmotor drivers opengehaald om te kijken wat er in zit. Een heeft een TMS320, en een andere heeft een uC die speciaal voor motor regeling toepassingen is ontworpen en op 200MHz of zo draait. Die dingen kunnen een hoop rekenen en ik weet zelf ook niet precies wat ze met die rekenkracht doen.

Er is een kans dat ik nog eens serieuze metingen ga doen aan de verschillende chinese stappenmotoren die ik heb liggen. Een stevige Nema23 van Vexta is dan ook leuk, maar een beetje prijzig. Ik ben ook wel nieuwschierig naar koppel en rendement verschillen tussen 2- en 3- fase stappenmotoren.

[benkr]

Ik ga me hier niet verder in mengen, het begint dan denk ik op een soort van ruzie uit te lopen en dat kan nooit de bedoeling zijn.
Ik hoop dat DaBit na zijn vakantie hier zijn gewaardeerde mening over wil ventileren, ik weet dat DaBit zijn eigen motordrivers heeft gebouwd en daar best veel kennis aan over heeft gehouden, maar vooral zijn nuchtere en voor iedereen begrijpbare uitleg is wat ik graag wil horen hier.

[FreesKever]

Ruzie? helemaal niet.
Maar ik heb ongeveer ook wel verteld (opgeschreven) wat ik kwijt wil hier.

[rien1959]

Ik heb het allemaal met verbazing gade geslagen ..... Wat een geleuter over stappenmotoren en bijzaken.
Zal ik nog eens een bericht plaatsen ? In in het verleden schreef ik op heel verschillende fora. Door alle geleuter en gedoe met ego's ben ik bij bijna alle fora verdwenen. Ik zou het fijn vinden als dit topic op slot ging, dan zijn we van dit gedoe af. En nee, DaBit hoeft er ook niet bijgehaald te worden. En dat heeft niets met DaBit zelf te maken.

Ik zal een tijdje niets meer van me laten horen. Op een later tijdstip kijk ik nog wel hoe de zaken er voorstaan.

Jemig de pemig, Mozeskriebel !

[Kars-cnc]

Tja, topics kunnen nogal afdwalen hier... Sorry dat ik daar ook aan mee gedaan heb.

Voor dit topic op slot gaat wil ik nog graag zeggen dat ik je openingspost nuttige/praktische informatie vond! Of die stromen nu wel of niet volgens het boekje gemeten waren doet daar niets aan af.

[FreesKever]

Ik zal een tijdje niets meer van me laten horen. Op een later tijdstip kijk ik nog wel hoe de zaken er voorstaan.

Jemig de pemig, Mozeskriebel !

Dat vind ik wel jammer. Sorry dat het zo uit de hand is gelopen, dat is niemands intentie geweest.

Ik vemoed ook dat jouw gevoel over Ego's sterker is dan wat "wij" ervaren hebben. Niet negatief bedoeld, maar als je alleen via text communiceert op een forum in plaats van rechtstreeks mens-tot-mens contact is het heel moeilijk zulke zaken goed in te schatten. Ik heb eens gehoord dat 80% of meer van de communicatie non-verbaal is bij een gesprek van mens-tot-mens.

Je mag zelf ook assertiever zijn. Niemand zal je het kwalijk nemen als je had geroepen "Hee, stop eens met dat geleuter, dit is mijn draad!".