Leistung für Schrittmotor berechnen
Hallo ! Also ich möchte wissen wie ich die benötigte Leistung eines Schrittmotors berechne. An der Abtriebswelle des Schrittmotors sitzt ein Zahnrad: Durchmesser:160mm Gewicht:2 Kg Das Zahnrad soll in 4 Sekunden von 0 auf 1500 umdrehungen pro minute beschleunigt werden. Spannungsversorgung:24V Danke schon mal!
3 Antworten
1500 Umdrehungen mit 'nem Schrittmotor? Das wären im Vollschrittmodus 240 KHz. Das ist schlicht unmöglich. Im übrigen wird ein Schrittmotor nach Drehmoment gewählt. Dabei ist der Drehmomentverlauf des Motors wesentlich zu beachten. Dazu kommen dann noch die Start/Stop-Frequenz und die Rampenparameter.
Wäre gut, wenn Du mal die Aufgabe beschreibst. Positionierung auf 1mm am Außenrand des Zahnrades mit D=160 (Umfang = 502mm) würde einen Viertelschrittbetrieb (720 Steps/Umdrehung) erfordern. Dann wären wir über 1MHz. Das ist selbstverständlich erst recht unmöglich.
Ein Servo könnte das evtl gerade noch leisten. Da bin ich nicht auf dem Stand der Technik. Die Signale der Geber lägen im selben Frequenzbereich. Das müßte verdammt gut abgeschirmt werden.
Evtl. könnte man mit 2 Parallelsystemen arbeiten. für die Highspeed-Bewegung wird auf einen niedriger auflösenden Geber (z.B. 10° Auflösung) umgeschaltet und dessen Signale in der Steuerung multipliziert. Also soetwas wie fahre mit Highspeed soundsoviele Umdrehungen (oder 10° Schritte) und bewege dich dann auf die absolute Position 177,5°.
Kommt halt auf die Aufgabe und Anwendung an.
Habe gerade noch was gerechnet. Eine sehr schnelle Servo-Maschine, die ich kenne, kommt auf eine Lineare Geschwindigkeit von 2000mm/s bei einer Auflösung von 1/100mm. Da wären wir bei einer Signalfrequenz von 200KHz. Suche mal nach entsprechend schnelleren/hochauflösenderen Maschinen und schau Dir an, wie der Antrieb da gelöst ist.
Halt Stop Stillstand!! Ich bin ja blöd und verwirrt. Die Frequenzen teilen sich ja durch 60. Dann sind wir unter 20KHz.
Das schafft auch noch ein sehr guter Stepper. Vexta kann ich empfehlen.
Hab gerade mal ein Beispiel rausgesucht. Ist ein Video von einer Maschine, die ich vor ein paar Jahren mit Vexta Motoren umgebaut habe.
http://www.youtube.com/watch?v=yQKEVNqf4ws
Die Soft-CNC Steuerung habe ich selbst programmiert. Die Maschine läuft in einem sehr dynamischen Betrieb. Fährt extrem steile Rampen und ist bis 8Khz stabil. Mit noch besseren Motoren und Endstufen könnte das also gehen.
Die Leistung eines Schrittmotors kann man nicht so einfach berechnen, denn der zieht ständig viel Strom auch wenn sichnichts bewegt. Der STrom geht durch den Blindwiderstand durch die Umschalterei eher runter. Der Schrittmotor wird immer schwächer, je schneller der sich dreht!
Von 0 auf 1500 U/min in 4 Sekunden ist heftig, man muß ja aufpassen, dass der keine Schritte verliert. Und wenn der 2° Schrittweite hat, dann sind das 270000 Schritte pro Minute und damit 4,5 kHz Schrittfrequenz. Das schaffen nur sehr kleine Schrittmotoren - und die werden die Beschleunigung nicht bewältigen!
Da musst Du mehrere Motoren aussuchen und genau die Datenblätter durchsuchen. Da steht drin wie viel Drehmoment die bei welcher Frequenz haben und da kannst Du dann ausrechnen ob die das mitmachen was Du da vor hast. Und im Datenblatt kannst DU dann auch den Nenn-Arbeitsstrom raus finden.
P = M * d * n / 9,55 in Watt -----> = 20 * 0,016 * 1500 / 9,55 = 480 / 9,55 = 50,3 W. Motorleistung rund 51 Watt !
woher kommen die 20 und woher die 0,016?
P=M * ω (wie kommt in deine Formel der Durchmesser rein?)
Ok gut also nen Servomotor nehmen? Dazu kommt noch das er auch mit ca. ner viertel Umdrehung pro Sekunde laufen können muss.... und er muss recht genau so auf 1mm positioniert werden