Motorenwahl

Hallo Liebe RepRapper (->tolle Bezeichnung.... wird gespeichert)

Ich bin gerade dabei Teile für meinen Prusa zukaufen und stehe jetzt an der Motorenwahl. Mir ist zwar ziemlich klar was ich benötige jedoch bin ich mir nicht ganz sicher ob es Sinn ergibt Motoren mit Schockabsorber zu kaufen. Im Anhang findet Ihr zwei Datenblätter - diese stellen den gleichen Motor mit und ohne Absorber dar. Diese Motoren kann ich sehr günstig bei uns in der Firma erwerben daher fällt die Wahl auf eines dieser Modelle.

Zur auswahl habe ich also das Model 09V Mit_Absorber.pdf - mit Absorber

und Model 10V ohne_Absorber.pdf - ohne Absorber


Der Motor selbst ist wie gesagt bei beiden der Selbe und ich glaube sie sollten ihren Zweck erfüllen. 294mNm Reichen hoffentlich aus (Vor allem für den Extruder) - Wenn nicht kaufe ich später notfalls stärkere.

So und nun muss ich zurück zum Lagertor, denn da sollten demnächst meine Kunststoffteile von Wolfgang eintreffen -> Dann kanns am Wochenende schon losgehen mit dem Aufbau.

Ich wünsche euch allen noch einen schönen Tag und bedanke mich schonmal vorab für eure Hilfe.

Beste Grüße
Simon

wenn ich richtig umgerechnet hab sind das wohl 29.4Ncm.. was vermutlich viel zu wenig sein wird.. im datenblatt selber sehe ich als erstes in der tabelle 3.1 V.. auch das lässt mich stutzig werden.

ich vermute die motoren sind grundlegend die falschen. jedoch bin ich mir da in keinster weise sicher.. vllt kann jmnd anders hier mehr zu sagen..

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grüße
Bernhard
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Hallo bernhard,

vielen Dank für deine Antwort. Ich war aufgrund des Wikis der Meinung dass die 29,4Ncm (Umrechnugn war natürlich richtig) hinkommen. Im Wiki steht wie folgt:

"It is recommended that you get approximately 13.7 N-cm (= 0.137 N-m or 1400 gf-cm or 19.4 ozf-in or 1.21 lbf-in) of holding torque (or more) to avoid issues, although one stepper with less has been used successfully (see below). If in doubt, higher is better."

Aber mir ist auch aufgefallen dass wohl eher Motoren 40Ncm + zum Einsatz kommen (das wird auch seinen Grund haben).

Das mit der Spannun macht mich nun auch etwas stutzig - Ich gebe zu nur auf den Strom geachtet zu haben. Aber leider gibt das Wiki dazu nicht all zu viel her.

Wobei folgendes geschrieben steht:

"All recent stepper controllers use a current-limiting design. Because of this, the resistance (ohms) of the coils doesn't matter, as long as it is low enough for the current to rise fast enough for the current-limiting design to come into play. If the resistance is too high (i.e. 24V steppers) the current doesn't raise fast enough for reliable microstepping. "

Ich habe auch dem WIki entnommen (Jaja brav gelesen hab ich ggg) dass wohl Motoren eingebaut wurden mit einem Wicklungwiderstand von 1,2 Ohm und 2A - der hätte dann ja nur 2,4V ???
So ganz blick ich da auch nicht durch - sollte mich etwas mehr damit beschäftigen.

Beste Grüße
Simon

EDIT: Hier ein Motoer der laut Wiki getestet ist mit Angabe 2,8V [www.alephobjects.com]

Der Grund warum ich diese Motoren gerne einsetzen würde ist natürlich der Preis. Ich kann die in kleinen Stückzahlen zu 6,8€ einkaufen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 29.11.11 07:47.

meine motoren laufen auf 12V(ATX netzteil) und sind sowei ich weiß welche mit ca 45-50Ncm.

die packen das recht gut.. und kosten auch nciht die welt. zu schwache motoren wären wohl ärgerlich, jedoch würd mich schon interessieren welche motoren das sind dass die mit so wenig spannung betrieben werden

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grüße
Bernhard
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Hallo Bernhard,

ich habe nun etwas weiter geforscht und folgendes auf der Webseite von Pololu gefunden:

"I want to control a 3.9 V, 600 mA bipolar stepper motor like this, but your A4983 stepper motor driver carrier and A4988 stepper motor driver carrier have a minimum operating voltage of 8 V. Can I use these drivers without damaging the stepper motor?
Yes. To avoid damaging your stepper motor, you want to avoid exceeding the rated current, which is 600 mA in this instance. The A4983 and A4988 stepper motor drivers let you limit the maximum current, so as long as you set the limit below the rated current, you will be within spec for your motor, even if the voltage exceeds the rated voltage. The voltage rating is just the voltage at which each coil draws the rated current, so the coils of your stepper motor will draw 600 mA at 3.9 V. By using a higher voltage along with active current limiting, the current is able to ramp up faster, which lets you achieve higher step rates than you could using the rated voltage."


Also so wie ich das lese sollte dies mit dem A4983/8 wohl funktionieren. Langsam wird so interessant dass ich es wohl einfach ausprobieren muss *gg*
Sollte der Rauch aufgehen ist auch nicht viel hinüber - mein prusa wird eh nicht der billigste

Beste Grüße
Simonm

Hallo Simon,

die Sache regeln die Pololus die werden zwar mit 12V(oder ähnliches) versorgt machen aber auch eine Strombegrenzung. Was dazu führt das die Spannung an den Motoren klein bleibt abhängig vom Innenwiederstand.
So ist jedenfalls mein Verständnis der Geschichte.

Wenn du also die Pololus so einstellst das deine Motoren nicht abbrennen solltes es klappen. Ob die Kraft reicht kann ich leider nicht bewerten.

Paul

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Prusa Mendel Wade Gen7(Teacup)
MendelMax Wade Ramps(Marlin)

Hallo Paul,

danke für deine Antowrt.

Nachdem ich nochmal das Wiki durchgelesen habe viel mir auf dass ich wohl etwas überlsen hatte:

"Power and current

All stepper motors will have certain specifications for voltage and current (typically 2.8 V and 1.68 A); as long as the stepper driver/controller does current control, you can use any supply voltage greater than the motor's rated voltage."

Somit bin ich mir nun sicher den Motor elektrisch verwenden zu können. Ob die Kraft reicht wird sich zeigen. Ich denke für die Achsen müsste es auf jedenfall hinkommen. Für den Extruder kaufe ich evtl. was stärkeres.

Aber nun zurück zu meiner Ausgangsfrage. Würdes ihr die Motoren mit Schockabsorber verwenden oder ohne? Beim Absorber wird praktisch das gummiteil an die maschien geschraubt und der Motor hängt am Gummiteil. Das ganz dämpft wohl Vibrationen ab die beim schnellen anfahren des Motors auftauchen können.

Vielen Dank für eure Hilfe

Lg Simon

Bleibt unter der 12V mit der Motorspannung... so zwischen 2,5 und 4V ist schon OK. Das wird dann über die Pololus geregelt.
Nur die Kraft dürfte etwas wenig sein. so um die 40Ncm wäre nicht schlecht... grade der Extruder braucht Kraft.

Es soll Leute geben, die machen sich Gummimatten zwischen Motor und Kunststoffteil... damit die Maschine etwas leiser wird. Solange die Aufhängung nicht zu weich ist... schaden kanns jedenfalls nicht.

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Mfg
Wolfgang

Aller Anfang war schwer - Wolfstrap

Reprap-fab.org

Erfahrungen kann man leider schlecht weiter geben, die muss man selber machen.

Hallo Leute,

ich möchte mich nochmals für eure Hilfe bedanken.
Soeben habe ich in unserem Lager noch einen Schrittmotor mit 56 Ncm gesehen (ein einzelnes Überbleibsel). Der wird dann wohl meinen Extruder bedienen.
Für die Achsen werde ich nun die Motoren mit Absorber und 29Ncm verwenden. Ich geh das nun einfach an wie die Wissenschaftler - "Try and error" - aber eigentlich bin ich zuversichtlich dass dies für die Achsen mehr als ausreicht.

Wünsche euch allen noch einen schönen Tag und viel Erfolg.

Beste Grüße
Simon

Es scheint so das es bei der auswahl oder kenntnis von Schrittmotoren hier etwas Verwirrung herrscht
Also ich kenne Schrittmotore und deren Anwendug recht gut, auch aus Erfahrung da das auch zu meinem Beruf gehört
Im übrigen braucht laut meiner Info ein Schrittmotor für den Prusa 19Ncm Haltemoment

Das HALTEMOMENT hat aber wenig mit der "Kraft" zu tun was ein Schritt-Motor bei Drehzahlen entwickelt.
Die Angabe ist ein HALTEMOMENT und KEIN Drehmoment !!!
Also generell zu sagen der sollte schön kräftig sein das er den Antrieb bewältigt ist da der falsche Ansatz, wichtig ist der dynanische Wert
Viel wichtiger ist sich die Kennline des Motors im Zusammenhang mit der verwendeten Spannung anzusehen und wie sich das Drehmoment bei Drehzahlen verhält, und wie die GegenEMK sich verhällt

Also Faustformel kann an jedoch sagen
1 je geringer die DC Volt angabe je besser
2 je geringer der Ohm Wert desto besser

Daher hier mal ein paar Grundsätzliche DInge

1 Die angegebene Spannungen des Schrittmotors zb 4V sind DC Werte !! und keine AC Werte die aber im Dynamischen Betrieb anliegen !
Im übrigen werden Schrittmotore in der Praxis meist mit VIEL höheren Spannung betrieben wenn sie im dynamischen Betrieb sind obwohl da nur 4V angegeben wird, Wichtig dabei ist das es nicht zu Spannungsüberschlägen im Motor kommt, aber 85V ist kein Prob, WICHTIG ist nur das man die Verlustleistung des Motors NICHT überschreitet.
2 Der angegebene Strom ist AUCH ein DC Wert ! der aber im Betrieb auch ein AC Wert ist !
3 Der angegebener Widerstand ist auch ein DC Wert der aber im Betrieb releativ irrelevant ist, weil der XL ( Wechselstromwiderstsnd) die Überhand gewinnt !
4 Das Moment ist ein HALTEmoment wenn der Motor steht, und wird AB dem Drehen sofort geringer !
5 WICHTIG dagegen ist die Induktivität der Wicklung ! also letztendlich der XL ( Wechselstromwiderstand bei bestimmten Drehzahlen) was Frequenzen entspricht also wir reden hier nicht von einer Gleichspannung sondern von einer Wechselspannung !!
6 Ein Schrittmotor ist hauptsächlich eine INDUKTIVITÄT und kein rein ohmischer Verbraucher, daher sind die angegebenen DC-Werte da auch Schall und Rauch, was die Güte des Motors betrifft.
Ein Schrittmotor ist eine Reihenschaltung von einem ohmischen UND einen Induktiven Widerstand, und dieser Induktive Widerstand nimmt mit der Drehzahl zu, und zwar gewaltig, und sorgt dafür das in dem Induktiven Teil der letztendlich die "Kraft" erzeugt kaum noch Strom fliesst, und man kaum noch Strom reinbekommt, ohne die Spannung zu erhöhen, weil die EMK dagegen wirkt !
7 Das ALLERWICHTISTE bei einem Schrittmotor ist die Kennlinie, NICHT die Ncm Angabe, dieser kann nur als kleinen Anhaltspunkt diehnen !
8 Mit anderen Worten die aufgedruckten Werte beziehen sich auf STATISCHE Werte( Stillstand) und NICHT auf Dynamische also Motor in Bewegung !!
Wichtiger ist aber meist der Dynamische weil er soll ja was antreiben und nicht nur Halten !

Man findet einfache Motoren die 45Ncm haben für 10€ aber auch hochwertige für 100€, und das ist auch gerechtfertigt da die Motore sich VÖLLIG unterschiedlich verhalten was den Drehmomentverlauf betrifft, bzw. wie schnell man ihn noch drehen lassen kann bevor er stehen bleibt.
Also von den Angaben her wie Ncm,DC Spannungs-Wert, DC Stromwert, DC-R Wert sollten sie gleich sein, NEIN sind sie nicht, daher auch der Preisunterschied
In der Praxis ist es oft so das ein Motor der angegeben 45Ncm hat und 10€ kostet und im BETRIEB ist und sich in Bewegung befindet
SCHLECHTER ist als ein Motor der "NUR" 25Ncm hat der aber 100€ gekostet hat.
Und zwar deswegen weil der billige 10€ Motor zwar 45Ncm im Stand hat, aber bei 1000 Umdrehungen nur noch 10Ncm hat aber der 100€ Motor aber noch bei gleicher Umdrehung noch 20Ncm hat, er also VIEL Später stehen bleibt !
Daher NICHT immer NUR auf die Ncm schauen, das ist SCHALL und RAUCH !
Oder man glaubt auch das eine 9€ PC Box 200Watt PMPO hat und man ein Steckernetzteil dafür beigelegt bekommt
Und bei einem Antrieb ist ja die Kraft in Bewegung meist Wichtiger als die Kraft im Stand

So nun mal ein Beispiel

Ein Schrittmotor ist eine Spule und muss bei Drehzahlen auch technisch so gesehen/behandelt werden.
Nehmen wir folgende Motordaten an
40Ncm
4V
2 Ampere
2 Ohm

Jetzt schliessen wir ihn an eine gechoppten Schrittmotor Treiber.
Nehme wir an der Treiber wird mit 12V versorgt und kann 2Ampere liefern
Wir stellen 2 Ampere Motorstrom ein

Ergebniss
Motor steht Haltemoment ist 40Ncm
2 Ampere fliesst
4V liegt am Motor an

Nun lassen wir den Motor mit 500 Umdrehungen laufen, aber jetzt ist er im Wechselstrombetrieb( Dynamisch ) und nicht mehr im DC Betrieb ( statisch )!

Ergebnis
Motor dreht mit 500 Umdrehungen und hat JETZT ein Drehmoment von zb. 20Ncm
2 Ampere fliesst
10V Motorspannung

Jetzt lassen wir den Motor mit 800 Umdrehngen laufen

Ergebniss
Motor dreht mit 800 Drehmoment von zb. 5Ncm
0,5 Ampere
12V Motorspannung

Jetzt versuchen wir den Motor mit 1200 Umdrehungen laufen zu lassen

Ergebniss
Motor steht und piept AB JETZT daher NUR ein Haltemoment zb. 3Ncm
0,1 Ampere
12V Motorspannung

WARUM, weil die GegenEMK das Motors so HOCH ist das von den 12V im Motor nix mehr ankommt um daraus eine nötigen Strom zu erzeugen der für eine magnetische Kraft sorgt.
Im Prinzip ist es jetzt so das der Motor SELBER eine Spannung induziert die GEGEN die Versorgunsgspannung gerichtet ist, und sie damit fast aufhebt.

Also was tuen ??

Lösung die Versorgungsspannung der Schrittmotorentstufe erhöhen sagen wir auf 24V

Ergebniss dann
Motor dreht nun wieder und das mit 1200 Umdrehungen, Drehmoment von zb. 20Ncm
1 Ampere
18V Motorspannung

Das kann mann solange treiben solangen man nicht die Verlustleistung des Motors überschreitet.

Also das zb. der Motorentstufen beim REPRap Drucker nur mit 12V betrieben werden verstehe ich bis heute nicht, weil da ein haufen an Motorleistung verschenkt wird.
Ich denke das ist dem billigen PC Netzteill geschuldetist, besser währe 24V oder besser noch die MAXIMALE Spannung die die Pololus vertragen, die bei 35V oder so liegt, den Motoren macht das garnix aus


Michael

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 01.12.11 20:00.

Hallo Michael,

vielen Dank!!!! Den Ganzen Beitrag fürde ich ins FAQ stellen das ist mehr als wertvolle Information und wird noch vielen Leuten weiter helfen.

Beste Grüße
Simon

Klar, die 12V nimmt man, weil sie einfach zu haben sind. Macht ja auch nichts, wenn die Drehzahl in Grenzen bleibt. Für X und Y liegt die maximale Drehzahl irgendwo bei 200 bis 300 U/min, schneller können die ATmegas bei 1/16 Microstepping gar keinen Takt abliefern. 300 U/min sind dann aber auch schon 200 - 250 mm/s, je nach Pulley.

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Generation 7 Electronics	Teacup Firmware	RepRap DIY

24v sind auch kein prob, wenn du 2 atx- netzteile hast. hier ists z.b. beschrieben:
[www.instructables.com]

24V Netzteile gibt es zudem recht günstig auf eb*y.
Beipielsweise:
[www.ebay.at]
Das reicht für Drucker plus Heizbett problemlos. Die meisten Heizbetten sind für 12V ausgelegt. Bei 24V laufen viel höhere Ströme. Den MOSFET, der das Heizbett steuert muß man entsprechend kühlen und den Strom begrenzen. Bei Eigenbau mit Heizelementen/Leistungswiderständen entsprechend einen höheren Widerstand vorsehen. Nophead empfiehlt eine Leistung von ca. 144 Watt. Bei 12V fließen da 12A, das bedeutet 1 Ohm Widerstand. Bei 24V würden da dann 24A fließen und die Leistung auf 576W hochschnellen, bevor sich das Ding in Rauch auflöst.
Braucht man kein Heizbett, so tuts auch ein Laptop-Universalnetzteil. Das entwirrt auch den unnötigen Kabelsalat.