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Trinamic Schrittmotoren, Verständnisfrage 02. May 2016 16:08 |
Moin Leute,
ich les hier (und im Wiki) schon nen paar Wochen, wollte aber jetzt doch ne Absicherung/Einschätzung von euch haben.
Es geht um die Auswahl der Schrittmotoren. Im englischen Wiki Teil hab ich ne Liste von empfohlenen Motoren gefunden. Z.B. Wantai 42BYGHW609 [www.wantmotor.com]
Der hat:
V_rated: 3,4V
A_rated: 1,7A
R_rated: 2 Ohm
Holding Torque: 40Ncm
Wenn ich den jetzt mit nem Trinamic QSH4218-51-049 vergleiche ( [cdn-reichelt.de] ):
U_rated: 5 V
I_rated: 1 A
R_rated: 5 Ohm
Holding Torque: 49Ncm
Spricht dann was gegen den Trinamic (außer der Preis)?
Im Datenblatt (S.7) kann man ca 37Ncm für 24V ablesen. Beim Wantai +-32Ncm. (Beides abgelesen für ehr niedrige Drehzahlen.)
Was bedeutet das wenn man den Motor mit 12V betreibt? Im Datenblatt von Trinamic steht, dass man die Werte der x-Achse halbieren soll, also dass das Drehmoment an sicht nicht schwächer wird, sondern nur schneller bei höherer Drehzahl abfällt?
Der Wantai soll "stark genug" für den Wade Extruder sein. Gilt das somit auch für den Trinamic?
Hier hab ich noch gelesen, dass I_rated und die Induktion am wichtigsten sind: [reprap.org]
Da wäre der Trinamic dann ja wieder deutlich hintendran.
Nach meinem jetztigen Verständnis ist der Trinamic Motor dennoch mindestens so gut wie der Wantai oder seh ich was falsch?
Oder kennt ihr evtl. noch nen guten Schrittmotor(-hersteller), der etwas mehr Dokumentation liefert als Wantai (s.o.)? (Bei Conrad, Reichelt und Voelkner finde ich fast nur Trinamic und Emis.)
Danke schonmal fürs lesen.
ich les hier (und im Wiki) schon nen paar Wochen, wollte aber jetzt doch ne Absicherung/Einschätzung von euch haben.
Es geht um die Auswahl der Schrittmotoren. Im englischen Wiki Teil hab ich ne Liste von empfohlenen Motoren gefunden. Z.B. Wantai 42BYGHW609 [www.wantmotor.com]
Der hat:
V_rated: 3,4V
A_rated: 1,7A
R_rated: 2 Ohm
Holding Torque: 40Ncm
Wenn ich den jetzt mit nem Trinamic QSH4218-51-049 vergleiche ( [cdn-reichelt.de] ):
U_rated: 5 V
I_rated: 1 A
R_rated: 5 Ohm
Holding Torque: 49Ncm
Spricht dann was gegen den Trinamic (außer der Preis)?
Im Datenblatt (S.7) kann man ca 37Ncm für 24V ablesen. Beim Wantai +-32Ncm. (Beides abgelesen für ehr niedrige Drehzahlen.)
Was bedeutet das wenn man den Motor mit 12V betreibt? Im Datenblatt von Trinamic steht, dass man die Werte der x-Achse halbieren soll, also dass das Drehmoment an sicht nicht schwächer wird, sondern nur schneller bei höherer Drehzahl abfällt?
Der Wantai soll "stark genug" für den Wade Extruder sein. Gilt das somit auch für den Trinamic?
Hier hab ich noch gelesen, dass I_rated und die Induktion am wichtigsten sind: [reprap.org]
Da wäre der Trinamic dann ja wieder deutlich hintendran.
Nach meinem jetztigen Verständnis ist der Trinamic Motor dennoch mindestens so gut wie der Wantai oder seh ich was falsch?
Oder kennt ihr evtl. noch nen guten Schrittmotor(-hersteller), der etwas mehr Dokumentation liefert als Wantai (s.o.)? (Bei Conrad, Reichelt und Voelkner finde ich fast nur Trinamic und Emis.)
Danke schonmal fürs lesen.
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Re: Trinamic Schrittmotoren, Verständnisfrage 02. May 2016 16:32 |
Für unsere 3D-Drucker brauchst du im Idealfall einen Motor mit geringer Induktivität oder auch wenig Spulenwiderstand.
Der Trinamic hat 8mH, während der Wantai nur 3mH hat. 1:0 für Wantai
Der Trinamic kann nur bis 1A, der Wantai bis 1,7A. Unsere Treiber arbeiten in der Regel im Bereich bis 1,7A. 2:0 für Wantai
Kauf dir einfach einen 5er oder 10er Pack bei ebay (klick) für, da machst du nix falsch.
Edit: hier noch mal was ausführlicher, aus meiner Projektarbeit:
2-mal bearbeitet. Zuletzt am 02.05.16 16:44.
Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!
Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.
Der Trinamic hat 8mH, während der Wantai nur 3mH hat. 1:0 für Wantai
Der Trinamic kann nur bis 1A, der Wantai bis 1,7A. Unsere Treiber arbeiten in der Regel im Bereich bis 1,7A. 2:0 für Wantai
Kauf dir einfach einen 5er oder 10er Pack bei ebay (klick) für, da machst du nix falsch.
Edit: hier noch mal was ausführlicher, aus meiner Projektarbeit:
2-mal bearbeitet. Zuletzt am 02.05.16 16:44.
Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!
Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.
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Re: Trinamic Schrittmotoren, Verständnisfrage 02. May 2016 16:51 |
Danke für die schnelle Antwort. Der Ausschnitt aus deiner Arbeit ist sehr hilfreich. Danke dafür. 
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Re: Trinamic Schrittmotoren, Verständnisfrage 03. May 2016 14:22 |
Quote
Skimmy
Quote
Traumflug
Ich merke vor Allem, dass das oben Geschriebene nicht zum Lehrbuchwissen passt. Jetzt kannst Du Dir überlegen, wer hier was "verdreht".
di / dt = U / L
wofür steht deiner Meinung nach das t? Telekom? Telekinese? Tretroller?
technischkorrekteraufbauzureinbringungvoneierschalensollbruchstellen
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Re: Trinamic Schrittmotoren, Verständnisfrage 03. May 2016 14:23 |
Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!
Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.
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Re: Trinamic Schrittmotoren, Verständnisfrage 03. May 2016 15:50 |
Edit: Wobei ich bei dem gif von Dewey lachen muss
2-mal bearbeitet. Zuletzt am 03.05.16 15:59.
Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!
Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.
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Re: Trinamic Schrittmotoren, Verständnisfrage 19. May 2016 14:50 |
Hallo :-)
Das mit U/L=di/dt stimmt genau genommen auch nur für eine Spule die eine konstante Induktivität aufweist, keinen Innenwiderstand hat und keine durch Bewegung induzierte Gegenspannung bereitstellt.
Da sich immer ein Widerstand einstellt sollte ein Index am "U" helfen, dann wird die Welt schneller klarer
Am rotierenden Motor wird die Sache ein klein bisschen schwieriger, da die Linearität der idealen Spule einer Exponentialfunktion der widerstandsbehafteten Spule weicht.
Zudem kommt der Spannungsfall am Widerstand hinzu sowie die Tatsache, dass die tatsächlich wirksame, den Strom treibende Spannung, die Differenz aus anliegender Spannung und
induzierter Spannung an der Motorwicklung ist.
Aus der simplen Gleichung für die Spannung an einer reinen Induktivität UL=L*di/dt wird dann (leider) zunächst:
Uges=L*di/dt+R*i
Die tatsächlich wirksame Spannung unter Einbeziehung der Gegen-EMK Uind ist bei einer Versorgungsspannung UDC:
Uges=UDC-Uind und die Gegen-EMK wächst in erster Linie linear mit der Umlauffrequenz des Motors. Kennt man
den magnetischen Fluß p der Permanentmagneten ergibt sich die Spannung Uind aus
Uind=L*dp/dt. Der magnetische Fluss der Permanentmagneten ist konstant, bei einer Umlauffrequenz des Motors von w=2Pi*n [n]=1/s ergibt sich
Uind=w*p.
Damit wird vollständig:
UDC-w*p=L*di/dt+R*i
Soweit zur Spannungsfrage
Die Beschleunigung des Motors ist dem Drehmoment proportional.
Das Drehmoment des Motors ist dem magnetischen Feld proportional.
Das magnetische Feld ist dem Motorstrom proportional.
Die Änderung des Drehmomentes - der Ruck - ist der Änderung des magnetischen Feldes bzw. der Stromänderung proportional
Um den Strom möglichst schnell von einem Wert I0 auf einen Wert I1 zu ändern bedarf es des größtmöglichen di/dt.
Das hängt bei gegebener Induktivität davon ab, wieviel größer als die Gegen-EMK die vom Treiber angelegte Spannung ist.
Damit kann man erstmal festhalten:
Die maximal erreichbare Geschwindigkeit hängt zuallererst von der zur Verfügung stehenden Versorgungsspannung der Treiber ab; limitierend wirkt hier eigentlich nur
die Isolationsfestigkeit der Motorwicklung. Bei hinreichend schneller Stromregelung kann man einen Motor mit den Angaben 1.8V / 2.6A durchaus mit einem
Treiber fahren der 90V auswerfen kann. Ich hab' schon Stepper dieser Bauart mit über 5000 U/min laufen sehen
Die Beschleunigung hängt zwar von der Möglichkeit ab, möglichst schnell einen Strom in den Motor einzuprägen, sie ist aber durch die Trägheit des Systems
begrenzt und der Tatsache, dass ein zu hoher Strom den Motor thermisch überlastet.
Eine hohe Stromanstiegsgeschwindigkeit (das heißt tatsächlich so) di/dt bedarf einer möglichst kleinen Induktivität - faktisch auch richtig.
Die Induktivität ist aber der treibende Faktor hinter dem magnetischen Feld ( B ) und damit dem Drehmoment.
Gesucht ist also eher eine Maschine, die eine möglichst große Fläche in einem i/B-Diagramm aufspannt (Figure of Merrit).
Weil kleine Induktivität auch kleine Feldstärken bedeuten brauchen solche Motorn üblicher Weise relativ hohe Ströme um die anvisierten Feldstärken zu erreichen,
den höheren Strom erreichen dauert aber wieder länger
. Ein Motor der "einen hohen Strom darf" ist also nicht unbedingt die bessere Wahl.
Man kann durchaus Bauformen bekommen, die bei 400mA das gleiche Drehmoment liefern wie andere bei 1.7A.
MIt der höheren Induktivität geht allerdings auch mehr Draht und damit auch ein höherer Widerstand einher. Der kleinere Strom führt aber wegen P=I²R trotzdem zu kleineren Verlustleistungen in der Wicklung
(uups - Nebenkriegsschauplatz)
Damit zu Skimmys Einschätzung:
Die Aussage ist in dieser Form kaum zu halten. Im Gegenteil schafft der Trinamic eben wegen der höheren Induktivität das höhere Drehmoment bei kleinerem Strom.
Mit 1A Nennstrom an 5Ohm erzeugt der Motor 5W Verlustleistung pro Wicklung.
Der Wantai mit 2 Ohm an 1.7A erzeugt aber schon 5.8W. In Zahlen nicht so riesig, ist das ein Wachstum von knapp 16%
Die Zeitkonstante L/R die die Anstiegsgeschwindigkeit darstellt ist für den Trinamic 8mH/5Ohm=1.6ms, für den Wantai 3mH/2Ohm=1.5ms.
Ein Plus beim Wantai von 6%.
Da der Trinamic ein um mehr als 20% höheres Drehmoment liefert schafft er auch bei kleinerem Strom die höhere Beschleunigung.
In meinen Augen kein 1:0 sondern ein klares 0:1.
Klar können die Treiber bis 1.7A aber ein Pololu wird dabei schon muckelig warm und schreit nach Lüftern und forcierter Kühlung.
Bei 1A reicht dem Treiber, mit einem brauchbaren Kühlkörper ausgestattet, die reine Konvektion zur Kühlung; auf Lüfter kann verzichtet werden und die Lebendsauer der Elektronik steigt.
Warum also mehr Strom fahren als zwingend erforderlich?
In meinen Augen ein klares 0:2
Da du allerdings mindestens 4 Motoren brauchst spielt der Preis ggf. eine erhebliche Rolle und der Trinamic ist nun mal kostspieliger.
Damit dann 1:2 wenns hoch kommt.
Gruß - 4of4
Das mit U/L=di/dt stimmt genau genommen auch nur für eine Spule die eine konstante Induktivität aufweist, keinen Innenwiderstand hat und keine durch Bewegung induzierte Gegenspannung bereitstellt.
Da sich immer ein Widerstand einstellt sollte ein Index am "U" helfen, dann wird die Welt schneller klarer
Am rotierenden Motor wird die Sache ein klein bisschen schwieriger, da die Linearität der idealen Spule einer Exponentialfunktion der widerstandsbehafteten Spule weicht.
Zudem kommt der Spannungsfall am Widerstand hinzu sowie die Tatsache, dass die tatsächlich wirksame, den Strom treibende Spannung, die Differenz aus anliegender Spannung und
induzierter Spannung an der Motorwicklung ist.
Aus der simplen Gleichung für die Spannung an einer reinen Induktivität UL=L*di/dt wird dann (leider) zunächst:
Uges=L*di/dt+R*i
Die tatsächlich wirksame Spannung unter Einbeziehung der Gegen-EMK Uind ist bei einer Versorgungsspannung UDC:
Uges=UDC-Uind und die Gegen-EMK wächst in erster Linie linear mit der Umlauffrequenz des Motors. Kennt man
den magnetischen Fluß p der Permanentmagneten ergibt sich die Spannung Uind aus
Uind=L*dp/dt. Der magnetische Fluss der Permanentmagneten ist konstant, bei einer Umlauffrequenz des Motors von w=2Pi*n [n]=1/s ergibt sich
Uind=w*p.
Damit wird vollständig:
UDC-w*p=L*di/dt+R*i
Soweit zur Spannungsfrage
Die Beschleunigung des Motors ist dem Drehmoment proportional.
Das Drehmoment des Motors ist dem magnetischen Feld proportional.
Das magnetische Feld ist dem Motorstrom proportional.
Die Änderung des Drehmomentes - der Ruck - ist der Änderung des magnetischen Feldes bzw. der Stromänderung proportional
Um den Strom möglichst schnell von einem Wert I0 auf einen Wert I1 zu ändern bedarf es des größtmöglichen di/dt.
Das hängt bei gegebener Induktivität davon ab, wieviel größer als die Gegen-EMK die vom Treiber angelegte Spannung ist.
Damit kann man erstmal festhalten:
Die maximal erreichbare Geschwindigkeit hängt zuallererst von der zur Verfügung stehenden Versorgungsspannung der Treiber ab; limitierend wirkt hier eigentlich nur
die Isolationsfestigkeit der Motorwicklung. Bei hinreichend schneller Stromregelung kann man einen Motor mit den Angaben 1.8V / 2.6A durchaus mit einem
Treiber fahren der 90V auswerfen kann. Ich hab' schon Stepper dieser Bauart mit über 5000 U/min laufen sehen
Die Beschleunigung hängt zwar von der Möglichkeit ab, möglichst schnell einen Strom in den Motor einzuprägen, sie ist aber durch die Trägheit des Systems
begrenzt und der Tatsache, dass ein zu hoher Strom den Motor thermisch überlastet.
Eine hohe Stromanstiegsgeschwindigkeit (das heißt tatsächlich so) di/dt bedarf einer möglichst kleinen Induktivität - faktisch auch richtig.
Die Induktivität ist aber der treibende Faktor hinter dem magnetischen Feld ( B ) und damit dem Drehmoment.
Gesucht ist also eher eine Maschine, die eine möglichst große Fläche in einem i/B-Diagramm aufspannt (Figure of Merrit).
Weil kleine Induktivität auch kleine Feldstärken bedeuten brauchen solche Motorn üblicher Weise relativ hohe Ströme um die anvisierten Feldstärken zu erreichen,
den höheren Strom erreichen dauert aber wieder länger
. Ein Motor der "einen hohen Strom darf" ist also nicht unbedingt die bessere Wahl.Man kann durchaus Bauformen bekommen, die bei 400mA das gleiche Drehmoment liefern wie andere bei 1.7A.
MIt der höheren Induktivität geht allerdings auch mehr Draht und damit auch ein höherer Widerstand einher. Der kleinere Strom führt aber wegen P=I²R trotzdem zu kleineren Verlustleistungen in der Wicklung
(uups - Nebenkriegsschauplatz)
Damit zu Skimmys Einschätzung:
Quote
Skimmy
Der Trinamic hat 8mH, während der Wantai nur 3mH hat. 1:0 für Wantai
Die Aussage ist in dieser Form kaum zu halten. Im Gegenteil schafft der Trinamic eben wegen der höheren Induktivität das höhere Drehmoment bei kleinerem Strom.
Mit 1A Nennstrom an 5Ohm erzeugt der Motor 5W Verlustleistung pro Wicklung.
Der Wantai mit 2 Ohm an 1.7A erzeugt aber schon 5.8W. In Zahlen nicht so riesig, ist das ein Wachstum von knapp 16%
Die Zeitkonstante L/R die die Anstiegsgeschwindigkeit darstellt ist für den Trinamic 8mH/5Ohm=1.6ms, für den Wantai 3mH/2Ohm=1.5ms.
Ein Plus beim Wantai von 6%.
Da der Trinamic ein um mehr als 20% höheres Drehmoment liefert schafft er auch bei kleinerem Strom die höhere Beschleunigung.
In meinen Augen kein 1:0 sondern ein klares 0:1.
Quote
Skimmy
Der Trinamic kann nur bis 1A, der Wantai bis 1,7A. Unsere Treiber arbeiten in der Regel im Bereich bis 1,7A. 2:0 für Wantai
Klar können die Treiber bis 1.7A aber ein Pololu wird dabei schon muckelig warm und schreit nach Lüftern und forcierter Kühlung.
Bei 1A reicht dem Treiber, mit einem brauchbaren Kühlkörper ausgestattet, die reine Konvektion zur Kühlung; auf Lüfter kann verzichtet werden und die Lebendsauer der Elektronik steigt.
Warum also mehr Strom fahren als zwingend erforderlich?
In meinen Augen ein klares 0:2
Da du allerdings mindestens 4 Motoren brauchst spielt der Preis ggf. eine erhebliche Rolle und der Trinamic ist nun mal kostspieliger.
Damit dann 1:2 wenns hoch kommt.
Gruß - 4of4
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