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Wenn ich mir Closed Loop Schrittmotortreiber anschaue und sie mit Open Loop Treibern vergleiche fällt v.a. auf, dass kein Maximalstrom am Treiber gewählt werden kann. Aufgrund der feldorientierten Regelung ist das vermutlich auch weitaus weniger kritisch, denn der Treiber gibt dem Motor genau so viel Strom, wie es braucht, um den Positionsfehler gering zu halten.

Daraus ergeben sich aber meinem Verständnis nach u.a. folgende Konsequenzen:
1) Schrittmotor, Treiber und Antriebsaufgabe müssen zueinander passen damit der Motor nicht überhitzt oder durchbrennt: Wenn der Treiber im äußersten Lastfall immer so viel Strom gibt, wie er kann, dann wird der Schrittmotor zeitweise im Überlastbetrieb gefahren. Bei einem reinen Positionierantrieb z.B. bedeutet das ja dann, ich kann einen richtig dicken Treiber an einen realtiv kleinen Motor hängen, der dann zum Beschleunigen/Abbremsen immer kurzzeitig in starker Überlast betrieben wird und dadurch eine hohe Dynamik hat, jedoch trotzdem nicht überhitzt oder durchbrennt weil während des reinen Verfahrens recht wenig Drehmoment erforderlich ist. Anderers wenn ich mit einem kleinen Motor z.b. ein Förderband betreibe und dauerhaft ein hohes Drehmoment gefordert ist dann kann es durchaus sein, dass der Motor dauerhaft zu viel Strom abkriegt und dann durchaus überhitzt.

2) Die nominellen Drehmoment-Angaben von Motoren sind nicht mehr so direkt aussagekräftig. Wenn ich hier einen größen Motor hab mit 2Nm Nenndrehmoment bei 4A und einen kleinen Motor mit 1Nm Nenndrehmoment bei 2A hernehme und hänge die jeweils an einen Closed Loop Schrittmotortreiber mit Peak-Current von 5A dann erwarte ich mir, dass beide Motoren relativ ähnliche Performance in Puncto Beschleunigung bringen, denn das Drehmoment korrelliert ja ziemlich genau mit dem Wicklungsstrom. Der Unterschied ist nur, dass der kleine Motor dabei stärker überlastet wird und sich schneller und stärker aufwärmt.

3) D.h. bei der Wahl von Treiber und Motor macht man quasi einen Tradeoff und man kann den Treiber im Vergleich zum Motor überdimensionieren um das kurzzeitige Drehmoment zu erhöhen, sofern man sich sicher ist, dass die Dauerlast dafür relativ gering ist?

4) Das Drehmoment eines Schrittmotors sinkt mit der Drehzahl trotz gleichem Wicklungsstrom. D.h. bei höheren Drehzahlen muss der Treiber fürs gleiche Drehmoment mehr Strom liefern. D.h. wiederum ab einer gewissen Drehzahl liefert der Treiber dann dauerhaft mehr Strom als wofür der Motor ausgelegt ist und der Motor überhitzt? D.h. man muss durchaus aufpassen, wie schnell man mit dem Antrieb fährt?

https://www.oyostepper.de/goods-1260-Leadshine-CL57-Schritttreiber-mit-geschlossenem-Regelkreis-0%E2%80%9380-A-24%E2%80%9348-VDC-f%C3%BCr-Nema-17-Nema-23-Nema-24-Schrittmotor.html

https://www.rocketronics.de/shop/de/hybridservoendstufe-es-d808.html

https://www.reichelt.de/treiber-fuer-closed-loop-motoren-fuer-nema-23-24-50-v-act-hbs57-p237926.html

Bei käuflichen Closed Loop Schrittmotor Kits sehe ich oft z.b. Kombinationen von 4A Schrittmotoren mit 5A Schrittmotortreibern. d.h. der Schrittmotortreiber könnte den Schrittmotor bei Dauerbelastung um 25% überlasten und somit zerstören? Geht man in der Praxis hier einfach für übliche Antriebe davon aus, dass man diese 25% Überlastreserve sowieso immer "frei" hat?

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Hallo Ben22

Hier mal grundsätzliche Infos zu Schrittmotorsteuerungen.

Open Loop: hier erfolgt keine Rückmeldung, ob der Schrittmotor Schritte verloren hat. Daher muss die Steuerung immer etwas mehr Strom liefern, als nötig wäre, um hoffentlich immer auf die richtige Position zu kommen. (nennt sich auch Steuerung)

Closed Loop: hier erfolgt eine Rückmeldung z.B. über einen Encoder wo der Schrittmotor steht. Daher kann mit reduziertem Strom gearbeitet werden, da im Bedarfsfall dann eben noch ein zusätzlicher Impuls den verloren gegangenen Schritt kompensiert. (nennt sich dann Regelung)

Aus jedem Open Loop kann mit einem zusätzlichen Encoder ein Closed Loop System erstellt werden.

Zum Strom:
dieser muss unbedingt auf den Motor abgestimmt werden. Zu viel, und der Motor brennt durch. Was heißt denn kurzzeitig? Wenn ich mit meiner umgebauten Stoßmaschine fräse, benötige ich minutenlang ein hohes Drehmoment. Da mit 5A anstatt mit 2A draufzugehen würde den Motor zerstören.

Zur Beschleunigung/Drehmoment:
Der Wicklungswiderstand ist nicht der einzigste Widerstand, der in einem Schrittmotor wirkt. Wenn du den Motor mit wenigen Schritten pro Minute laufen läßt, dann wirkt hauptsächlich der Wicklungswiderstand.
Durch den Auf-und Abbau der Magnetfelder wird jedoch eine Induktionsspannung induziert, die der anstenenden Spannung immer entgegenwirkt. Die wird immer größer, je schneller umgepolt wird. Das geht so weit, dass der Motor ab einer gewissen Drehzahl auch ohne Last einfach stehen bleibt.
Das kannst du hinauszögern, indem du die Spannung erhöhst.

Meine BergerLahr Schrittmotoren laufen mit 230V und haben einen Wicklungswiderstand von 0,9 Ohm. Das wären im Stillstand rechnerisch 255A die da ohne Steuerung fließen würden.
Trotzdem fließt da immer nur die Amperemenge durch, die der jeweilige Motor verträgt.
Wenn du also eine bessere Dynamik haben willst, erhöhe die Spannung und nicht den Strom.
Wenn du nur 24V hast, ist fraglich, ob dein 5A Treiber schon bei relativ kleinen Schrittzahlen überhaupt 4A durch den Schrittmotor treibt. Damit im Stillstand nichts passiert, schalten die dann meist automatisch herunter.

Viele Grüße
Roger

 

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