QSH-4218 Ansteuerung

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Die Ansteuerung des Schrittmotors QSH-4218 (Typ 35-10-027 oder 41-10-035) soll mittels einer H-Brücke von einem µC erfolgen.

Geplant ist die Ansteuerung in Einzelschritten oder mit einer Schrittgeschwindigkeit von 200 Schritten pro Sekunde durchzuführen. Die Versorgungsspannung soll im Bereich von 10 bis 15 V (12V geplant) liegen.

Wie kann ich den Zusammenhang zwischen Ansteuerzeit und Drehmoment ermitten ?
Wie kann ich den Zusammenhang zwischen Ansteuerzeit und Haltemoment ermitten ?

[TRINAMIC_BD]

Hallo, Sie können den Motor beispielsweise mit dem TMC260 ansteuern - dieser kann über SPI parametriet und über ein Step-Signal vom Prozessor bedient werden. Die Konstantstromsteuerung ist optimal für das Drehmoment, welches in erster Linie proportional dem Strom ist. Durch die Mikroschritte haben Sie nur wenig Drehmomentverluste. Sie finden Beispielkurven auch bei unseren PANdrives.

[uid04325]

Danke für die schnelle Antwort!

Die Ansteuerung soll für schulische Zwecke wie beschrieben erfolgen (ohne Schrittmotorsteuerung).

Wo/Wie kann ich die erforderlichen Daten ermitteln ?

[TRINAMIC_BD]

Wenn Sie den Motor mit einem rein gesteuerten PWM-Betrieb (ohne Regelschleife) ansteuern möchten, so ist das auch möglich. Die Parameter können im Prinzip errechnet werden aus Spulenwiderstand, Induktivität, Versorgungsspannung, Drehzahl und Drehmomentkontante des Motors. Alternativ könnten Sie auch mit einer Simulationssoftware einen Modellversuch dazu machen. Praktisch würde ich vor dem Hintergrund aber empfehlen - Versuch macht kluch : Mit kleiner PWM starten und mit dem Oszilloskop den Stromverlauf überprüfen.

[uid04325]

Danke für die Antwort!

Spulenwiderstand, Induktivität und Versorgungsspannung sind bekannt.

Wie kann ich konkret die Ansteuererdauer für einen Einzelschritt berechnen, für den Fall, dass ein bestimmtes Drehmoment gefordert ist ?

Danke im voraus !

[TRINAMIC_BD]

Die Antwort auf diese Frage ist alles andere als trivial - hier gehen sehr viele Parameter, über die Gegen-EMK sogar das gesamte mechanische System, ein.
Aber mit U=R*I und I=L * Integral U dt für die Motorspule und Tau proportional I haben Sie schon mal die Grundlage bei niedriger Drehzahl (EMK und mech. System vernachlässigt).

[uid04325]

Für eine überschägige Berechnung soll die Gegen-EMK und die Mechanik des Motor vernachlässigt werden.

Wie kann die Ansteuerzeit für ein Drehmoment von 0.1 Nm für den Motor QSH4218 (Typ 35-10-027 oder 41-10-035) berechnet werden ?

Danke !

[TRINAMIC_BD]

Prima! Die Motorspulen werden üblicherweise mit einer PWM betrieben - entscheidend ist hier das Tastverhältnis. Das Drehmoment ergibt sich aus dem Strom, den Sie regeln (so machen das unsere Treiber-ICs üblicherweise) oder feed-forward gestützt über die bereits genannten elektrischen Größen einprägen können. Das Rechnen der benötigten Tastverhältnisse können Sie einer Schaltung-Simulations-Software überlassen

[uid04325]

Ihre Antworten bringen mich nicht wirklich weiter !

Hier nochmals meine Frage mit der Bitte um eine klare Antwort.

Wie kann die Ansteuerzeit für ein Drehmoment von 0.1 Nm für den Motor QSH4218 (Typ 35-10-027 oder 41-10-035) berechnet werden ?

[TRINAMIC_BD]

Diese Frage ist so nicht zu beantworten, da es keine "Ansteuerzeit" in dem Sinne gibt. Es ist zu unterscheiden zwischen der PWM, die den Strom in die Spule einprägt (wie bereits beschrieben), und der darüber liegenden Schritterzeugung, die die Weiterschaltung der Strommuster bzw. Polaritäten bewirkt (sog. Sequencer).
Da wir die Ansteuerung eines Schrittmotors mit unseren Chipsets schon perfekt abdecken, wäre es müßig, eine Primitivansteuerung an dieser Stelle zu erklären - sie hat für unsere (Stückzahl-)Kunden nur Nachteile und ist nicht zeitgemäß. Ensprechende Bastelprojekte sind allerdings in den letzten 30 Jahren in Fachzeitschriften vielfach veröffentlicht. Sie werden auch in Internet-Foren fündig werden. Dort gibt es mit Sicherheit auch Software-Code für die Ansteuerung.