Stepmotore und deren Ansteuerung - Versionsgeschichte

NLB am 9. Januar 2016 um 16:44 Uhr

2016-01-09T16:44:41Z

NLB am 9. Januar 2016 um 16:12 Uhr

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NLB am 9. Januar 2016 um 10:21 Uhr

2016-01-09T10:21:42Z

NLB am 9. Januar 2016 um 10:11 Uhr

2016-01-09T10:11:05Z

Brill58: /* Drehmoment, Drehzahl und Resonanz */

2013-07-19T14:42:56Z

‎Drehmoment, Drehzahl und Resonanz

Brill58: /* Wicklungsaufbau */

2013-07-19T14:37:41Z

‎Wicklungsaufbau

NLB am 7. August 2012 um 15:27 Uhr

2012-08-07T15:27:33Z

NLB am 6. August 2012 um 14:26 Uhr

2012-08-06T14:26:11Z

NLB am 24. Februar 2012 um 13:09 Uhr

2012-02-24T13:09:42Z

NLB am 22. Februar 2012 um 18:44 Uhr

2012-02-22T18:44:45Z

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 == Inverse Kinematik ==
-Hier wurde die direkte (schritt-lineare) XYZ-Ansteuerung von Steppern besprochen.
+Hier wurde die "''Koordinaten-lineare''" XYZ-Ansteuerung von Steppern besprochen.
 : Soll das Werkzeug jedoch nicht linear im XYZ Koordinatensystem (CNC-Fräse), sondern von einem Roboterarm geführt werden, so wird dies ein ebenso spannendes Thema:

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 == Stepper oder Servo ==
-Ein Pendant zu diesem Artikel mit einigem Grundlagen-KnowHow unter: [[Servomotore und deren Ansteuerung (1)]] & [[Servomotore und deren Ansteuerung (2)]]
+Ein Pendant zu diesem Artikel mit einigem Grundlagen-KnowHow zur "''Servo-Konkurrenz''" unter:   [[Servomotore und deren Ansteuerung (1)]] sowie [[Servomotore und deren Ansteuerung (2)]]
-==Inverse Kinematik ==
+== Inverse Kinematik ==
 Hier wurde die direkte (schritt-lineare) XYZ-Ansteuerung von Steppern besprochen.
 : Soll das Werkzeug jedoch nicht linear im XYZ Koordinatensystem (CNC-Fräse), sondern von einem Roboterarm geführt werden, so wird dies ein ebenso spannendes Thema:

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 * [[Bezier, Hermite & Spline Interpolation]]
 auseinandergesetzt – und meine Erkenntnisse in einem Tutorial zusammengefaßt. Versucht habe ich, dies praxisorientiert und ohne höhere Mathematik darzustellen.
 ==Inverse Kinematik ==
-Hier wurde die direkte (schritt-lineare) XYZ-Ansteuerung von Steppern und Servos besprochen. Soll das Werkzeug jedoch nicht linear im XYZ Koordinatensystem (CNC-Fräse), sondern von einem Roboterarm geführt werden, so wird dies ein ebenso spannendes Thema:
+Hier wurde die direkte (schritt-lineare) XYZ-Ansteuerung von Steppern besprochen.
 :*[[Inverse Kinematik 1 – Theorie (Tutorial)]]

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	auseinandergesetzt – und meine Erkenntnisse in einem Tutorial zusammengefaßt. Versucht habe ich, dies praxisorientiert und ohne höhere Mathematik darzustellen.		auseinandergesetzt – und meine Erkenntnisse in einem Tutorial zusammengefaßt. Versucht habe ich, dies praxisorientiert und ohne höhere Mathematik darzustellen.

		+
		+	==Inverse Kinematik ==
		+	Hier wurde die direkte (schritt-lineare) XYZ-Ansteuerung von Steppern und Servos besprochen. Soll das Werkzeug jedoch nicht linear im XYZ Koordinatensystem (CNC-Fräse), sondern von einem Roboterarm geführt werden, so wird dies ein ebenso spannendes Thema:
		+
		+	:*[[Inverse Kinematik 1 – Theorie (Tutorial)]]
		+	:*[[Inverse Kinematik 2 – Praxis ]]

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 :Die theoretische Kennlinie Drehmoment (senkrecht) über Drehzahl (waagrecht) aufgetragen verläuft mit dem Haltemoment als Startwert zunächst als Gerade etwa horizontal. Sie knickt bei einer bestimmten Geschwindigkeit (in Datenblättern meist als "Cut off speed" angegeben) und verläuft weiter als Gerade mit abnehmendem Drehmoment bei steigender Geschwindigkeit. Die max. Drehzahl ist definiert als die, bei der das Drehmoment Null beträgt, der Motor also keine Kraft mehr abgibt.
-:Die Kurve erinnert (Analog Menschen wie mich) an einen Tiefpass mit 3 dB (Cut off) Punkt; eine "Esels-brücke", die auch ohne mathematische Ableitung auf Grund der RL Kombination ihre Berechtigung hat. Kurz vor Erreichen der Nenndrehzahl bricht das abgegebene Drehmoment nadelförmig ein. Bei dieser Resonanz-frequenz schwingt die Energie, der Rotor dreht sich vor und zurück. Da keine Energie abgegeben aber neue zugeführt wird, kann sich ein Motor in Resonanz bis zur Zerstörung aufheizen. Das Resonanz Problem tritt bei Mikroschrittbetrieb nicht oder nur deutlich gedämpft auf .
+:Die Kurve erinnert (Analogmenschen wie mich) an einen Tiefpass mit 3 dB (Cut off) Punkt; eine "Esels-Brücke", die auch ohne mathematische Ableitung auf Grund der RL-Kombination ihre Berechtigung hat. Kurz vor Erreichen der Nenndrehzahl bricht das abgegebene Drehmoment nadelförmig ein. Bei dieser Resonanz-frequenz schwingt die Energie, der Rotor dreht sich vor und zurück. Da keine Energie abgegeben, aber neue zugeführt wird, kann sich ein Motor in Resonanz bis zur Zerstörung aufheizen. Das Resonanz Problem tritt bei Mikroschrittbetrieb nicht oder nur deutlich gedämpft auf .
 :Eine Vielzahl von magnetischen Unlinearitäten in Verbindung mit den Erkenntnissen aus dem zweiten Gedankenexperiment führen dazu, daß die theoretische Kurve in Praxis "weicher bis krumm" verläuft.
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 :Diese drehzahlabhängige Kurve erklärt auch, weswegen so mancher von Schrittmotoren nichts wissen will: Wird das Lastmoment oder die Drehzahl höher als das, was die Kurve zuläßt (einschließt), so verliert der Schrittmotor Schritte. Und zwar nicht einen oder 2, sondern mindestens alle Mikroschritte bis zum nächsten Vollschritt, wahrscheinlich mehr. Und hierbei bricht das Drehmoment nahezu zusammen.
-:Dies ist kein Fehler des Schrittmotors, sondern seiner Dimensionierung oder einer zu schwachen Stromversor-gung. Positiv betrachtet: Fahren Schrittmotore Crash, so bleibt der Schaden in Grenzen, denn für alles was au-ßerhalb der Kurve liegt wirkt diese wie eine Drehmoment-Kupplung.
+:Dies ist kein Fehler des Schrittmotors, sondern seiner Dimensionierung oder einer zu schwachen Stromversorgung. Positiv betrachtet: Fahren Schrittmotore Crash, so bleibt der Schaden in Grenzen, denn für alles was außerhalb der Kurve liegt, wirkt diese wie eine Drehmoment-Kupplung.
 ====Closed Loop versus Schrittverlust====
 :Eine Technologie – meist im Leistungsteil integriert, bei der ein Drehgeber feststellt, ob der Motor seinen Schritt geleistet hat. In der Beschleunigungsphase, vor Erreichen der Nenngeschwindigkeit können Schrittverluste so durch Schrittwiederholung recht problemlos ausgeglichen werden. Bei höheren Geschwindigkeiten wird das fehlende Drehgebersignal als Crash interpretiert und ein Not-Stop eingeleitet.
 ==Power & Controller==

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	:wird das Drehfeld hingegen durch Umpolen aller Wicklungen erzeugt (unser Gedankenexperiment verwendete diese Bauart).		:wird das Drehfeld hingegen durch Umpolen aller Wicklungen erzeugt (unser Gedankenexperiment verwendete diese Bauart).

−	:Bei gleichem Drehmoment bauen unipolare Motore größer als bipolare, da sie einen größeren Wicklungsraum benötigen; bei gleicher Baugröße haben umgekehrt bipolare Motore ein größeres Drehmoment als unipolare. Diesem Vorteil einer höheren Leistungsdichte steht ein höherer steuerungstechnischer Aufwand in der ~~Lei-stungsstufe~~ gegenüber. Für den CNC & Robo-mac entstehen hieraus keine Unterschiede.	+	:Bei gleichem Drehmoment bauen unipolare Motore größer als bipolare, da sie einen größeren Wicklungsraum benötigen; bei gleicher Baugröße haben umgekehrt bipolare Motore ein größeres Drehmoment als unipolare. Diesem Vorteil einer höheren Leistungsdichte steht ein höherer steuerungstechnischer Aufwand in der Leistungsstufe gegenüber. Für den CNC & Robo-mac entstehen hieraus keine Unterschiede.

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	'''Vorwort'''		'''Vorwort'''

−	Alle Elektro-Motore haben eins gemeinsam: Das Elektromagnetische bzw. Elektrodynamische Prinzip - und damit endet die Gemeinsamkeit, denn in den ca. 120 Jahren Elektrizität haben findige Geister immer wieder neue An-wendungen dieses Prinzips gefunden. Das Prinzip sagt ganz einfach: Ein Strom durchflossener Leiter (Draht) erzeugt ein Magnetfeld – und damit Bewegung (wie und warum und wie stark, das steht im Physikbuch – und dem möchte ich hier keine Konkurrenz machen). ''Nun habe ich mich doch hingesetzt und ein Pendant zu diesem Artikel mit einigem Grundlagen-KnowHow geschrieben: [[Servomotore und deren Ansteuerung]]''	+	Alle Elektro-Motore haben eins gemeinsam: Das Elektromagnetische bzw. Elektrodynamische Prinzip - und damit endet die Gemeinsamkeit, denn in den ca. 120 Jahren Elektrizität haben findige Geister immer wieder neue An-wendungen dieses Prinzips gefunden. Das Prinzip sagt ganz einfach: Ein Strom durchflossener Leiter (Draht) erzeugt ein Magnetfeld – und damit Bewegung (wie und warum und wie stark, das steht im Physikbuch – und dem möchte ich hier keine Konkurrenz machen). <br/>''Nun habe ich mich doch hingesetzt und ein Pendant zu diesem Artikel mit einigem Grundlagen-KnowHow geschrieben: [[Servomotore und deren Ansteuerung (1)]]''

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 '''Vorwort'''
-Alle Elektro-Motore haben eins gemeinsam: Das Elektromagnetische bzw. Elektrodynamische Prinzip - und damit endet die Gemeinsamkeit, denn in den ca. 120 Jahren Elektrizität haben findige Geister immer wieder neue An-wendungen dieses Prinzips gefunden. Das Prinzip sagt ganz einfach: Ein Strom durchflossener Leiter (Draht) erzeugt ein Magnetfeld – und damit Bewegung (wie und warum und wie stark, das steht im Physikbuch – und dem möchte ich hier keine Konkurrenz machen).
+Alle Elektro-Motore haben eins gemeinsam: Das Elektromagnetische bzw. Elektrodynamische Prinzip - und damit endet die Gemeinsamkeit, denn in den ca. 120 Jahren Elektrizität haben findige Geister immer wieder neue An-wendungen dieses Prinzips gefunden. Das Prinzip sagt ganz einfach: Ein Strom durchflossener Leiter (Draht) erzeugt ein Magnetfeld – und damit Bewegung (wie und warum und wie stark, das steht im Physikbuch – und dem möchte ich hier keine Konkurrenz machen). ''Nun habe ich mich doch hingesetzt und ein Pendant zu diesem Artikel mit einigem Grundlagen-KnowHow geschrieben: [[Servomotore und deren Ansteuerung]]''
 Magnetfelder haben etwas wunderbares, man kann sie anfassen und fühlen: Wenn man 2 Magnete anfaßt hat man nicht nur den Erzeuger, sondern auch den Fühler in der Hand. Die Magnete ziehen sich an  (Nord mit Süd) oder stoßen sich ab (Nord mit Nord / Süd mit Süd).

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 All dies muß getestet werden, ich habe hierzu OKTAVIAX, den Acht-Achser entwickelt; unter
    http://www.youtube.com/watch?v=TT344LsOnuY
-macht er ein Tänzchen.
+macht er ein Tänzchen (''Bitte Lautsprecher einschalten'').