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| . Deshalb meine Frage: Was müsste ich ändern, damit ich auf derlei beeindruckende Speeds komme? Liegt es am Treiber? Am Motor? Am Controller? |
Vermutlich an allem zusammen.
Erstens kannst du solche Geschwindigkeiten nicht im Start-Stop-Betrieb erreichen, sondern man muss eine Frequenzrampe aufwärts und abwärts fahren, die dem Beschleunigungsvermögen des belasteten Motors entspricht.
Da die zu erreichende Endposition oft bekannt ist, kann man im Voraus berechnen, wo die Rampen enden bzw. beginnen und wieviele Steps man mit konstanter Geschwindigkeit fährt.
Zweitens braucht man recht hohe Versorgungsspanng, weil der Motor bei solchen Drehzahlen eine beträchtliche Gegen-EMK entwickelt, und ausserdem die Induktivität der Wicklungen den Stromanstieg hemmt.
Der Strom ist aber bekanntlich für das Drehmoment verantwortlich; bei manchen Schrittmotoren steigt das Drehmoment quadratisch mit dem Strom.
Wie hoch die Gegen-EMK bei deinem Motor wird, kannst du am einfachsten prüfen, wenn du den Motor mal mit einer Bohrmaschine o.ä. mit der gewünschten Geschwindigkeit antreibst und die Wicklungsspannung mit dem Oszi misst. Für die Gleichrichterschaltung vieler DMM wird die Frequenz zu hoch sein.
Wundere dich nicht, wenn du dann 200V oder mehr siehst!
Drittens muss der Treiber in der Lage sein den gewünschten, idealer Weise sinusförmigen, Strom bei der höchsten und bei der niedrigsten Geschwindigkeit zu liefern. Bei mäßigen Geschwindigkeiten hat man dafür einfach Vorwiderstände benutzt, aber das kommt wegen des miserablen Wirkungsgrades und der enormen Wärmeentwicklung, hier nicht mehr in Frage.
Da mussen also entsprechende Schaltnetzteile die Phasenströme liefern, und sie müssen auch in der Lage sein Rückstrom aus dem Motor (Blindstrom) aufzunehmen.
Viertens muss man mechanische Resonanzen vermeiden, die den Motor ausser Tritt bringen können. Das kann man mit mechanischen Mitteln oder elektrisch realisieren. Prinzipiell geht das umso leichter, je mehr Phasen der Motor hat und auch das Microstepping hilft.
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| hier mit 160000 steps per second |
Nö, mit 160k Mikrosteps.
Das bewirkt dann aber nur die sinusförmige Nachbildung von 10k Steps pro Sekunde bzw. 3000 Umdrehungen pro Minute.
Ausserdem ist das Leerlauf. Mit Last, wenn wirklich Strom gebraucht wird, sieht das wahrscheinlich viel bescheidener aus.
Im Übrigen deutet der Krach, den die Motore in den Videos machen, darauf hin, das der Treiber alles andere als perfekt ist.
Hör dir mal an, wie ruhig moderne Harddisks laufen und das bei 7200/min.
Der Unterschied zwischen einem Schrittmotor und einem Synchronmotor ist so gross nicht.
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| : Ich möchte einen Follow-Fokus bauen, der sehr schnell ist. |
Ich weiss nicht was das ist, aber es hört sich nicht so an, als ob die enorme mit Schrittmotoren zu erreichende Präzision nötig wäre.
Ich würde dann durchaus auch an analog gesteuerte (Servo-) Antriebe denken, die schon seit Ewigkeiten solche Geschwindigkeiten erreichen und überschreiten. 5300/min schafft ja heute jeder PKW-Dieselmotor, - und das ist reine Mechanik!
