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Verständnisfrage Microsteps und Drehmoment
#1
Hallo an Alle,
da bei vielen Projekten immer mehr 3D Drucke zu finden sind und ich auch schon das ein oder andere Druckteil hätte brauchen können, möchte ich mir nun einen MKC bauen.

Vor ca. 13 Jahren habe ich mich beim Bau einer Portalfräse etwas mit Schrittmotor auseinandergesetzt.
Hier habe ich den Motorcontroller L297 und den Motortreiber L298 im Voll- und Halbschrittbetrieb eingesetzt.
Um bei schnellen Drehzahlen der Induktivität entgegenzuwirken und das volle Drehmoment zu erhalten wurde der Motor mit einer höheren Spannung in Stromregelung angesprochen.

Nun zu meiner Frage:
Wie verhält sich das bei Microstep Ansteuerung? Findet hier auch eine Stromregelung statt oder muss man mit einem Drehmomentverlust rechnen?
Falls ja, macht sich das beim 3d Druck bemerkbar?

Liebe Grüße
Stefan
 
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#2
Hallo Knoerze,

willkommen im Forum! Wink

Der Drehmomentverlust bei micro stepping ist sogar recht dramatisch:

Zitat:Incremental torque/microstep as the number of microsteps/full step increases
Microsteps/
full step % holding
torque/microstep
1 100.00%
2 70.71%
4 38.27%
8 19.51%
16 9.80%
32 4.91%
64 2.45%
128 1.23%
256 0.61%
The table shows the significant impact of the incremental torque/microstep as a function of the number of microsteps/full step.

Quelle: https://www.machinedesign.com/archive/microstepping-myths

Ist bei einem 3D-Drucker aber nicht so dramatisch, wie bei einer Portalfräse, da der von den Motoren bewegte Druckkopf nur einen Bruchteil des Gewichts einer richtigen Frässpindel darstellt. Auch sind die meist verwendeten Zahnriemen (die ja ebenso hin und her bewegt werden müssen) erheblich leichter als z.B. Trapezgewindespindeln.

Mancher Drucker schafft es zwar hin und wieder, Schritte zu verlieren (bekannt unter dem Namen "Layershift") - aber i.d.R. ist das mit etwas höherem Motorstrom, besserer Kühlung der Motoren oder stepper driver und/oder Wiederherstellung der Leichtgängigkeit der Mechanik zu lösen.

Im MKC ist das allgemein kein Thema.
 
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#3
nun, hier wird ja immer der "Haltemoment" angegeben.

klar, wenn jetzt im mikroschrittbetrieb motorspulen nicht mit dem vollen strom, sondern mit zwischenwerten angesteuert werden um den rotor ein stück weiter drehen zu lassen, dann sinkt natürlich auch das rastmoment vom rotor zum statormagnetfeld.

Leider ist es mit dem dynamisch nutzbaren drehmoment nicht ganz so einfach, da spielen ein paar mehr faktoren mit rein.
So tabellen zeigen leider immer nur die abnahme des haltemoments.

Interessanter ist an der stelle dann der tatsächliche drehmomentverlauf in abhängigkeit der drehzahl.

Also bitte Haltemoment und Drehmoment nicht vertauschen, das sind zwei verschiedene dinge.

Zur frage vom TE: Ja, alle üblichen Motortreiber in 3d-Druckern machen Konstantstrombetrieb mit maximalspannungen die typischerweise 3-4 mal höher sind als die spannung über der motorspule bei stillstand. Üblich ist 3-5V DC auf der wicklung und 12-24V am Motortreiber.
Ein Leben ohne 3D-Druck ist möglich, aber sinnlos.
 
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#4
Wo ich echt überrascht war, ist diese dokumentation in deutscher sprache bei trinamic, die noch einige detailprobleme mit der schrittmtoransteuerung genauer aufdröselt:

https://www.trinamic.com/solutions/white-papers/flusterleise-schrittmotortreiber/
Ein Leben ohne 3D-Druck ist möglich, aber sinnlos.
 
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#5
Hallo an alle,
vielen Dank erstmal für eure Antworten.
Ich hatte bisher leider noch keine Zeit mir die Beiträge genau anzusehen. Sie sehen aber auf alle Fälle sehr interessant aus.

Liebe Grüße
Stefan
 
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