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Motor

Schrittmotor-Rechner

Schrittmotordrehzahl, Schrittfrequenz und Verfahrweg pro Umdrehung berechnen

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Formel

f_step = (RPM × steps/rev × microstepping) / 60

Referenz: Microchip AN2164 — Stepper Motor Control

f_step— Step pulse frequency (Hz)
RPM— Target motor speed (RPM)
steps/rev— Full steps per revolution (steps)
microstepping— Microstepping divisor

Wie es funktioniert

Die Berechnung der Schrittmotordrehzahl beinhaltet das Verständnis der Beziehung zwischen der elektrischen Schrittfrequenz und der mechanischen Drehzahl. Zu den grundlegenden Parametern gehören Schritte pro Umdrehung (eine Motorspezifikation), der Mikroschrittteiler (der die Positionsauflösung erhöht), die Zieldrehzahl (U/min) und mechanische Übertragungseigenschaften wie die Spindelsteigung. Durch die präzise Steuerung der elektrischen Impulsfrequenz können Ingenieure eine präzise Bewegungssteuerung in präzisen mechanischen Systemen wie CNC-Maschinen und 3D-Druckern erreichen. Bei der Kernberechnung werden elektrische Schrittparameter in mechanische Bewegungen umgewandelt, indem die erforderliche Impulsfrequenz bestimmt wird, die die gewünschte Rotationsgeschwindigkeit erzeugt, wobei Mikroschritte und die mechanische Übertragungseffizienz berücksichtigt werden.

Bearbeitetes Beispiel

Stellen Sie sich einen typischen NEMA 17-Schrittmotor mit 200 Schritten/Umdrehung vor, der mit 1/16 Mikroschritten arbeitet und 60 U/min auf einer Gewindespindel mit 2 mm Steigung anstrebt. Berechnen Sie zunächst die Basisschritte: 200 Schritte × 16 Mikroschritte = 3200 Schritte/Umdrehung. Um 60 U/min zu erreichen, berechnen Sie die Pulsfrequenz: (3200 Schritte/Umdrehung × 60 U/min) ÷ (60 Sekunden) = 3.200 Schritte/Sekunde. Wenn dieser Motor eine Spindel mit einer Steigung von 2 mm antreibt, bewegt sich das mechanische System bei jeder vollen Umdrehung um 2 mm, was eine präzise lineare Positionierung mit vorhersehbaren Bewegungseigenschaften ermöglicht.

Praktische Tipps

  • ✓Überprüfen Sie immer den spezifischen Schrittwinkel und die Leistungskurve des Motorherstellers
  • ✓Verwenden Sie Hardware zur Impulserzeugung mit präzisem Timing für gleichbleibende Bewegungen
  • ✓Erwägen Sie das Wärmemanagement, wenn Sie mit hohen Schrittfrequenzen arbeiten

Häufige Fehler

  • ✗Vernachlässigung des Mikroschrittmultiplikators bei Frequenzberechnungen
  • ✗Nichtberücksichtigung mechanischer Übertragungsverluste
  • ✗Übersehen von Motordrehmomentbeschränkungen bei hohen Schrittfrequenzen

Häufig gestellte Fragen

Das Mikroschrittverfahren ermöglicht eine feinere Positionskontrolle, indem die Motorwicklungen proportional mit Strom versorgt werden, was eine Positionierung im Teilschrittbereich mit verbesserter Auflösung und gleichmäßigerer Bewegung ermöglicht.
Die Spindelsteigung bestimmt die lineare Entfernung, die pro Motorumdrehung zurückgelegt wird, und wirkt sich direkt auf die Positioniergenauigkeit und die mechanische Systembewegung aus.
Ja, mit der Formel: (Schritte/Umdrehung × Mikroschritt × U/min) ÷ 60 = Schritte/Sekunde können Sie die erforderliche Schrittfrequenz manuell berechnen.
Motordrehmoment, Treiberelektronik und mechanische Trägheit bestimmen gemeinsam die maximal erreichbare Schrittfrequenz, ohne dass die Synchronisation verloren geht.
Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Schrittmotors für Ihre Anwendung das erforderliche Drehmoment, die Positioniergenauigkeit, den Drehzahlbereich und die mechanischen Belastungseigenschaften.

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