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SCHRITTMOTOREN

Stellantriebe

Schrittmotoren sind eine Form bürstenloser Motoren, die mit 100 Polen oder 50 Polpaaren eine sehr hohe Polzahl aufweist. Schrittmotoren gelten als ein kostengünstiges und einfaches Bewegungssteuerungssystem, bei dem ein 100-poliger Motor den Rotor während einer Umdrehung der Motorwelle in 200 ausgezeichneten Positionen (Schritten) drehen kann. In Kombination mit einer Steuerung mit einfachem Schritt- und Richtungseingang sind Schrittmotoren sehr einfache Bewegungssteuerungskomponenten, die häufig in kostengünstigen Bewegungssteuerungssystemen verwendet werden. Herkömmliche Schrittmotorsysteme arbeiten in einem Modus mit offenem Regelkreis, in dem angenommen wird, dass die Motorwellendrehung der Anzahl der im Motorantrieb vorgegebenen Schritte entspricht. Dies führt zu einer „Überspezifizierung“ des Ausgangsdrehmoments (im Wesentlichen der Motorgröße), um sicherzustellen, dass der Motor nicht blockiert oder nicht die volle Anzahl der Eingangsschritte dreht.

Durch Hinzufügen eines Encoders (absolut oder inkremental) zur rückseitigen Welle eines Schrittmotors kann die Wellendrehung des Motors überprüft werden. Die Verwendung eines Encoders mit einem Schrittmotor führt zu einem Bewegungssteuerungssystem mit der Bezeichnung „Bewegen und Überprüfen“. In diesem Fall muss der Schrittmotor nicht länger Übergröße haben, um zu gewährleisten, dass der Motor die gewünschte Anzahl von Schritten dreht. Anhand der Positionsinformationen des Feedback-Encoders kann das System erkennen, ob der Motor die gewünschte Anzahl von Schritten ausgeführt hat oder nicht. Dies führt zu einem effizienteren Bewegungssteuerungssystem hinsichtlich Stromverbrauch und physischer Größe.

Entwickelt für Haltemoment und Geschwindigkeit

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In letzter Zeit werden Schrittmotoren als bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) mit einer hohen Polzahl (100 Pole) eingesetzt. Der Schrittmotorbetrieb in diesem Modus (Schrittservo) liefert ein kostengünstigeres Servomotorsystem, da ein Schrittmotor im Vergleich zu einem Servomotor kostengünstiger ist, jedoch eine geringere Leistungsfähigkeit als herkömmliche BLDC-Servosysteme aufweist. Schrittmotoren sind so ausgelegt, dass sie vor allem das Drehmoment halten, die Drehzahl (RPM) ist zweitrangig.

Um ein hohes Haltemoment zu erreichen, haben Schrittmotoren viele Wicklungen, die starke Magnetfelder erzeugen. Mit der erhöhten Anzahl von Windungen kommt es jedoch auch zu einer erhöhten Gegen.EMK, die die Motorwellendrehzahl pro Spannungseinheit verringert. Schritt-Servomotoren benötigen immer ein Encoder-Feedback, damit die Antriebselektronik die Motorphasenströme zum richtigen Zeitpunkt umschalten kann, damit sich die Motorwelle in kontrollierter Weise dreht. Der Vorteil der Verwendung eines Schrittmotors als Servomotor besteht darin, dass in einem geschlossenen Regelkreis die Stärke des Motorstroms proportional zur Belastung des Motors ist. Ohne Last wird eine niedrige Stromstärke benötigt, während eine hohe Last einen hohen Motorstrom erfordert. Dies steht im Gegensatz zu einem Schrittmotor mit offenem Regelkreis, bei dem der Motor unabhängig von der Belastung des Motors immer mit maximalem Strom betrieben wird.

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Die batterielosen Multiturn Kit Encoder von POSITAL sind eine sehr wirtschaftliche und kompakte Option, um Schrittmoren auf moderne Schrittservosysteme aufzurüsten. Sie nutzen die Wiegand-Technologie als Energiegewinnungssystem und decken eine hohe Umdrehungszahl ab, wie sie beispielsweise in Linearantriebsanwendungen erforderlich sind.

POSITAL Kit Encoder an einem Schrittmotor