Prinzip des Schrittmotorbetriebs

Ein Schrittmotor ist ein Aktuator, der elektrische Impulssignale in entsprechende Winkel- oder Linearverschiebungen umwandelt, auch Impulsmotor genannt. Sein grundlegendes Funktionsprinzip basiert auf elektromagnetischer Induktion. Durch die Steuerung der Erregungssequenz der Statorwicklungen durch einen Treiber wird ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, das den Rotor in festen Winkeln antreibt.

 

Kernarbeitsmechanismus
Elektromagnetische Umwandlung: Wenn die Statorwicklungen mit Strom versorgt werden, wird ein Magnetfeld erzeugt, das die Permanentmagnete oder Zahnpole des Rotors anzieht und so elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Die Änderung des magnetischen Widerstands über den Luftspalt erzeugt ein elektromagnetisches Drehmoment.

 

Schrittbewegung: Bei jedem Eingangsimpulssignal dreht sich der Rotor um einen festen Schrittwinkel, wodurch die Ausgangswinkelverschiebung proportional zur Anzahl der Eingangsimpulse wird.

 

Richtungssteuerung: Durch Ändern der Phasenfolge der Wicklungsbestromung (z. B. von A-B-C-D nach D-C-B-A) kann die Drehrichtung des Motors umgekehrt werden.

 

Regeleigenschaften und Präzision
Offene -Regelung: Unter -Überlastbedingungen hängen die Drehzahl und die Stoppposition des Motors nur von der Frequenz und Anzahl der Impulssignale ab und werden von Laständerungen nicht beeinflusst.

 

Kein kumulativer Fehler: Der Motor hat nur periodische Fehler und keinen kumulativen Fehler. Der Schrittwinkelfehler liegt typischerweise zwischen 5 % und 15 % und eignet sich daher für eine präzise Positionssteuerung.

 

Fahrmodi: Unterstützt Voll{0}}Schritt-, Halb-Schritt- und Mikro{2}}Schritt-Modi. Die Unterteilungssteuerung kann den Schrittwinkel reduzieren (z. B. 1,8 Grad unterteilt auf 0,9 Grad) und so die Laufruhe und Präzision des Betriebs verbessern.

 

Häufige Typen
Variable Reluktanz: Der Rotor hat keine Permanentmagnete und dreht sich basierend auf Änderungen der magnetischen Reluktanz.

Permanentmagnet: Der Rotor ist ein Permanentmagnet und sorgt für ein höheres Drehmoment.

Hybrid: Kombiniert die Eigenschaften beider, bietet hohe Präzision und großes Drehmoment und wird am häufigsten verwendet.