Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

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Minos
3.8.2 Schrittmotoren
Elektrische Antriebe und Steuerungen
Die Schrittmotoren verfügen im Läufer über einen Dauermagneten. Die
Ansteuerung erfolgt durch Gleichstrom-Rechteckimpulse. Bei jeden Impuls
dreht sich der Läufer um einen Schritt weiter. Folgen die Schritte
schnell aufeinander, so führt der Schrittmotor eine ununterbrochene Drehbewegung
aus.
Die Drehung, die der Läufer bei einem Impuls ausgeführt, wird als Schrittwinkel
bezeichnet. Die Anzahl der Schritte hängt genau von der Anzahl
der Impulse ab. Das bedeutet, dass der Motor ohne Schrittfehler arbeitet.
Es wird zwischen Einstrang-, Zweistrang- und Fünfstrangmotoren unterschieden.
Die Wicklungen für jeden Strang können unipolar oder bipolar
sein. Für die Umschaltung des Magnetfeldes reicht bei der unipolaren
Wicklung ein einpoliger Wechselschalter aus, für die bipolare Wicklung
werden zweipolige Wechselschalter benötigt.
Die Ansteuerung der Schrittmotoren erfolgt weder mit mechanischen noch
mit elektromechanischen Schaltern sondern mit speziellen Ansteuerschaltungen.
Diese enthalten einen Mikrorechner mit einem Taktgenerator.
Einstrangmotoren können nur ein Drehfeld in eine Richtung erzeugen.
Eine Umkehrung der Drehrichtung des Motors ist nicht möglich. Bei den
Zweistrang- und Fünfstrangmotoren erfolgt eine Drehrichtungsumkehr
durch eine zeitlich andere Ansteuerreihenfolge der einzelnen Wicklungen.
Bewegt sich der Läufer nach dem Ändern der Ansteuerung um einen
ganzen Schrittwinkel weiter, so wird dies als Vollschrittbetrieb bezeichnet.
Im Gegensatz dazu dreht sich der Läufer beim Halbschrittbetrieb
nur um einen halben Schrittwinkel. Weiterhin gibt es einen Mikroschrittbetrieb,
bei dem durch unterschiedliche Stromstärken ein ganzer Schrittwinkel
in mehrere Teilschritte unterteilt wird.
Die Größe des Schrittwinkels hängt ab von der Polzahl und der Strangzahl.
Einen zusätzlichen Einfluss hat die Betriebsart, also Halbschrittoder
Vollschrittbetrieb.
Typische Schrittwinkel liegen im Bereich von 45° bis 1,8°. Daraus ergeben
sich 8 Schritte pro ganzer Umdrehung bis zu 200 Schritte bei dem
kleinen Schrittwinkel.
Die Drehzahl des Schrittmotors hängt ab vom Schrittwinkel und der Frequenz,
mit der die einzelnen Wicklungen umgeschaltet werden.