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

Elektrische Antriebe und Steuerungen
Minos
Scheibenmagnet-Schrittmotoren haben einen Läufer, der aus einer dünnen,
dauermagnetischen Scheibe besteht. Die Masse dieses Läufers ist
sehr gering, so dass der Motor sehr schnell die Drehzahl ändern kann.
Bei Schrittmotoren mit großen Schrittwinkeln ab etwa 7,5° ist der Ständer
nach dem Wechselpolprinzip ausgeführt. Das bedeutet, dass sich
die Pole der beiden Ständerspulen nacheinander abwechseln. Der Läufer
hat die gleiche Anzahl von Polen.
Schrittmotoren mit dem Gleichpolprinzip haben eine höhere Polzahl als
Schrittmotoren mit dem Wechselpolprinzip. Daraus resultieren kleine
Schrittwinkel.
Der Läufer besteht aus zwei einzelnen Polrädern, die außen mit Zähnen
versehen sind. Die Zähne der beiden Polräder sind dabei um einen halben
Zahn versetzt. Wird der Ständer nicht von Strom durchflossen, so
nimmt der Läufer eine Raststellung ein.
Zur Ansteuerung des Schrittmotors muss der Strom durch die einzelnen
Wicklungen des Ständers in einer bestimmten Reihenfolge geschaltet
werden. Bei der Einstrangsteuerung wird zu einer bestimmten Zeit nur
eine Wicklung erregt, bei der Zweistrangsteuerung sind es zwei Wicklungen
gleichzeitig.
Die Zählung der einzelnen Takte sowie die Schaltung der Wicklungen in
der richtigen Reihenfolge wird von einem Mikrocontroller übernommen.
Nachgeschaltete Treiber können den Strom zu den Wicklungen direkt
schalten.
Damit der Schrittmotor unter Last ohne Schrittfehler anlaufen kann, darf
das Start-Grenzmoment nicht überschritten werden. Die Beschleunigung
auf die gewünschte Drehzahl muss deshalb gegebenenfalls langsamer
erfolgen. Dies erfolgt entsprechend von Beschleunigungs- und Abbremsrampen.
Die maximale Last im Betrieb des Schrittmotors wird als Betriebs-
Grenzmoment bezeichnet. Bei großer Last tritt ein Lastwinkel auf, um
den der Anker gegenüber den Sollwert verdreht ist. Dieser Lastwinkel
kann aber höchstens so groß sein wie ein Schritt.
Schrittmotoren haben nur eine geringe Leistung. Mit einem Getriebe kann
die Drehzahl und das Drehmoment zusätzlich beeinflusst werden. Eingesetzt
werden Schrittmotoren beispielsweise in Druckern oder als Stellantriebe.
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