Hybrid-Schrittmotoren verstehen

Hybrid-Schrittmotoren sind ein beliebter Schrittmotortyp, der in vielen Anwendungen zum Einsatz kommt, bei denen eine präzise Positionierung und Drehung erforderlich ist. Sie kombinieren Merkmale sowohl von Schrittmotoren mit variabler Reluktanz als auch von Permanentmagnet-Schrittmotoren, um eine bessere Leistung zu erzielen.

Was ist ein Hybrid-Schrittmotor?

Ein Hybrid-Schrittmotor hat einen Rotor mit Permanentmagneten und laminierten Stahlzähnen. Der Stator hat Drahtspulen um laminierte Stahlpole gewickelt. Die Permanentmagnete des Rotors sind axial magnetisiert, wobei die Pole mit Nord und Süd gekennzeichnet sind.

Die Zähne an den Endkappen des Rotors sind um eine halbe Zahnteilung versetzt. Dadurch erhält der Motor einen definierten Schrittwinkel, normalerweise 1,8 oder 0,9 Grad. Die versetzten Zähne interagieren mit den rotierenden Magnetfeldern der Statorspulen und erzeugen eine Drehbewegung.

Wie funktionieren Hybrid-Schrittmotoren?

Wenn Strom durch die Statorspulen fließt, werden die Pole magnetisiert. Dadurch werden die Zähne des Rotors in die richtige Ausrichtung gebracht. Wenn sich die Stromrichtung umkehrt, dreht sich der Rotor leicht, um sich in der neuen Ausrichtung auszurichten.

Durch die sequenzielle Stromzuführung durch die Spulenphasen dreht sich der Rotor in inkrementellen Schritten. Durch Erregen der Phasen in der Reihenfolge +A, +B, -A, -B dreht sich der Motor gegen den Uhrzeigersinn. Durch Umkehren auf +A, -B, +B, +A dreht er sich im Uhrzeigersinn.

Hauptvorteile von Hybrid-Schrittmotoren

• Präzise Positionierung und Steuerung – Schritte sind wiederholbar und genau
• Gutes Haltemoment im stromlosen Zustand durch Permanentmagnete
• Hohes Drehmoment im Verhältnis zur Größe
• Geringe Resonanzneigung im Vergleich zu Reluktanzmotoren

Nachteile von Hybrid-Schrittmotoren

• Teurer als Reluktanzmotoren
• Die Leistung variiert mit der Temperatur aufgrund von Magneten
• Höhere Trägheit durch Permanentmagnete

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Hybrid-Schrittmotoren die besten Eigenschaften verschiedener Designs für optimale Präzision und Leistung kombinieren. Ihre inkrementelle Drehbewegung und ihr Haltedrehmoment machen sie ideal für Anwendungen wie 3D-Drucker, CNC-Maschinen und mehr.