Typen und Eigenschaften von Schrittmotoren

Schrittmotoren können anhand ihrer Bauform in drei Haupttypen eingeteilt werden: Reluktanzmotoren (VR), Permanentmagnetmotoren (PM) und Hybrid-Schrittmotoren (HS). Die Betriebsleistung von Schrittmotoren hängt eng mit ihren Steuerungsmethoden zusammen, die in drei Typen eingeteilt werden können: offene Regelkreise, geschlossene Regelkreise und halbgeschlossene Regelkreise. In praktischen Anwendungen werden halbgeschlossene Regelkreise im Allgemeinen in offene oder geschlossene Systeme eingeteilt.

Variable Reluktanz: Schrittmotoren mit variabler Reluktanz haben Wicklungen am Stator und einen Rotor aus weichmagnetischen Materialien. Sie zeichnen sich durch eine einfache Struktur, niedrige Kosten und einen kleinen Schrittwinkel aus, der typischerweise 1,2° erreicht. Sie weisen jedoch eine schlechte dynamische Leistung, einen geringen Wirkungsgrad, eine erhebliche Wärmeentwicklung und Zuverlässigkeitsprobleme auf.

Permanentmagnet: Permanentmagnet-Schrittmotoren haben einen Rotor aus Permanentmagnetmaterial und die Polzahl des Rotors entspricht der des Stators. Sie zeichnen sich durch gute dynamische Leistung und ein hohes Ausgangsdrehmoment aus, weisen jedoch eine geringere Präzision und einen größeren Schrittwinkel (normalerweise 7,5° oder 15°) auf.

Hybrid: Hybrid-Schrittmotoren kombinieren die Vorteile von Reluktanz- und Permanentmagnetmotoren. Sie verfügen über mehrphasige Wicklungen am Stator und verwenden Permanentmagnetmaterial am Rotor. Sie verfügen über mehrere kleine Zähne am Rotor und Stator, um die Schrittgenauigkeit zu verbessern. Hybridmotoren bieten ein hohes Ausgangsdrehmoment, gute dynamische Leistung und einen kleinen Schrittwinkel, haben jedoch eine komplexere Struktur und sind relativ teurer.

Wenn man Schrittmotoren nach der Statorwicklung kategorisiert, gibt es sie in zweiphasigen, dreiphasigen und fünfphasigen Serien. Am beliebtesten ist der zweiphasige Hybrid-Schrittmotor, der aufgrund seiner Kosteneffizienz und hervorragenden Leistung mit Unterteilungstreibern über 97% Marktanteil hält. Dieser Motor hat einen Grundschrittwinkel von 1,8°/Schritt, der mit Halbschritttreibern auf 0,9° reduziert und mit Unterteilungstreibern bis zu 256-mal (0,007°/Mikroschritt) weiter unterteilt werden kann. Aufgrund von Faktoren wie Reibung und Fertigungspräzision ist die tatsächliche Steuergenauigkeit etwas geringer. Derselbe Schrittmotor kann mit verschiedenen Unterteilungstreibern gepaart werden, um Genauigkeit und Leistung anzupassen.

Schrittmotoren

Eigenschaften von Schrittmotoren

Vorteile:

1. Hervorragende Start-Stopp- und Rückwärtsreaktion.
2. Der Drehwinkel ist proportional zur Anzahl der Impulse.
3. Großer Geschwindigkeitsbereich, da die Geschwindigkeit proportional zur Pulsfrequenz ist.
4. Maximales Drehmoment bei stehendem Motor (wenn die Wicklungen unter Spannung stehen).
5. Präzise Positionierung und wiederholte Bewegung aufgrund geringer Fehlerakkumulation zwischen den Schritten (3–5% pro Schritt).
6. Die Reaktion wird ausschließlich durch digitale Eingangsimpulse bestimmt, was eine offene Regelung ermöglicht und die Motorstruktur sowie die Steuerungskosten vereinfacht.
7. Eine langsame synchrone Rotation kann durch direktes Verbinden der Last mit der Motorwelle erreicht werden.
8. Hohe Zuverlässigkeit aufgrund des Fehlens von Bürsten; die Lebensdauer des Motors hängt nur von der Lebensdauer der Lager ab.

Nachteile:

1. Der Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten ist eine Herausforderung.
2. Es ist schwierig, ein großes Drehmoment zu erreichen.
3. Bei unsachgemäßer Steuerung besteht Resonanzgefahr.
4. Bei Überlastung neigt es dazu, Schritte zu verlieren, was bei hohen Geschwindigkeiten zu Vibrationen und Lärm führt.
5. Keine Volumen- und Gewichtsvorteile, bei geringer Energieeffizienz.

Lassen Sie mich gerne wissen, wenn Sie spezielle Vorlieben oder Anpassungswünsche haben!