Auswahl der Phasenanzahl für Schrittmotoren

Bei der Auswahl eines Schrittmotors ist es wichtig, die Vor- und Nachteile verschiedener Motortypen zu berücksichtigen. Lassen Sie uns die Vor- und Nachteile von Schrittmotoren mit unterschiedlicher Phasenzahl untersuchen:

Zweiphasige Permanentmagnet-Schrittmotoren (PM)

Vorteile:

1. Kosteneffizient: Im Allgemeinen beträgt der Preis die Hälfte des Preises für Hybrid-Schrittmotoren (HB) gleicher Größe.
2. Geringeres Rauschen: Durch einen größeren Luftspalt, die Klauenpolkonstruktion und einen größeren Schrittwinkel kommt es bei gleicher Geschwindigkeit zu weniger Übergängen und damit zu einer geringeren Geräuschentwicklung.

Nachteile:

1. Niedrigere Auflösung: Die geringe Auflösung (größerer Schrittwinkel von 7,5°) führt zu einer schlechteren Positionsgenauigkeit im Vergleich zu Hybrid (HB)-Schrittmotoren.
2. Drehmomentschwankung: Große Drehmomentschwankungen, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen (unter 200 U/min).
3. Magnetische Sättigung: Der größere Luftspalt kann eine magnetische Sättigung an der Wurzel des Klauenpols verursachen, was ein reduziertes Ausgangsdrehmoment zur Folge hat.
4. Kurze Lebensdauer: Metallgleitlager mit kurzer Lebensdauer.
5. Temperatursensitivität: Der Rotor, der normalerweise aus Ferritmagneten besteht, weist ein schlechtes Temperaturverhalten auf, was bei längerem Gebrauch zu einem stärkeren Drehmomentabfall führt.

Zweiphasige Hybrid-Schrittmotoren (HB)

Vorteile:

1. Hohe Auflösung: Aufgrund der höheren Auflösung (üblicherweise 1,8° Schrittwinkel) weit verbreitet.
2. Hohes Drehmoment: Bietet beträchtliches Drehmoment.
3. Kosteneffizient: Wirtschaftlicher im Vergleich zu mehrphasigen HB-Schrittmotoren.

Nachteile:

1. Vibrationen bei niedrigen Geschwindigkeiten: Ausgeprägte Vibration bei sehr niedriger Drehzahl, mit Resonanz bei etwa 60 U/min.
2. Hochgeschwindigkeitslärm: Erzeugt bei hohen Geschwindigkeiten erheblichen Lärm.
3. Drehmomentschwankung im Halbschritt: Größere Drehmomentschwankung (1:1,14) während des Halbschritts.
4. Hohe Spulenimpedanz: Eine höhere Spulenimpedanz führt zu einem geringeren Drehmoment bei hohen Geschwindigkeiten.

Dreiphasige Hybrid-Schrittmotoren (HB)

Vorteile:

1. Höhere Auflösung: 1,5-fache Auflösung im Vergleich zu Zweiphasenmotoren, wodurch eine hochpräzise Positionierung ermöglicht wird.
2. Höhere Drehmomenteffizienz: Bessere Drehmomenteffizienz mit einer Hauptpolzahl von 6 im Stator.
3. Reduzierte Vibration: Die dreiphasige Struktur minimiert Vibrationen im Vergleich zu Zweiphasenmotoren.
4. Reduziertes Rastmoment: Das Rastmoment ist im Vergleich zu Zweiphasenmotoren reduziert.

Nachteile:

Bei einer Konstruktion mit 12 Hauptpolen kann die Struktur komplexer sein als die Struktur mit acht Hauptpolen bei Zweiphasenmotoren.

Dreiphasige Permanentmagnet-Schrittmotoren (PM)

Vorteile:

1. Höhere Auflösung: Über 1,5-mal höhere Auflösung als zweiphasige PM-Schrittmotoren.
2. Geringere Vibrationen und Geräusche: Reduzierte Vibration und Geräuschentwicklung im Vergleich zu zweiphasigen PM- oder zweiphasigen HB-Schrittmotoren.
3. Höheres Hochgeschwindigkeitsdrehmoment: Höheres Drehmoment bei hohen Geschwindigkeiten im Vergleich zu zweiphasigen PM-Schrittmotoren.
4. Kosteneffizient: Günstiger als HB-Schrittmotoren.
5. Effizienter Antrieb: Benötigt zum Antrieb nur sechs Leistungstransistoren.

Nachteile:

Strukturell komplexer als zweiphasige PM-Schrittmotoren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl des richtigen Schrittmotortyps entscheidend ist, um potenzielle Probleme zu vermeiden. Berücksichtigen Sie Faktoren wie das erforderliche Ausgangsdrehmoment, den Schrittwinkel und die optimale Antriebsmethode, um eine fundierte Entscheidung für Ihre Anwendung zu treffen.