{"id":6784,"date":"2024-03-04T03:29:08","date_gmt":"2024-03-04T03:29:08","guid":{"rendered":"https:\/\/faradyi.com\/?p=6784"},"modified":"2024-03-04T03:37:39","modified_gmt":"2024-03-04T03:37:39","slug":"vergleich-der-leistungsmerkmale-zwischen-niederspannungs-gleichstrom-servomotoren-und-schrittmotoren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/faradyi.com\/de\/performance-characteristics-comparison-between-low-voltage-dc-servo-motors-and-stepper-motors\/","title":{"rendered":"Vergleich der Leistungsmerkmale zwischen Niederspannungs-DC-Servomotoren und Schrittmotoren"},"content":{"rendered":"
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Einf\u00fchrung<\/strong><\/h5>\n

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Schrittmotoren wandeln elektrische Impulssignale in entsprechende Winkel- oder Linearbewegungen um. Mit jedem Eingangsimpulssignal dreht sich der Rotor um einen bestimmten Winkel oder bewegt sich einen Schritt vorw\u00e4rts. Die ausgegebene Winkel- oder Linearbewegung ist proportional zur Anzahl der Eingangsimpulse und die Geschwindigkeit ist proportional zur Impulsfrequenz. Daher fungieren Schrittmotoren als Komponenten, die Impulse in Winkel- (oder Linear-)Bewegungen umwandeln.<\/p>\n

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Schrittmotoren haben einen mehrpoligen verteilten Rotor und Stator mit mehrphasigen, sternf\u00f6rmig geschalteten Steuerwicklungen. Jedes Eingangsimpulssignal bewirkt, dass sich der Rotor des Schrittmotors um einen Schritt vorw\u00e4rtsbewegt. Da der Eingang ein Impulssignal ist, ist die Winkelverschiebung am Ausgang diskontinuierlich, daher der Name \u201eImpulsmotor\u201c.<\/p>\n

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Mit der Entwicklung digitaler Steuerungssysteme wird sich die Anwendung von Schrittmotoren allm\u00e4hlich erweitern. Schrittmotoren gibt es je nach Struktur in verschiedenen Typen, darunter Blind-, Erreger- und Hybridmotoren, und k\u00f6nnen je nach Anzahl der Phasen in einphasige, zweiphasige und mehrphasige Motoren eingeteilt werden.<\/p>\n

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Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotor<\/strong><\/h5>\n

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Unter Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren versteht man Motoren, die Steuersignalbefehlen strikt folgen: Der Rotor bleibt station\u00e4r, bis ein Steuersignal ausgegeben wird. Bei Signalausgabe dreht sich der Rotor sofort. Und wenn das Steuersignal verschwindet, stoppt der Rotor sofort.<\/p>\n

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Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren sind Mikromotoren, die als Bet\u00e4tigungselemente in automatischen Steuerger\u00e4ten verwendet werden und elektrische Signale in Winkelverschiebungen oder Winkelgeschwindigkeiten der Welle umwandeln. Ihre Hauptmerkmale sind: keine Eigenrotation bei Nullsignalspannung, Geschwindigkeitsabnahme bei zunehmendem Drehmoment und hochpr\u00e4zise Geschwindigkeits- und Positionsregelung.<\/p>\n

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Die Grundstruktur von Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren \u00e4hnelt der von herk\u00f6mmlichen Gleichstrommotoren.<\/p>\n

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Die Motordrehzahl N<\/em> ergibt sich aus der Formel:<\/p>\n

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\"Die<\/figure>\n

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Wo E<\/em> ist die gegenelektromotorische Kraft des Ankers, K<\/em> ist eine Konstante, J<\/em> ist der Fluss pro Pol, Ua<\/em> Und, Ia<\/em> sind die Ankerspannung und der Ankerstrom, und Ra<\/em> ist der Ankerwiderstand. \u00c4ndern Ua<\/em> oder \u03d5<\/em> kann die Geschwindigkeit des Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotors steuern. Im Allgemeinen wird jedoch die Methode zur Steuerung der Ankerspannung angewendet. Bei Permanentmagnet-Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren wird die Erregerwicklung durch Permanentmagnete ersetzt, wodurch der magnetische Fluss erhalten bleibt \u03d5<\/em> konstant. Niederspannungs-DC-Servomotoren verf\u00fcgen \u00fcber gute lineare Anpassungseigenschaften und schnelle Reaktionszeiten.<\/p>\n

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Vergleich der Leistungsmerkmale von Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren und Schrittmotoren:<\/strong><\/h5>\n

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W\u00e4hrend Schrittmotoren und Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren \u00c4hnlichkeiten in den Steuerungsmethoden (Impulsfolgen und Richtungssignale) aufweisen, gibt es erhebliche Unterschiede in ihrer Leistung und ihren Anwendungsszenarien. Vergleichen wir ihre Leistungsmerkmale:<\/p>\n

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Unterschied in der Kontrollpr\u00e4zision:<\/strong><\/h5>\n

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      1. \n
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        1. Anzahl der Phasen bei Schrittmotoren:<\/strong> Dies bezieht sich auf die Anzahl der Spulengruppen im Motor. H\u00e4ufig verwendete Schrittmotoren haben zweiphasige, dreiphasige, vierphasige und f\u00fcnfphasige Konfigurationen. Unterschiedliche Phasenzahlen entsprechen unterschiedlichen Schrittwinkeln. Beispielsweise haben Zweiphasenmotoren typischerweise Schrittwinkel von 0,9\u00b0\/1,8\u00b0, Dreiphasenmotoren 0,75\u00b0\/1,5\u00b0 und F\u00fcnfphasenmotoren 0,36\u00b0\/0,72\u00b0. Wenn kein unterteilter Treiber vorhanden ist, w\u00e4hlen Benutzer haupts\u00e4chlich Schrittmotoren mit unterschiedlichen Phasenzahlen, um ihre Schrittwinkelanforderungen zu erf\u00fcllen. Mit einem unterteilten Treiber wird die \u201ePhasenzahl\u201c bedeutungslos, da Benutzer den Schrittwinkel \u00e4ndern k\u00f6nnen, indem sie die Unterteilungszahl auf dem Treiber \u00e4ndern.<\/li>\n
        2. Regelpr\u00e4zision von Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren:<\/strong> Dies wird durch den Drehgeber am hinteren Ende der Motorwelle gew\u00e4hrleistet. Bei Motoren, die mit Standard-Encodern mit 2500 Zeilen ausgestattet sind, betr\u00e4gt das Impuls\u00e4quivalent aufgrund der Verwendung der Vervierfachungstechnologie durch den Treiber 360\u00b010000=0,036\u00b010000360\u00b0=0,036\u00b0. Bei Motoren mit 17-Bit-Encodern empf\u00e4ngt der Treiber 131.072 Impulse pro Motorumdrehung, was zu einem Impuls\u00e4quivalent von 360\u00b0131072=0,0027466\u00b0131072360\u00b0=0,0027466\u00b0 f\u00fchrt, was 1\/655 des Impuls\u00e4quivalents eines Schrittmotors mit einem Schrittwinkel von 1,8\u00b0 entspricht.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n

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          1. \u00a0<\/li>\n<\/ol>\n

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            Unterschied in den Niederfrequenzeigenschaften:<\/strong><\/h5>\n

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                  1. Niederfrequente Vibrationen in Schrittmotoren:<\/strong> Schrittmotoren neigen bei niedrigen Drehzahlen zu niederfrequenten Vibrationen. Die Vibrationsfrequenz h\u00e4ngt von der Lastbedingung und der Leistung des Treibers ab. Die Vibrationsfrequenz betr\u00e4gt normalerweise die H\u00e4lfte der Leerlauf-Startfrequenz des Motors. Diese niederfrequenten Vibrationen, die durch das Funktionsprinzip der Schrittmotoren bedingt sind, sind f\u00fcr den normalen Maschinenbetrieb \u00e4u\u00dferst sch\u00e4dlich. Wenn Schrittmotoren bei niedrigen Drehzahlen laufen, werden \u00fcblicherweise D\u00e4mpfungstechniken wie das Hinzuf\u00fcgen von D\u00e4mpfern zum Motor oder der Einsatz von Unterteilungstechnologie im Treiber eingesetzt, um niederfrequente Vibrationen zu \u00fcberwinden.<\/li>\n
                  2. Stabiler Betrieb von Niederspannungs-DC-Servomotoren:<\/strong> Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren laufen reibungslos und ohne Vibrationen, selbst bei niedrigen Geschwindigkeiten. Niederspannungs-Gleichstrom-Servosysteme verf\u00fcgen \u00fcber Resonanzunterdr\u00fcckungsfunktionen, die mechanische Steifigkeitsm\u00e4ngel ausgleichen. Dar\u00fcber hinaus verf\u00fcgt das System \u00fcber interne Frequenzanalysefunktionen (FFT), die mechanische Resonanzpunkte erkennen und so Systemanpassungen erleichtern k\u00f6nnen.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n

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                    1. \u00a0<\/li>\n<\/ol>\n

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                      Unterschied in der Drehmoment-Frequenz-Kennlinie:<\/strong><\/h5>\n

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                            1. Abtriebsdrehmoment von Schrittmotoren:<\/strong> Das Ausgangsdrehmoment von Schrittmotoren verringert sich mit zunehmender Drehzahl und f\u00e4llt bei h\u00f6heren Drehzahlen stark ab. Daher liegt ihre maximale Betriebsdrehzahl im Allgemeinen zwischen 300 und 600 U\/min.<\/li>\n
                            2. Konstante Drehmomentabgabe von Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren:<\/strong> Gleichstrom-Servomotoren mit niedriger Spannung bieten eine konstante Drehmomentabgabe und k\u00f6nnen bei Drehzahlen \u00fcber der Nenndrehzahl das Nenndrehmoment liefern, wodurch eine konstante Leistungsabgabe gew\u00e4hrleistet wird.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n

                              <\/p>\n

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                              1. \u00a0<\/li>\n<\/ol>\n

                                <\/p>\n

                                <\/p>\n

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                                Unterschied in der \u00dcberlastkapazit\u00e4t:<\/strong><\/h5>\n

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                                <\/p>\n

                                Schrittmotoren sind im Allgemeinen nicht \u00fcberlastbar. Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren sind dagegen stark \u00fcberlastbar.<\/p>\n

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                                <\/p>\n

                                Niederspannungs-Gleichstrom-Servomotoren sind in Bezug auf Drehzahl und Drehmoment \u00fcberlastbar. Ihr maximales Drehmoment betr\u00e4gt das Dreifache des Nenndrehmoments und kann verwendet werden, um das Tr\u00e4gheitsdrehmoment der Last beim Start zu \u00fcberwinden.<\/p>\n

                                <\/p>\n

                                <\/p>\n

                                Schrittmotoren verf\u00fcgen nicht \u00fcber diese \u00dcberlastf\u00e4higkeit. Um dieses Tr\u00e4gheitsdrehmoment zu \u00fcberwinden, wird daher h\u00e4ufig ein Schrittmotor mit einem gr\u00f6\u00dferen Drehmoment ausgew\u00e4hlt, was zu Drehmomentverlusten w\u00e4hrend des normalen Maschinenbetriebs f\u00fchrt.<\/p>\n

                                <\/p>\n

                                <\/p>\n

                                Unterschied in der Betriebsleistung:<\/strong><\/h5>\n

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                                <\/p>\n

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                                1. \n
                                    <\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n
                                      \n
                                    1. \n
                                        \n
                                      1. Steuerung von Schrittmotoren:<\/strong> Schrittmotoren arbeiten mit offener Regelung. Hohe Anlauffrequenzen oder \u00fcberm\u00e4\u00dfige Belastungen k\u00f6nnen zu verpassten Schritten oder zum Abw\u00fcrgen des Motors f\u00fchren. Beim Anhalten kann eine hohe Drehzahl zu einem \u00dcberschwingen f\u00fchren. Um eine genaue Regelung zu gew\u00e4hrleisten, m\u00fcssen daher die Probleme der Beschleunigung und Verz\u00f6gerung richtig behandelt werden.<\/li>\n
                                      2. Steuerung von Niederspannungs-Gleichstrom-Servosystemen:<\/strong> Niederspannungs-DC-Servoantriebssysteme arbeiten mit geschlossenem Regelkreis. Der Treiber kann das R\u00fcckmeldesignal des Motorgebers direkt abtasten und intern eine Positionsschleife und eine Geschwindigkeitsschleife bilden. Dadurch werden die mit Schrittmotoren verbundenen verpassten Schritte oder \u00dcberschwinger vermieden und eine zuverl\u00e4ssigere Steuerungsleistung gew\u00e4hrleistet.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n

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                                        1. \u00a0<\/li>\n<\/ol>\n

                                          <\/p>\n

                                          <\/p>\n

                                          <\/p>\n

                                          Unterschied in der Geschwindigkeitsreaktionsleistung:<\/strong><\/h5>\n

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                                          <\/p>\n

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                                          1. \n
                                              <\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n
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                                              1. \n
                                                  \n
                                                1. Schrittmotoren:<\/strong> Schrittmotoren ben\u00f6tigen 200\u2013400 Millisekunden, um vom Stillstand auf Betriebsgeschwindigkeit (typischerweise mehrere Hundert Umdrehungen pro Minute) zu beschleunigen.<\/li>\n
                                                2. Niederspannungs-Gleichstrom-Servosysteme:<\/strong> Niederspannungs-DC-Servosysteme verf\u00fcgen \u00fcber eine ausgezeichnete Beschleunigungsleistung und ben\u00f6tigen nur wenige Millisekunden, um vom Stillstand auf ihre Nenndrehzahl von 3000 U\/min zu beschleunigen. Damit eignen sie sich f\u00fcr Steuerungsanwendungen, die einen schnellen Start erfordern.<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n

                                                  <\/p>\n

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                                                    \n
                                                  1. \u00a0<\/li>\n<\/ol>\n

                                                    <\/p>\n

                                                    <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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                                                    \n\t\t\t\t\t
                                                    Faradyi-Kollektion b\u00fcrstenloser Motoren<\/a><\/h5>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
                                                    \n\t\t\t\t
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