Einige beliebte Fragen zum Schrittmotor

1. Was ist ein Schrittmotor? Ein Schrittmotor ist ein Aktuator, der elektrische Impulse in Winkelverschiebungen umwandelt. In einfachen Worten: Wenn ein Schritttreiber ein Impulsignal empfängt, treibt er den Schrittmotor dazu an, einen festen Winkel (bekannt als Schritt winkel) in eine bestimmte Richtung zu drehen. Sie können die Winkelverschiebung durch die Steuerung der Anzahl der Impulse kontrollieren und so präzise Positionierung erreichen. Außerdem können Sie die Geschwindigkeit und das Beschleunigen des Motors durch Anpassen der Impulfrequenz für die Geschwindigkeitssteuerung kontrollieren.

2. Welche Arten von Schrittmotoren gibt es? Schrittmotoren werden in drei Arten eingeteilt: Permanentmagnet (PM), Variable Reluctance (VR) und Hybrid (HB). Permanentmagnet-Schrittmotoren haben normalerweise zwei Phasen, mit geringerem Drehmoment und Größe sowie einem Schrittswinkel von 7,5 oder 15 Grad. Variable-Reluctance-Schrittmotoren haben meist drei Phasen, bieten ein hohes Drehmoment, verursachen jedoch erheblichen Lärm und Vibrationen. Sie wurden seit den 1980er Jahren in entwickelten Ländern weitgehend ausgemustert. Hybridschrittmotoren kombinieren die Vorteile von Permanentmagnet- und Variable-Reluctance-Typen und sind in Zwei-Phasen- und Fünf-Phasen-Varianten erhältlich, mit Schrittswinkeln von 1,8 und 0,72 Grad, was sie in verschiedenen Anwendungen weit verbreitet macht.

3. Was ist Halte-Drehmoment? Das Halte-Drehmoment bezieht sich auf das Drehmoment, das den Rotor an seinem Platz hält, wenn der Schrittmotor angeschaltet ist, aber nicht rotiert. Es ist einer der wichtigsten Parameter eines Schrittmotors. Typischerweise liegt das Halte-Drehmoment eines Schrittmotors nahe am Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten. Da das Ausgabedrehmoment eines Schrittmotors mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt, wird das Halte-Drehmoment zu einem entscheidenden Parameter für die Bewertung von Schrittmotoren. Zum Beispiel bedeutet ein 2 N·m Schrittmotor in der Regel einen Schrittmotor mit einem Halte-Drehmoment von 2 N·m, es sei denn, anders angegeben.

4. Was ist Detent-Drehmoment? Detent-Drehmoment bezieht sich auf das Drehmoment, das den Rotor an seinem Platz hält, wenn der Schrittmotor nicht angeschaltet ist. Es gibt keine standardisierte Übersetzung für Detent-Drehmoment in China, was zu Missverständnissen führen kann. Detent-Drehmoment ist nicht auf Variable-Reluctance-Schrittmotoren anwendbar, da ihre Rotoren nicht aus permanentmagnetischen Materialien bestehen.

5. Wie genau sind Schrittmotoren und ist die Ungenauigkeit kumulativ? Die typische Genauigkeit von Schrittmotoren liegt innerhalb von 3-5% des Schrittswinkels, und diese Genauigkeit ist nicht kumulativ.

6. Welche außere Temperatur ist für Schrittmotoren zulässig? Zu hohe Temperaturen können die magnetischen Materialien in Schrittmotoren demagnetisieren, was zu einem Torqueschwund und potentiell zu verlorenen Schritten führt. Daher hängt die maximale zulässige Außentemperatur eines Schrittmotors von dem Demagnetisierungspunkt des spezifischen magnetischen Materials ab. Im Allgemeinen haben magnetische Materialien Demagnetisierungspunkte über 130 Grad Celsius, manche sogar über 200 Grad Celsius, sodass eine Außentemperatur von 80-90 Grad Celsius normalerweise als normal gilt.

7. Warum nimmt das Drehmoment eines Schrittmotors mit zunehmender Geschwindigkeit ab? Wenn ein Schrittmotor rotiert, erzeugt die Induktivität seiner Wicklungen eine Gegenspannung (EMF). Je höher die Frequenz (oder Geschwindigkeit), desto größer wird diese Gegenspannung. Als Ergebnis verringert sich der Phasenstrom im Motor mit steigender Frequenz (Geschwindigkeit), was zu einem Rückgang des Drehmoments führt.

8. Warum kann ein Schrittmotor bei niedrigen Geschwindigkeiten normal laufen, aber bei höheren Geschwindigkeiten nicht starten und stattdessen ein Jaulen von sich gibt? Schrittmotoren haben einen technischen Parameter namens "Leerlauf-Startfrequenz", der die Pulsfrequenz beschreibt, bei der ein Schrittmotor ohne Last starten kann. Wenn die Pulsfrequenz diesen Wert überschreitet, kann der Motor versagen, Schritte verlieren oder stillstehen. In Situationen mit einer Last sollte die Startfrequenz noch niedriger sein. Um eine Hochgeschwindigkeitsrotation zu erreichen, sollte die Pulsfrequenz einen Beschleunigungsprozess durchlaufen, indem sie bei einer niedrigeren Frequenz beginnt und allmählich auf die gewünschte hohe Frequenz erhöht wird (den Motor von niedriger zu höherer Geschwindigkeit beschleunigen).

9. Wie können Schwingungen und Geräusche bei Betrieb von zweiphasigen Hybrid-Schrittmotoren bei niedrigen Geschwindigkeiten reduziert werden? Schwingungen und Geräusche sind innewohnende Nachteile von Schrittmotoren, wenn sie bei niedrigen Geschwindigkeiten betrieben werden. Um diese Probleme zu mindern, können Sie die folgenden Lösungen in Betracht ziehen: A. Vermeidung von Resonanzzonen, indem Sie das mechanische Übertragungsverhältnis ändern, falls der Schrittmotor in einer Resonanzzone arbeitet. B. Verwendung von Treibern mit Mikroschritt-Fähigkeit, was der gängigste und einfachste Ansatz ist. C. Wechsel zu Schrittmotoren mit kleineren Schrittswinkeln, wie zum Beispiel dreiphasige oder fünffachige Schrittmotoren. D. Übergang zu AC-Servomotoren, die Schwingungen und Geräusche nahezu vollständig eliminieren, aber höhere Kosten verursachen. E. Anbringen von magnetischen Dämpfern an der Motorwelle, wobei dies erhebliche mechanische Änderungen erfordert.

10. Stellt die Unterteilungszahl eines Mikroschritttreibers Genauigkeit dar? Die Unterteilungstechnologie von Schrittmotoren ist im Wesentlichen eine Form der elektronischen Dämpfungstechnologie (siehe dazu entsprechende Literatur). Ihr Hauptziel ist es, Niederfrequenz-Schwingungen im Betrieb von Schrittmotoren zu reduzieren oder sogar zu eliminieren, und die verbesserte Genauigkeit ist nur ein zusätzlicher Vorteil. Zum Beispiel: Im Falle eines zweiphasigen hybriden Schrittmotors mit einem Schrittswinkel von 1,8 Grad beträgt die Auflösung des Motors bei einer Einstellung des Unterteilungstreibrers auf 4 pro Puls 0,45 Grad. Ob die Genauigkeit des Motors 0,45 Grad erreichen oder annähern kann, hängt von Faktoren wie der Präzision der Stromregelung im Unterteilungstreiber ab. Die Genauigkeit von Unterteilungstreibern kann zwischen verschiedenen Herstellern erheblich variieren, und höhere Unterteilungszahlen können die Kontrolle der Genauigkeit erschweren.

11. Was ist der Unterschied zwischen Reihen- und Parallelverbindungsmethoden für Vier-Phasen-Hybrid-Schrittmotoren und -treiber? Vier-Phasen-Hybrid-Schrittmotoren werden normalerweise von Zwei-Phasen-Treibern angetrieben. Daher können Sie den Vier-Phasen-Motor entweder in einer Reihen- oder Parallelkonfiguration verbinden, um ihn wie einen Zwei-Phasen-Motor verhalten zu lassen. Die Reihenverbindungsmethode wird normalerweise für Situationen verwendet, in denen der Motor bei niedrigen Geschwindigkeiten arbeitet. In diesem Fall sollte der Ausgangsstrom des Treibers 70 % des Phasenstroms des Motors betragen, was zu einer geringeren Wärmegenerierung des Motors führt. Die Parallelverbindungsmethode, auch als Hochgeschwindigkeitsmethode bekannt, wird normalerweise dann verwendet, wenn der Motor bei höheren Geschwindigkeiten arbeitet. Sie erfordert, dass der Ausgangsstrom des Treibers 140 % des Phasenstroms des Motors beträgt, was zu einer höheren Wärmegenerierung des Motors führt.

12. Wie bestimmen Sie die Gleichstromversorgung für Hybrid-Schrittmotortreiber? A. Spannungsbestimmung: Die Spannung der Versorgung für Hybrid-Schrittmotortreiber liegt normalerweise in einem breiten Bereich (z. B. 12 bis 48VDC). Die Auswahl der Versorgungsspannung hängt von den Betriebsgeschwindigkeiten und Antwortanforderungen des Motors ab. Wenn der Motor bei hohen Geschwindigkeiten betrieben wird oder eine schnelle Reaktion erfordert, kann eine höhere Spannung ausgewählt werden. Es ist jedoch wichtig sicherzustellen, dass das Rippelspannung der Versorgung nicht die maximale Eingangsspannung des Treibers überschreitet, um Schäden am Treiber zu vermeiden. B. Strombestimmung: Der Versorgungsstrom wird im Allgemeinen auf Basis des Ausgangsphasenstroms des Treibers (I) bestimmt. Bei Verwendung einer linearen Versorgung kann der Versorgungsstrom auf 1,1-1,3 Mal den Phasenstrom (I) gesetzt werden. Bei Verwendung einer Schaltversorgung kann der Versorgungsstrom auf 1,5-2,0 Mal den Phasenstrom (I) gesetzt werden.