Schrittmotoren

• Ein Schrittantrieb bewegt den Läufer nicht stetig, sondern in diskreten Winkelschritten

• Die Ständerwicklung wird mit pulsförmigen Spannungen bzw. Strömen angesteuert

• Konstruktions- und ansteuerungsbedingt kann der Läufer nur bestimmte, diskrete Stellungen einnehmen

• Schrittmotor besteht aus einer Ansteuereinheit mit Netzteil, die Steuerimpulse (z.B. Rechts- oder Linkslauf) umformt

• Schrittmotoren sind Synchronmaschinen, bei denen ausschließlich der Ständer Wicklungen trägt

• Die Wicklungen sind auf ausgeprägte Pole gewickelt und nicht verteilt, in Nuten untergebracht

• Schrittantriebe werden für Positionier- und Stellaufgaben eingesetzt:

  • Zeilendruckern, Plotter, Ventil-, Düsen-, Scheinwerfereinstellungen, Drosselklappen- und Sitzverstellungen

• Es gibt verschiedene Ausführungsformen von Schrittmotoren:

○ Reluktanzläufer

○ Permanentmagnetläufer

○ Hybridläufer

• Erzeugung mithilfe eines Motors mit 6 Ständerpolen und 4 Läuferpolen

• Die Wicklungen werden so aktiviert, dass die beiden Läuferpole, die zwischen zwei Ständerpolen positioniert sind, unter den erregten Ständerpolen im neu aufgebauten Polfeld gezogen werden

• Dies führt zu einem minimalen Energieverbrauch und magnetischen Widerstand und verursacht eine Drehung des Rotors und des Magnetfeldes in entgegengesetzten Richtungen

• Es gibt Vollschritt-, Halbschritt- und Mikroschrittbetrieb

  
  

• Reluktanzläufer-Schrittmotor

  • unterschiedliche Anzahl von ausgeprägten Polen im Ständer und Läufer

  • Vorteil einfache und kostengünstige Herstellung, aber aufgrund fehlender Erregung des Läufers (Wicklung oder PM) entwickelt er kein Rastmoment bei unbestromter Ständerwicklung, sondern nur ein Haltemoment bei bestromter Ständerwicklung

  • Der Reluktanzschrittmotor ist daher als Schrittmotor von geringerer Bedeutung

• Permanentmagnetläufer-Schrittmotor

  • besteht aus einem magnetisierten Permanentmagnet-Läufer und erregten Ständerpolen, welche die Drehrichtung bestimmen

  • Die magnetischen Felder der Ständerpole überlagern sich mit denen des Läufer

    
    

• Hybrid-Schrittmotor

  • Eigenschaften des Permanent- und Reluktanz-Schrittmotors kombiniert

  • Die Schrittmotorausführung ermöglicht sehr kleine Schrittwinkel (ca. 1,8°)

  • Der Nachteil dieses Motors ist, dass der Fluss versucht, sich über die Welle zu schließen und einen magnetischen Kurzschluss verursachen kann

    
    

• Auswirkungen von Widerstandsmomenten und Lastmomenten auf Schrittmotoren

• Wenn ein Schrittmotor mit einem Lastmoment belastet wird, entsteht nach dem Weiterschalten ein Rückstellmoment, das einen Winkelfehler verursacht

• Je höher die Frequenz, desto geringer das verfügbare Drehmoment