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Schrittmotoren
Schrittmotoren sind die perfekte Lösung für Anwendungen, bei denen eine hohe Genauigkeit der geometrischen Position des von diesem Motor angetriebenen Systems erforderlich ist. Sie können sie unter anderem in elektromechanischen Uhren , Tintenstrahl- und Laserdruckern, 3D-Druckern , RTV-Geräten , CNC-Maschinen finden sowie in der Automobilindustrie – z.B. in Autos und Motorrädern, die von Verbrennungsmotoren angetrieben werden, stabilisieren sie die Rotation des Motors, der das Fahrzeug im Leerlauf antreibt . Das hohe Haltemoment ermöglicht es dem Anwender, die Schrittmotorwelle abhängig von der Schrittauflösung des Motors präzise um eine bestimmte Anzahl von Schritten zu drehen, ohne dass ein Encoder verwendet werden muss. Dank ihres einfachen Aufbaus sind die Schrittmotoren zuverlässig und einfach zu bedienen.
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Wie funktionieren Schrittmotoren?
Wie funktioniert ein Schrittmotor? Ein Schrittmotor ist ein bürstenloser Motor, der mit Impulsspannung (elektrischem Strom) betrieben wird und dessen Welle sich nicht wie bei den meisten Arten von Elektromotoren kontinuierlich dreht, sondern diskret, wobei einzelne Schritte Drehungen um die gleiche Anzahl von Winkeln entsprechen Grad - z.B. Schrittmotor mit einer Auflösung von 200 Schritten, was einer vollständigen Umdrehung der Welle entspricht, ein einzelner Schritt entspricht einer Drehung von 1,80°.
Funktionsprinzip eines Schrittmotors (Aufbau eines Schrittmotors)
Der Stator des Schrittmotors besteht aus gruppierten Wicklungen, denen nacheinander Spannungsimpulse zugeführt werden. Ein einzelner Spannungsimpuls, der vom Steuersystem an die Wicklung angelegt wird, bewirkt, dass sich der Rotor um einen Schritt dreht. So funktioniert, vereinfacht gesagt, ein Schrittmotor.
Vorteile von Schrittmotoren
Durch den Anschluss eines Schrittmotors an Arduino über einen Controller (siehe auch: Schrittmotortreiber) können Sie die Betriebsparameter des Motors, wie Drehzahl, Beschleunigung oder die Winkelposition des Rotors, programmgesteuert einstellen.
Der Aufbau des Schrittmotors ist relativ einfach. In der Praxis bedeutet dies einen zuverlässigen Betrieb und eine geringe Ausfallrate bei Schrittmotoren.
Welche Faktoren müssen bei der Auswahl eines Schrittmotors für ein Projekt berücksichtigt werden?
Die Wahl eines Schrittmotors ist keine leichte Aufgabe. Denken Sie zunächst daran, alle Parameter (einschließlich Drehmoment und Übersetzungsverhältnis) von Schrittmotoren an eine bestimmte Anwendung anzupassen.
Das erste Kriterium für die Auswahl eines Motors ist dessen geforderte Abfolge der am häufigsten ausgeführten Bewegungen hinsichtlich Anzahl, Zeit und Drehwinkel. Diese wird durch die Zeit bestimmt, die zum Erreichen der angegebenen Motorwellenposition benötigt wird, sowie durch die Beschleunigung und Verzögerung zwischen Null und Maximalgeschwindigkeit. Angaben zur Drehzahl finden Sie in der jeweiligen Produktbeschreibung.
Damit die Anwendung ordnungsgemäß und sicher funktioniert, muss der Motor auch hinsichtlich Schrittauflösung, Drehmoment, Beschleunigungsmoment und Wellenbelastung ausgewählt werden.
Schrittmotorprojekte - zusätzliche Informationen
Auch die geometrischen Abmessungen des Motors sind zu berücksichtigen, darunter der Abstand der Befestigungslöcher, allerdings können sich zwei Schrittmotoren mit gleicher Nennversorgungsspannung und sehr ähnlichen Abmessungen – anders als bei unipolaren – in der Stromaufnahme und der Wicklungsausführung unterscheiden Bei bipolaren Motoren ist jede Wicklung mit einer Mittelanzapfung ausgestattet, was ein erhöhtes Drehmoment ermöglicht. Der Einsatz von Schrittmotoren ist weit verbreitet, darunter: aufgrund der einfachen Motorsteuerung.
Schrittmotoren arbeiten in einer geschlossenen Rückkopplungsschleife
Typischerweise arbeiten Schrittmotoren in Rückkopplungssystemen mit offenem Regelkreis. Für Anwendungen, bei denen eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit erforderlich ist, arbeiten Schrittmotoren in einer geschlossenen Rückkopplungsschleife, die einen Sensor verwendet, der es Ihnen ermöglicht, die Position der Motorwelle ständig zu verfolgen. Der Ausfall eines Schrittmotors wird normalerweise mithilfe eines Diagnosecomputers erkannt.
Schrittmotoren – Motoren mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten
Die im Botland-Shop angebotenen Schrittmotoren sind in verschiedenen Größen und Betriebsparametern wie Nennversorgungsspannung und Drehmoment erhältlich, sodass Sie den Motor optimal für Ihr Gerätedesign auswählen können.
Weitere Informationen zum Einsatz von Schrittmotoren
Da Schrittmotoren eine Impulsspannungsversorgung benötigen, ermöglicht dies in der Praxis den Einsatz des Schrittmotors in Anwendungen, bei denen es auf Genauigkeit ankommt.
Dadurch werden solche Schrittmotoren erfolgreich in CNC-Maschinen und Elektrowerkzeugen zur manuellen, präzisen Materialbearbeitung sowie in Festplatten, Uhren, Druckern, zweidimensionalen Plottern, Graviermaschinen, Laserköpfen, wissenschaftlichen Forschungsgeräten usw. eingesetzt im weitesten Sinne Roboter – auch solche, die die Produktion integrierter Schaltkreise und anderer elektronischer Komponenten unterstützen.
Schrittmotoren im Botland-Sortiment erhältlich
Für Anwendungen, die eine erhöhte Präzision im Betrieb erfordern, Wir haben auch ein Angebot an Schrittmotoren mit Getriebe vorbereitet, die die Standard-Schrittauflösung der Motoren erweitern. Wir empfehlen Ihnen außerdem, einen Blick auf die gesamte Motorenkategorie zu werfen, die unter anderem Folgendes umfasst: Gleichstrommotoren , Vibrationsmotoren und Linearmotoren . Sie haben Fragen zum Aufbau eines Schrittmotors oder wissen nicht, für welchen Schrittmotortreiber Sie sich entscheiden sollen? Wir empfehlen Ihnen, sich an unsere erfahrenen Berater zu wenden.
Schrittmotoren - FAQ
Ein Schrittmotor ist ein bürstenloser Motor, der durch eine Impulsspannung angetrieben wird. Woher kommt dieser Name? Teilt eine vollständige Umdrehung in mehrere gleiche Schritte. Es wandelt eine Folge von Eingangsimpulsen in ein genau definiertes Inkrement der Drehposition der Welle um und jeder Impuls bewirkt, dass sie sich um einen bestimmten Winkel dreht. Fügen Sie dazu einen Controller hinzu, mit dem Sie die Betriebsparameter steuern können.
Bei der Auswahl eines Schrittmotors für eine CNC-Fräse geht es vor allem darum, einen zu finden, der das richtige Drehmoment und die richtige Geschwindigkeit liefert. Der Einsatz eines schweren Schrittmotors lohnt sich nicht, wenn die restlichen CNC-Komponenten nicht stabil genug sind, um großen Kräften standzuhalten. Die optimale Leistung wird durch Drehmomentberechnungen ermittelt.
Schrittmotoren finden sich unter anderem in 3D-Druckgeräten und CNC-Fräsmaschinen , Schneidemaschinen und Plottern , Textilmaschinen, Spielgeräten, medizinischen Geräten, Robotik und Schweißgeräten. Sogar in der Nähe des Motorraums eines Autos ist es zu finden – wenn es eine Panne gibt, ist es oft nicht sehr teuer, aber lästig.
Es gibt drei Haupttypen von Schrittmotoren. Dabei handelt es sich um Permanentmagnetmotoren – diese haben in der Regel einen niedrigen Preis und eine geringe Auflösung, Motoren mit variabler Reluktanz – werden eher selten eingesetzt und haben ein geringes Drehmoment, und Hybridmotoren – werden immer häufiger eingesetzt und sind sehr langlebig. Eine weitere Unterteilung unterscheidet unipolare und bipolare Schrittmotoren.