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10 Erläuterung der Schrittmotoren-Kenngrößen und -Kennlinien
10.1
Grundlegende Begriffe
Schrittwinkel
Schrittzahl
Haltemoment
Systematische
Winkeltoleranz
Steuer- und
Schrittfrequenz
Drehzahl
Drehmomente
10-2
Zur Beurteilung und Auswahl eines Schrittmotors sind bestimmte Kenngrößen
und Kennlinien erforderlich. Jeder Schrittmotor hat zusammen mit der
Leistungsansteuerung seine spezifischen Eigenschaften, die in Kennlinien
dargestellt werden. Zum besseren Verständnis von deren Inhalt und Aussage
werden hier die wesentlichen Kenngrößen sowie die Handhabung der
Kennlinien erklärt. Die hier verwendeten Begriffe entsprechen der DIN 42021
und werden auch in der Datenübersicht im Kapitel 9 verwendet.
Unter einem Schritt versteht man den Vorgang, bei dem sich die Motorwelle
um den Schrittwinkel α, bedingt durch einen Steuerimpuls, dreht.
Die Schrittzahl ist die Anzahl der Rotor-Schritte je Umdrehung. Die Schrittzahl
des 3-Phasen-Schrittmotors ist einstellbar.
In jeder Schrittposition wird der Rotor aufgrund der elektrischen
Gleichstromerregung der Wicklungen festgehalten, sofern sein Haltemoment
M
an der Motorwelle nicht überschritten wird.
H
Die systematische Winkeltoleranz je Schritt ∆α
Winkelminuten ein Schritt vom Nennschrittwinkel maximal abweichen kann.
Bei einer kontinuierlichen Folge von Steuerimpulsen mit einer Steuerfrequenz
f
wird die Motorwelle ebenfalls eine Folge von Schritten mit der (gleichen)
S
Schrittfrequenz f
ausführen.
Z
Ab einer gewissen Steuerfrequenz (abhängig vom Motortyp und der
mechanischen Belastung) geht die schrittweise Bewegung der Motor-welle in
eine kontinuierliche Drehbewegung über. Es gilt dann für die Drehzahl n des
Motors:
n = α/360° · f
Belastet man die drehende Motorwelle mit einem Lastmoment M
Motor der Steuerfrequenz weiter synchron folgen, es sei denn, das Lastmoment
übersteigt eine gewisse Grenze, das Betriebsgrenzmoment M
In diesem Fall kann der Rotor der Steuerfrequenz nicht mehr folgen, der Motor
"verliert" Schritte, Steuerfrequenz und Schrittfrequenz sind nicht mehr gleich.
Bei korrekter Auswahl des Motors und der Ansteuerung tritt dieser Fall nicht
auf.
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· 60 min
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