Schrittmotorsteuerung

Ein Schrittmotor wandelt eine Folge von Eingangsimpulsen in ein genau definiertes Inkrement bezüglich der mechanischen Wellenposition um, wobei jeder Impuls die Welle um einen festen Winkel bewegt. Die Motorposition kann dann ohne Rückkopplungssensor (d. h. mit einer Schrittmotorsteuerung mit offenem Regelkreis) geregelt werden, sich um einen dieser Schritte zu bewegen und dort anzuhalten, solange der Motor hinsichtlich Drehmoment und Drehzahl sorgfältig für die Anwendung ausgelegt ist. Die Schrittmotorsteuerung stellt diese Eingangsimpulsfolge zur Verfügung, um den Motor dahin zu regeln, sich in die gewünschte Position oder mit der gewünschten Drehzahl zu bewegen.

Konstantspannungsantriebe für Schrittmotorsteuerungen werden verwendet, um eine konstante positive oder negative Spannung an jede Wicklung anzulegen, um die Bewegung anzutreiben. Es ist jedoch der Wicklungsstrom, nicht die Spannung, die das Drehmoment auf die Schrittmotorwelle ausübt. Der Strom (I) in jeder Wicklung ist durch die Wicklungsinduktivität (L) und den Wicklungswiderstand (R) mit der angelegten Spannung (V) verbunden. Diese Antriebe werden deshalb auch als L/R-Antriebe bezeichnet. Um ein hohes Drehmoment bei hohen Drehzahlen zu erreichen, ist eine große Antriebsspannung bei geringem Widerstand und niedriger Induktivität erforderlich. Bei einem L/R-Antrieb ist es möglich, einen Niederspannungs-Widerstandsmotor mit einem Antrieb mit höherer Spannung zu steuern, indem jede Wicklung einfach um einen externen Widerstand in Reihe ergänzt wird. Da er jedoch Strom in den Widerständen verschwendet und Wärme erzeugt, wird er als eine Option mit geringer Leistung angesehen.

Konstantstromantriebe erzeugen in jeder Wicklung einen konstanten Strom, anstatt eine konstante Spannung anzulegen. Bei jedem neuen Schritt wird zunächst eine hohe Spannung an die Wicklung angelegt, wodurch der Strom in der Wicklung schnell ansteigt, da dI/dt = V/L ist, wobei V groß ist. Der Strom in jeder Wicklung wird von der Schrittmotorsteuerung überwacht, normalerweise durch Messen der Spannung über einen kleinen Abtastwiderstand in Reihe mit jeder Wicklung. Wenn der Strom eine festgelegte Stromgrenze überschreitet, wird die Spannung abgeschaltet. Wenn der Wicklungsstrom unter den festgelegten Grenzwert fällt, wird die Spannung wieder eingeschaltet. Auf diese Weise wird der Strom für eine bestimmte Schrittposition relativ konstant gehalten. Dies erfordert eine zusätzliche Elektronik zur Erfassung der Wicklungsströme und zur Steuerung der Schaltvorgänge, ermöglicht es jedoch, Schrittmotoren mit höherem Drehmoment bei höheren Drehzahlen als L/R-Antriebe anzutreiben.

Die Mikroschrittantriebe von Portescap bieten erhebliche Vorteile für eine erhöhte Systemauflösung, geringen Lärm und flüssige Bewegungen. Die Leistungsstufe ist so ausgelegt, dass sie für Motoren mit niedriger elektrischer Zeitkonstante geeignet ist und eine hohe dynamische Leistung erzielt. Zu den Vorteilen unseres Mikroschrittantriebs EDM-453 gehören:

• Auflösungsumschaltung von 1/2 bis 1/64 Mikroschritte
• Hohe Winkelauflösung in statischer und dynamischer Ausführung
• Ruhiger Betrieb, geringer Lärm
• Boost-Modus für höhere Drehmoment-/Beschleunigungsleistung
• Stand-by-Modus für optimiertes Wärmemanagement
• Chopper-Steuerungsmodus wählbar zwischen regenerativem und freilaufendem Betrieb
• Taktfrequenz bis zu 150 kHz
• Alle Eingänge optisch isoliert
• Kurzschluss- und Übertemperaturschutz

Antrieb EDM-453 für Schrittmotorsteuerung

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