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Produktübersicht

2.3 Technologie

Die Schrittmotorklemme EL70x7 integriert eine kompakte Motion-Control-Lösung für Schrittmotoren in

kleinster Bauform.

Der Anwender hat die Möglichkeit Schrittmotoren vom kleinen bis zum mittleren Leistungsbereich

anzusteuern. Mit dem Ausgangsstrom von bis zu 5 A kann die EL7047 ein beachtliches Drehmoment von z.

B. 5 Nm an einem Standardschrittmotor erreichen. Die Versorgungsspannung von bis zu 50 V

erlaubt

hohe Drehzahlen mit gutem Drehmoment und damit eine hohe mechanische Leistung. Der Schrittmotor,

sowie ein Inkrementalencoder, können direkt an die EL70x7 angeschlossen werden.

Die Schrittmotorklemme stellt 3 grundsätzliche Betriebsarten zur Verfügung.

Im Standard Betrieb [}22] lassen sich alle uni- und bipolaren Schrittmotoren ansteuern, die den

Spezifikationen der entsprechenden EL70x7 genügen. Es werden zwei Ströme mit Sinus-/Cosinus-Verlauf

gestellt. Der Strom wird mit 64 kHz getaktet und mit bis zu 64-fachem Microstepping aufgelöst, um einen

glatten Stromverlauf zu ermöglichen.

Hinter dem Extended Mode [}24] verbirgt sich eine Feldorientierte Regelung. Mit dieser Betriebsart lassen

sich nur Schrittmotoren der Firma Beckhoff betreiben. Der Strom wird nicht einfach gestellt, sondern es

erfolgt eine umfangreiche Regelung. Typische Schrittmotorprobleme, wie eine ausgeprägte Resonanz,

gehören damit endgültig der Vergangenheit an. Des Weiteren wird der Strom lastabhängig eingestellt und

ermöglicht dadurch eine erheblichen Energieeinsparung und geringere thermische Belastungen am

Schrittmotor.

Mit dem Sensorlosen Betrieb [}25] können Schrittmotoren der Firma Beckhoff auch ohne Feedbacksystem

lastabhängig geregelt werden.

Realisierung von anspruchsvolleren Positionieraufgaben

Anspruchsvollere Positionieraufgaben lassen sich mit Hilfe der Beckhoff-Automatisierungssoftware TwinCAT

realisieren. Die Schrittmotorklemmen werden, wie andere Achsen, via TwinCAT System Manager

eingebunden und sind wie übliche Servoachsen zu nutzen. Besondere Eigenarten des Schrittmotors, wie

Rücknahme der Drehzahlvorgabe bei zu großem Schleppfehler, werden automatisch durch die Option

Schrittmotorachse berücksichtigt. Der Aufwand, von einem Servomotor auf einen Schrittmotor - und zurück -

zu wechseln, ist nicht größer, als unter TwinCAT der Wechsel von einem Feldbus zum anderen.

Die Endstufen der Schrittmotorklemmen besitzen eine Überlastsicherung in Form einer

Übertemperaturwarnung und -abschaltung. Zusammen mit der Kurzschlusserkennung werden die

Diagnosedaten im Prozessabbild der Steuerung zugänglich gemacht. Zusätzlich wird dieser Status, neben

weiteren Informationen durch die LEDs der Busklemme angezeigt. Mit einem Enable-Bit wird die Endstufe

eingeschaltet. Über einen Parameterwert kann der Motorstrom eingestellt und a/jointfilesconvert/1716298/bgesenkt werden.

Die optimale Anpassung an den Motor und der energiesparende Einsatz in der Anwendung erfordern keinen

großen Programmieraufwand. Da alle Daten in Form von Parametern im CoE-Register eingestellt werden, ist

es leicht möglich, eine EtherCAT-Klemme auszutauschen oder einmal erarbeitete Parameter zu speichern

und in ein nächstes Projekt zu übertragen. Das Übertragen bestimmter Potentiometer-Einstellungen und

Dokumentieren von DIP-Schalter-Einstellungen ist somit nicht mehr erforderlich.

2.3.1 Schrittmotor

Der Schrittmotor ist ein Elektromotor, vergleichbar dem Synchronmotor. Der Rotor ist als Permanentmagnet

ausgeführt, während der Stator aus einem Spulenpaket besteht. Die Frequenz des Statordrehfeldes steht

immer in einem festen Verhältnis zur Drehzahl des Rotors. Im Unterschied zum Synchronmotor verfügt der

Schrittmotor über eine große Zahl von Polpaaren. Bei einfachster Ansteuerung schaltet man den

Schrittmotor von Pol zu Pol, bzw. von Schritt zu Schritt.

Schrittmotoren sind schon seit vielen Jahren im Einsatz. Sie zeichnen sich durch Robustheit aus, lassen sich

leicht ansteuern und liefern ein hohes Drehmoment. Die Möglichkeit die Schritte mit zu zählen erspart in

vielen Anwendungsfällen ein kostenintensives Rückführungssystem. Auch nach der zunehmenden

Verbreitung der Synchron-Servomotoren ist der Schrittmotor keineswegs „in die Jahre gekommen“, sondern

EL70x718 Version 1.0

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