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Produktübersicht

Abb.11: Regelstruktur eines Standard Schrittmotorantriebs

Unter Vernachlässigung der durch das Microstepping bedingten weiterhin vorhandenen Abtastung kann der

Motorstrom I in Abhängigkeit des elektrischen Winkels φe und des Betrages des Motorstromes I

ABS

(bei

Verwendung einer Stromregelung) wie folgt beschrieben werden:

I(φ

) = I

+ jI

= I

ABS

cos(φ

) + jI

ABS

sin(φ

)

Dargestellt durch Betrag und Winkel ergibt sich:

I(φ

) = I

ABS

· e

jφe

Daraus geht hervor, dass eine Umdrehung des elektrischen Winkels φe vier Vollschritten entspricht. (Ein

Schrittmotor mit 200 Vollschritten besitzt demzufolge 50 Pohlpaare).

Wird ein konstanter Strom bei unbelasteter Motorwelle eingestellt, so richtet sich die Welle aus. Die Die

Welle zeigt dabei (innerhalb eines Polpaares) in Richtung des wirksamen Statorfeldes.

Wird die Motorwelle von außen belastet, wird die Welle aus der Feldrichtung herausgedreht und es stellt sich

ein Lastwinkel (auch Polradwinkel) ein (bezogen auf eine elektrische Umdrehung des Winkels φe). Die Höhe

des Lastwinkels ist abhängig vom Aufbau des Schrittmotors selbst, von der Höhe des Motorstroms und von

der Höhe des an der Welle wirksamen Drehmoments. Der Zusammenhang ist nichtlinear!

Überschreitet der Lastwinkel eine motorabhängigen Maximalwert (das unter diesen Randbedingungen

maximale Drehmoment der Maschine wird überschritten), so kann das Lastmoment vom Motor nicht mehr

gehalten werden. Dreht man die Welle weiter aus dem Drehfeld heraus, „kippt“ sie und ein oder mehrere

Schrittverluste sind die Folge. Die Höhe des „Kippwinkels“ kann von Motortyp zu Motortyp unterschiedlich

sein. Oft liegt er zwischen ca. 45° und 65°.

Abb.12: Verhalten des Rotors bei Belastung

Da der Lastwinkel Rückschlüsse auf die Belastung der Welle zulässt ist er für den Nutzer interessant. Er wird

durch die Auswertung der induzierten Gegenspannung* gemessen und kann zur Optimierung des

Antriebssystems verwendet werden.

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