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Ein kleiner Schritt... Der ideale Schrittwinkel – 0,9 Grad oder 1,8 Grad?

06 Jan 2017
Kollmorgen Experten

Über die Jahre entstanden immer wieder Diskussionen über 1,8 Grad Schrittwinkel im Vergleich zu 0,9 Grad Schrittwinkel von industriellen Hybrid-Schrittmotoren. Die meisten aktuellen Schrittmotoren haben den Standard-Schrittwinkel von 1,8 Grad, was 200 Schritte pro Umdrehung bedeutet. In den frühen Tagen der Schrittmotoren, das heißt vor der Einführung der Mikroschritte, spielte die Resonanzen im unteren Frequenzbereich in vielen Anwendungen eine große Rolle. Die meisten Anwendungstechniker schlugen entweder eine höhere Last vor, um die Frequenzbandbreite zu verringern, oder diesen unteren Frequenzbereich mit hohen Resonanzen einfach ganz zu vermeiden.

Bei einigen Schrittmotoren kam man auf die Idee, durch einen kleineren Schrittwinkel das Schwingen um jeden Zahn zu reduzieren. Das Ergebnis war eine mechanische Veränderung, die den Schrittwinkel von 1,8 Grad auf 0,9 Grad verkleinerte, was einen Schrittmotor mit 400 Schritten pro Umdrehung ergab.

Dies reduzierte das unkontrollierte Schwingen und ermöglichte in manchen Fällen eine höhere Laufruhe bei der Beschleunigung durch den unteren Frequenzbereich. Die Reduzierung auf so kleine Schritte zog jedoch eine höhere Sättigung der Stahllaminierung um den Zahn herum nach sich. Das führte aufgrund von Kernverlusten zu einem niedrigeren Drehmoment. Mit zunehmendem Strom wurden die Verluste stärker, und die erwartete Drehmomentsteigerung ging durch die Sättigung verloren.

Schrittwinkel von 0,9 Grad Schrittwinkel von 1,8 Grad
Schrittwinkel von 0,9 Grad Schrittwinkel von 1,8 Grad

In den frühen Jahren waren die meisten Motoren mit einem Schrittwinkel von 0,9 Grad NEMA 23 oder Single-Stack-NEMA 34 Gehäusemotoren mit geringem Strom. Die niedrigeren Ströme führten zu einer geringeren Sättigung in den Stahllaminierungen und waren daher in einigen Anwendungen erfolgreich.

Auch heute gibt es noch Einsatzzwecke für Schrittmotoren mit einem Schrittwinkel von 0,9 Grad. Durch Mikroschritte und die erweiterte Filterung im oberen Frequenzbereich können moderne Schrittmotoren jedoch erfolgreich durch den resonanzbehafteten unteren Frequenzbereich der Motoren mit einem Schrittwinkel von 1,8 Grad beschleunigen – und dabei eine adäquate Leistung erzielen.

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