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Was Sie bei der Auswahl eines Antriebs für Ihren Schrittmotor wissen müssen

16 Mär 2022
Kollmorgen Experten

Schrittmotoren sind für die Bereitstellung von Spitzendrehmomenten in Systemen mit offenem Regelkreis konzipiert – wie beispielsweise für das Aufbringen von Etiketten auf Flaschen auf einem Hochgeschwindigkeits-Fördersystem – und sind eine hervorragende Wahl, um optimale Ergebnisse zu erschwinglichen Kosten zu erzielen. Aber nachdem Sie sich informiert haben und einen Schrittmotor für Ihre Anwendung ausgewählt haben, müssen Sie noch die andere Hälfte des Antriebssystems berücksichtigen.

Um das Beste aus Ihrem Schrittmotor herauszuholen, müssen Sie ihn mit dem richtigen Antrieb kombinieren. Es gibt drei entscheidende Elemente, die Sie bei Ihrer Auswahl berücksichtigen sollten: Spannung, Stromstärke und Induktivität. Jedes dieser Elemente spielt eine wichtige Rolle bei der Leistung eines Motors. Werden diese Parameter nicht berücksichtigt, kann dies zu einer schlechten Leistung führen oder sogar dazu, dass der Motor überhitzt und ausfällt – mit der Folge, dass Produktionszeit verloren geht und die Wartungskosten steigen.

Nennspannung

Das Überschreiten der maximalen Nennspannung des Motors oder der Betrieb mit höheren Versorgungsspannungen kann zum Ausfall des Motors führen. Deshalb müssen Sie bei der Auswahl eines Antriebs für einen Schrittmotor die maximale Nennspannung des Motors oder typische Nennspannungen aus Katalogdaten oder Leistungskurven kennen. Schrittmotoren werden in der Regel von Servoverstärkern angetrieben, die mit Wechselstrom (120 oder 240 Volt) oder mit Niederspannungs-Gleichstrom (24, 36 oder 48 Volt) betrieben werden. Wenn Sie einen Motor mit einer höheren als der angegebenen Spannung betreiben, zum Beispiel einen Motor, der für 24 Volt Gleichstrom ausgelegt ist, mit hoher Spannung betreiben, wird er schnell überhitzen. Umgekehrt erzeugt ein Motor, der mit einer zu niedrigen Spannung betrieben wird (zum Beispiel ein Hochspannungsmotor, der mit 24 Volt Gleichstrom betrieben wird), weniger Leistung, und wenn die Last nicht reduziert wird, kann dies zum Ausfall des Motors führen.

Nicht immer lässt sich die Nennspannung eines Motors auf dem Typenschild finden. Schätzen Sie die Spannung des Antriebs nicht. Wenn die Spannung nicht auf dem Motor angegeben ist, sollten Sie stattdessen im Katalog nachsehen oder den Hersteller direkt fragen. Einige Hersteller bieten Online-Design-Tools an, mit denen Sie Leistungskurven für Schrittmotoren auf der Grundlage der verfügbaren Spannung und des Stroms in Ihrer Anwendung erstellen können. Unter Verwendung derselben Spezifikationen, Spannung und Strom, gibt das Tool auch eine Temperatur-Drehzahl-Kurve aus, die Ihnen zeigt, ob Sie den Motor überhitzen könnten.

Strombemessung

Bei der Auswahl eines Antriebs sollten Sie darauf achten, dass er die richtige Stromstärke an den Motor liefern kann. Eine genaue Stromanpassung ist nicht unbedingt erforderlich, aber der Betrieb mit einer niedrigeren Stromstärke erzeugt ein geringeres Drehmoment. Wenn die Last nicht reduziert wird, kann dies den Motor zum Stillstand bringen. Wenn Sie den Antriebsstrom höher als den Nennstrom des Motors einstellen, werden die Motorwicklungen überhitzt und fallen aus. Dies führt zu dauerhaften Schäden am Motor. Unabhängig davon, ob es sich um eine Software- oder eine DIP-Schalter-Einstellung handelt, sollten Sie den Nennstrom wählen, der am ehesten dem Nennstrom des Motors entspricht.

Induktivität

Jeder Motor hat eine Wicklungsinduktivität und auch Servoverstärker haben in der Regel einen Induktivitätsbereich, der bei der Kopplung des Motors berücksichtigt werden muss. Daher müssen Sie die Induktivität des Motors kennen und einen Antrieb wählen, der mit dem Motor kompatibel ist. Je nach Versorgungsspannung kann der Motorstrom nicht in der erforderlichen Zeit geliefert werden, wenn die Motorinduktivität zu hoch ist. Wenn sie zu niedrig ist, wird der Motor zu schnell mit Strom versorgt, was zu einer Überhitzung und einem Ausfall des Antriebs führen kann. Und wenn die Induktivität höher als die für den Antrieb geltende Motorinduktivität ist, dreht sich der Motor möglicherweise überhaupt nicht.

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Dieses Blogthema wurde in Zusammenarbeit von Motion- und Automationsexperten bei Kollmorgen erstellt, darunter Ingenieure, Customer Service - Mitarbeiter und Applikateure. Gerne helfen wir auch bei Ihrem Projekt.

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