Schrittmotor mit Gleichstrommotor

Schrittmotor DC-Motor

Das Prinzip der Motoren ist ein Aspekt des Induktionsprinzips. Das Gesetz besagt, dass, wenn sich eine Ladung in einem Magnetfeld bewegt, eine Kraft auf die Ladung in einer Richtung wirkt, die sowohl zu der Geschwindigkeit der Ladung als auch zu dem Magnetfeld senkrecht ist. Das gleiche Prinzip gilt für einen Ladungsfluss, dann ist es Strom und der Strom, der den Strom führt. Die Richtung dieser Kraft wird durch Flemings rechte Hand gegeben. Das einfache Ergebnis dieses Phänomens ist, dass der Leiter sich bewegt, wenn ein Strom in einem Leiter in einem Magnetfeld fließt. Alle Motoren arbeiten nach diesem Prinzip.

Mehr zum Gleichstrommotor

Der Gleichstrommotor wird von Gleichstromquellen gespeist und zwei Arten von Gleichstrommotoren werden verwendet. Sie sind der Brushed DC-Elektromotor und der bürstenlose DC-Elektromotor.

Bei Bürstenmotoren werden Bürsten verwendet, um die elektrische Verbindung mit der Rotorwicklung aufrechtzuerhalten, und die interne Kommutierung ändert die Polarität des Elektromagneten, um die Drehbewegung aufrechtzuerhalten. Bei Gleichstrommotoren werden Permanent- oder Elektromagnete als Statoren eingesetzt. Die Rotorspulen sind alle in Reihe geschaltet, und jede Verbindung ist mit einer Kommutatorstange verbunden, und jede Spule unter den Polen trägt zur Drehmomentproduktion bei.

Bei kleinen Gleichstrommotoren ist die Anzahl der Wicklungen gering und es werden zwei Permanentmagnete als Stator verwendet. Wenn ein höheres Drehmoment benötigt wird, nimmt die Anzahl der Windungen und die Magnetstärke zu.

Der zweite Typ sind bürstenlose Motoren, die Permanentmagnete haben, da der Rotor und Elektromagnete im Rotor positioniert sind. Bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) hat gegenüber dem Gleichstrommotor viele Vorteile wie höhere Zuverlässigkeit, längere Lebensdauer (keine Bürsten- und Kommutator-Erosion), mehr Drehmoment pro Watt (erhöhter Wirkungsgrad) und mehr Drehmoment pro Gewicht,, und reduziert Geräusch und Eliminierung von ionisierenden Funken aus dem Kommutator. Ein Hochleistungstransistor lädt und treibt die Elektromagneten an. Diese Arten von Motoren werden üblicherweise in Lüftern von Computern

Schrittmotoren haben mehrere vorstehende Elektromagnete, die um ein zentrales zahnradförmiges Stück Eisen angeordnet sind. Die Elektromagneten werden durch eine externe Steuerschaltung, wie beispielsweise einen Mikrocontroller, erregt.Um die Motorwelle zu drehen, wird zuerst einer der Elektromagneten mit Energie versorgt, wodurch die Zahnradzähne magnetisch zu den Zähnen des Elektromagneten angezogen werden und sich in diese Position drehen. Wenn die Zähne des Zahnrads auf den ersten Elektromagneten ausgerichtet sind, sind die Zähne um einen kleinen Winkel vom nächsten Elektromagneten versetzt.

Um den Rotor zu bewegen, wird der nächste Elektromagnet eingeschaltet und die anderen ausgeschaltet. Dieser Vorgang wird wiederholt, um eine kontinuierliche Drehung zu erhalten. Jede dieser leichten Drehungen wird als "Schritt" bezeichnet. Eine Ganzzahl von mehreren Schritten schließt einen Zyklus ab. Mit diesen Schritten kann der Motor so gesteuert werden, dass er einen genauen Winkel einnimmt. Es gibt vier Haupttypen von Schrittmotoren; Permanentmagnet-Schrittmotor, Hybrid-Synchron-Schrittmotor, Variabler Reluktanz-Schrittmotor und Schrittmotor vom Typ Lavet

Schrittmotoren werden in Positionier-Systemen zur Bewegungssteuerung verwendet.

Gleichstrommotor vs Schrittmotor

• Gleichstrommotoren verwenden Gleichstromquellen und sind in zwei Hauptklassen eingeteilt; gebürsteter und bürstenloser Gleichstrommotor, während der Schrittmotor ein bürstenloser Gleichstrommotor mit besonderen Eigenschaften ist.

• Ein gemeinsamer Gleichstrommotor (außer an Servo-Mechanismen) kann die Position des Rotors nicht steuern, während der Schrittmotor die Position des Rotors steuern kann.

• Schritte des Schrittmotors müssen mit einem Steuergerät wie ein Mikrocontroller gesteuert werden, während allgemeine DC-Motoren solche externen Eingänge für den Betrieb nicht benötigen.