Da es ja hier und da Verständnissprobleme zu Schrittmotoren gibt, mal eine kurze Zusammenfassung. Ich hab mir das ja auch in vielen Jahren meiner Arbeit damit erst entwickeln müssen. Vieles lernt man erst, wenn man sie in Benutzung hat.
Zuerstmal die möglichen Schaltungsvarianten
Unipolar und Bipolar.
Bei Unipolar wird eine Seite fest auf ein Potenial gelegt und und die andere Seite zu oder abgeschaltet, Einfach zu steuern, aber nutzt die Wicklung nicht optimal aus, man verschenkt Leistung.
Bipolar wird an beiden Enden der Spule im Wechsel + oder - gelegt. Durchs Umpolen bekommen man daher mehr Power raus aus der selben Wicklungsgröße. Aufwendiger zu steuern, weil man eine H-Brücke braucht.
http://www.schrittmotor-blog.de/unipolar-oder-bipolar/
Hier mal ein defekter Schrittmotor geöffnet. Es ist ein Escap P530 mit 0,7A Spulenstrom und 3,6° Drehwinkel.
Man erkennt die Spulen, die jeweils kleine U-Kerne treiben. es sind je Seite 10 solcher Kerne, was für 20 Magnetfelder sorgt, die jeweils ihren eigen magnetischen Fluss haben. Da drauf kommt eine Scheibe aus Magneten, man sieht an den Rasterungen, das es kein Einzelmagnet ist sondern viele im Kreis liegende Magnetsegmente. Diese Anzahl ist massgebend für den Schrittwinkel. Und der wiederum wieviel Impulse ich pro Umdrehung machen muss bzw welche Position gerade ansteht.
Schrittwinkel
Typisch sind 3,6°, 1,8° neuerdings auch 0,9°. Während 3,6° so langsam ausstirbt. Kleinstmotoren können auch mal 7,5° haben.
Im Anhang Bilder einiger Motoren von nanotec aus meinem Portfolio, zum Teil im Produktiveinsatz, zum teil für Versuche. Besonders das Planetengetriebe an dem langen Nanotecmotor ist ein Schmuckstück. 95% Wirkungsgrad mit exterem kleinen Spiel, zahlt man aber auch 200Euro für. Während ein ansonsten gleiches, aber weniger präzieses Getriebe mit 70% Wirkungsgrad bei 50 Euro oder weniger liegt. Auch hier kann man sich leicht verhauen und einen ansonsten kräftigen Motor zu stark die Kraft rauben und er schafft es nicht mehr.
Was ich dann noch so sehe ich den Programmen (allerdings weis ich nicht, ob in der Stepperbibliothek das transparent eingebunden ist): direktes Anfahren mit voller Drehzahlvorgabe. Das heist der Motor muss sich innerhalb eines Taktes auf seine Nenndrehzahl beschleunigen. Erreicht er aber nur 50% seines Winkels wird er zurück springen an die Startposition statt die nächste Position einzunehmen. heist, er bleibt einfach stehen und brummt. Nur wenn der Motor ein so hohes Anlaufmoment hat, gegenüber dem Gegenmoment das er treiben muss, das er sich in einem Takt auch noch beschleunigen kann läuft er sauber an. Aber das kann man austricksen indem man Rampe fährt. Also den Sollwert langsamer steigert. Welche Rampenzeit muss man sich austüfteln, aber schon 100ms sind da ne Menge.
Ebenfalls im Anhang noch 2 Bilder zu der Maschine wo der Motor eingesetzt wird. Dort kommen allerdings wegen der Bauform Zeitlauf-Getriebe zum Einsatz. Das sind Stirnradgetriebe mit durchschnittlichem Wirkungsgrad. Ich glaube irgendwas zwischen 50 und 70%, Zeitlauf gibt den genauen Wirkungsgrad nicht so einfach preis. Sie sind halt flach bauend und man sieht das unten nicht mehr viel Platz ist.
Wer Schrittmotoren richtig auswählt und einsetzt kann damit einige Dinge einfacher erledigen. Vorallem spart man Rechenzeit die ein Encoder sonst kosten würde. Deswegen wird er ja gerne bei den 3D-Druckern benutzt. Und das Drehmoment/größen Verhältniss ist mit das beste bei den Motoren. Sie ähneln da den Scheibenmotoren. Allerdings mögen sie keine hohen Drehzahlen. Dafür müsste man Servomotoren mit Encoder nutzen, die dann auch mal 6000U/min schaffen ohne viel Drehmoment zu verlieren.
