Wir wissen bereits, dass ein Schrittmotor ein Aktuator ist, der elektrische Impulssignale in Winkelverschiebung umwandelt. Wie kann man also die Geschwindigkeit und Position des Motors genau steuern? Hierzu ist ein Treibergerät erforderlich.
Was ist ein Schrittmotortreiber?
Ein Schrittmotortreiber ist ein Leistungsverstärker, der einen Schrittmotor antreiben kann. Er kann das von der Steuerung gesendete Impulssignal in ein Antriebsstromsignal umwandeln, um die Winkelverschiebung des Schrittmotors zu steuern. Die Geschwindigkeit des Motors ist proportional zur Impulsfrequenz. Daher kann durch die Steuerung der Impulsfrequenz die Geschwindigkeit genau eingestellt werden, und durch die Steuerung der Anzahl der Impulse kann die Maschine genau positioniert werden.
Welche Fahrmodi gibt es? Es gibt drei grundlegende Schrittmotor-Antriebsmodi: Vollschritt, Halbschritt und Unterteilung. Der Hauptunterschied liegt in der Regelgenauigkeit des Motorspulenstroms (dh der Erregungsmethode).
Vollschritt-Treiber:
Der Schrittmotortreiber erregt zyklisch die beiden Spulen des Zweiphasen-Schrittmotors gemäß dem Impuls-/Richtungsbefehl (d. h. die Spule wird mit einem eingestellten Strom geladen). Jeder Impuls dieser Antriebsmethode führt dazu, dass sich der Motor bewegt Der Grundschrittwinkel beträgt 1,80 Grad (bei einer Umdrehung eines Standard-Zweiphasenmotors gibt es 200 Schrittwinkel).
Halbschrittantrieb:
Bei einphasiger Erregung stoppt die Motorwelle in der Vollschrittposition. Nachdem der Treiber den nächsten Impuls erhält und eine weitere Phase erregt und den ursprünglichen Erregungszustand beibehält, bewegt sich die Motorwelle um einen halben Schrittwinkel und stoppt die Mitte zweier benachbarter Vollschrittpositionen.
Durch zyklische Erregung der Zweiphasenspule mit einphasiger und dann zweiphasiger Erregung dreht sich der Schrittmotor in Halbschritten von 0,90 Grad pro Impuls.
Die Halbschrittmethode bietet den Vorteil einer doppelt so hohen Genauigkeit und weniger Vibrationen bei Betrieb mit niedriger Drehzahl.
Segmentierungstreiber:
Der Unterteilungsantriebsmodus hat zwei große Vorteile: minimale Vibrationen bei niedriger Geschwindigkeit und hohe Positionierungsgenauigkeit. Für Schrittmotoranwendungen, die manchmal einen Betrieb mit niedriger Drehzahl erfordern (d. h. die Motorwelle arbeitet manchmal mit weniger als 60 U/min) oder die eine Positionierungsgenauigkeit von weniger als 0,90 Grad erfordern, werden häufig unterteilte Schrittmotortreiber verwendet.
Das Grundprinzip besteht darin, eine präzise Stromsteuerung an den beiden Spulen des Motors in sinus- und kosinusförmigen Schritten durchzuführen, sodass der Abstand eines Schrittwinkels in mehrere unterteilte Schritte unterteilt wird.
Der durch die Unterteilung erzeugte Präzisionssteuerungseffekt hängt von der Fähigkeit des Treibers ab, den Strom zu steuern. Jeder Hersteller ist unterschiedlich und die Motorgenauigkeit kann nicht allein durch Betrachtung der Unterteilung bestimmt werden.
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