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SCHRITTMOTOREN-ENDSTUFEN

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Haydon Kerk Motion Solutions hat eine hochmoderne Serie von Endstufen für den effizienten Betrieb von Motoren bei Spitzengeschwindigkeiten entwickelt. Wir können Ihnen dabei helfen, aus unserer Auswahl an Optionen genau das System zusammenzustellen, das die Leistung aller Anwendungen steigert. Die uni/bipolaren Endstufen von Haydon werden durch unseren hervorragenden Kundendienst unterstützt.

Der unipolare Motor hat 6 Anschlussleitungen (Spulen mit Mittelanzapfung). Diese Art von Anordnung lässt sich elektronisch leicht steuern. Im Gegensatz zu bipolaren Motoren wird die Leistung jedoch um 70 % reduziert, da jeweils nur die Hälfte der vorhandenen Wicklung bestromt wird. Die bipolare Endstufe hat 4 Anschlussleitungen und erzielt eine maximale Leistung. Hierfür ist allerdings eine Umkehrung der Stromrichtung in jeder Motorphase und eine entsprechend anspruchsvollere Elektronik erforderlich.
Beide Arten von Endstufen, die wir jederzeit vorrätig haben, sind ideal für die Anfangs- und Fertigungsphase Ihres Projekts. Die Motoren der Marke Haydon stellen bei Steuerung durch diese Endstufen ihre Nennleistungen bereit.

 

CHOPPER DRIVER (KONSTANTSTROM)

Ein Chopper Drive ist eine stromsparende Methode für die Ansteuerung eines Schrittmotors zur Erzielung höherer Schrittgeschwindigkeiten. Das Drehmoment wird ebenfalls aufrechterhalten. Dies wäre normalerweise aufgrund der Auswirkungen der Gegen-EMK sowie erhöhten Spulenimpedanz nicht der Fall.

 

SERIE:

>DCM 4826X
>DCM 8027/ DCM 8054
>DCS 4020
>44103 Whisper
>IDEA Schrittmotor Steuerung (engl.)

 

TECHNISCHE DATEN FÜR ENDSTUFEN (DRIVES)

 

Mit allen Haydon™ Drives können Endstufen im Halbschritt angesteuert werden.


Für den Betrieb von Schrittmotoren sind einige externe elektrische Bauteile erforderlich. Normalerweise handelt es sich dabei um Folgendes: Stromversorgung, Logikeinheit, elektronische Schalter sowie einen Pulsgenerator für die Festlegung der Schrittrate. Viele auf dem Markt verfügbare Endstufen haben alle diese Bauteile in eine Einheit integriert. Einige einfach ausgelegte Endstufen bieten lediglich die Leistungsendstufe ohne die Möglichkeit, die notwendigen Schrittsequenzen zu erzeugen.


Bipolar Drive


Diese bipolare Endstufe ist sehr beliebt für zweiphasige bipolare Motoren mit vier Anschlussleitungen. Eine integrierte Driver-/Controller-Einheit bewirkt die wechselseitige Umkehrung der Stromrichtung. Die Schrittsequenz dieser Ansteuerung sehen Sie hier Abbildung 5.


Unipolar Drive


Diese Endstufe setzt eine Mittelanzapfung der Wicklung in jeder Phase voraus (6 Anschlussleitungen).
Anstatt die Versorgungsspannung (und damit die Stromrichtung im Wicklungsstrang) umzupolen, muss diese Endstufe lediglich die Versorgungsspannung von einem zum anderen Strang weiterschalten (Abbildung 6). Die Wicklungen sind so angeordnet, dass durch das Weiterschalten das magnetische Feld im Motor umgepolt wird. Dadurch ergibt sich eine vereinfachte Ansteuerung; es wird jedoch allerdings nur jeweils die Hälfte der vorhandenen Wicklung bestromt. Dies bewirkt allerdings ein im Vergleich zu einer bipolaren Ansteuerung um etwa 30 % reduziertes Drehmoment bzw. eine um 30 % verringerte Kraft bei einem Linearaktuator.


L/R Drives


Diese Art von Endstufe wird auch als Konstantspannungsendstufe bezeichnet. Viele dieser Endstufen können für den Einsatz von unipolaren und bipolaren Schrittmotoren konfiguriert werden. L/R steht für das Verhältnis zwischen Induktion (L) und Widerstand (R). Diese beiden Parameter beeinflussen den Scheinwiderstand der Motorwicklung in Abhängigkeit von der Schrittfrequenz. Die Ausgangsspannung des L/R Drives muss auf die Wicklungsspannung des Motors abgestimmt sein, wenn der Motor im Dauerbetrieb laufen soll. Die meisten der gezeigten Motor-Leistungskurven basieren auf der an die Anschlussanleitungen angelegten vollen Nennspannung. Bei der Auslegung der Versorgungsspannung müssen auch eventuelle Spannungsabfälle in der Leistungsendstufe berücksichtigt werden, um eine durchgehend optimale Leistung zu erzielen.
Durch eine Erhöhung der angelegten Spannung bei einer kurzen Einschaltdauer kann die Leistung der meisten Schrittmotoren gesteigert werden. Diesen Vorgang nennt man „Übersteuern“ des Motors. Bei Übersteuerung eines Motors muss der Betriebszyklus eine ausreichende, regelmäßige Abkühlzeit (ohne angelegte Spannung) beinhalten, damit die Motortemperatur nicht die vorgegebenen Spezifikationen überschreitet.


Chopper Drives


Ein Chopper Drive ermöglicht es im Vergleich zum L/R Drive, einen Schrittmotor mit größerem Drehmoment (höherer Antriebskraft) und höherer Geschwindigkeit zu betreiben. Ein Chopper Drive ist eine Ansteuerung mit konstantem Strom und fast immer eine bipolare Endstufe. Die Bezeichnung Chopper ist auf das schnelle Ein- und Ausschalten der Ausgangsspannung (chopping) zur Regelung des Motorstroms zurückzuführen. Den besten Wirkungsgrad erzielen hierbei Motoren mit niedriger Induktivität in Verbindung mit einer höchstmöglichen Spannungszufuhr. Generell gilt, dass das Verhältnis zwischen Versorgungsspannung zum Motor und der angegebenen Wicklungsspannung mindestens 8:1 sein sollte, um den optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. Falls nicht anders angegeben, wurde bei allen Performance-Kurven in diesem Katalog ein Verhältnis von 8:1 zugrundegelegt.


Mikroschrittbetrieb


Viele bipolare Endstufen bieten die Möglichkeit zum so genannten Mikroschrittbetrieb. Der Mikroschrittbetrieb unterteilt einen Vollschritt in kleinere Schritte. Beispielsweise kann bei einem 1.5 µm-Schritt ein Linearaktuator 10 Mikroschritte pro Schritt haben. In diesem Fall würde ein Mikroschritt normalerweise  0.15 µm entsprechen. Ein Mikroschrittbetrieb reduziert zwar die Schrittweite des Motors, aber die Mikroschritt-Fehlerquote steigt im Vergleich zur Präzision im Vollschrittbetrieb an. Wie beim Vollschritt addiert sich der Schrittfehler allerdings nicht über einen Vollschritt hinaus.