Ansteuerung beim 2 Phasen Schrittmotor

 

Ein 2 phasiger Motor kann unipolar oder bipolar angesteuert werden. Zudem kann der Motor in beiden Schaltungsvarianten in Vollschritt, Halbschritt ¼Schritt... bis zum Microschritt betrieben werden. Der Strom in einer Motorwicklung kann hierbei positiv, negativ, null oder einen Zwischenwert zwischen Null und seinem Max. Wert (meist Nennstrom) annehmen. Die Stromabsenkung zu Zwischenwerten im Halbschritt, ¼Schritt... wird benötigt, um das Motordrehmoment in jeder Schrittbetriebsart konstant zu halten. Ohne Stromabsenkung des Stromreglers wird bei Halbschritt bis Microschritt-Takttung ein von Schritt zu Schritt unterschiedliches Drehmoment erzeugt. Dies führt zu unerwünschter Drehmomentpulsation welche unnötige Lauf- und Brummgeräusche des Motors erzeugen. (Siehe Abschnitt Drehmomentverlauf). 

Nachfolgende Ansteuertabellen zeigen die Polarität (Stromrichtung) und die Höhe des Stromes in jedem Schritt. Hierbei bedeutet das + Zeichen eine positive Polarität, das - Zeichen bei der Bipolarschaltung eine negative Polung. Das  0 Zeichen besagt dass die Spule nicht angesteuert ist.  Das x Zeichen bedeutet eine Stromabsenkung um den Faktor für eine Drehmomentabsenkung im Halbschritt.

Unipolarschaltung                                    Bipolarschaltung

Vollschritt -Betrieb                                 
Schritt  W1 W2 W3 W4
0            +   0     0     +
1            +   0     +     0
2            0    +    +     0
3            0    +    0     + 
 Vollschritt -Betrieb
Schritt  W1 W2
0          +      -
1          +     +
2          -      +
3          -       -
Halbschritt - Betrieb
Schritt   W1 W2 W3 W4
0   x      +    0    0    +
1           +    0    0    0
2   x      +    0    +    0
3           0    0    +    0
4   x      0    +    +    0
5           0    +    0    0
6   x      0    +    0    +
7           0    0    0    + 		 Halbschritt - Betrieb
Schritt    W1 W2
0   x       +    -
1            +    0
2   x       +    +
3            0    +
4   x        -    +
5             -    0
6   x        -     -
7            0     - 

 

Ansteuerschaltung für den Unipolarbetrieb

 

Ansteuerschaltung für den Bipolarbetrieb

Jede Motorwicklung benötigt in der bipolaren Schaltung eine eigene Transistorbrücke. Es werden immer zwei Transistoren jeder Brücke über Kreuz gemeinsam angesteuert. Nur dann ist ein Stromfluss ohne Kurschluss der Betriebsspannung möglich.

Der Stromverlauf beider Phasenströme bei Halbschrittansteuerung. Gut zu sehen ist die Stromabsenkung um den Faktor in den Halbschritten also auf den Positionen in denen jeweils beide Motorphasen bestromt sind.

 

 

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Infos/Fragen an:  Peter@Goetz-Automation.de

 

 

 

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