Die Motorwicklung
Zwischen Rotor und Motorgehäuse steht Raum für die Motorwicklung zur Verfügung. Dieser Motorinnenraum kann mit unterschiedlichen Wicklungen gefüllt werden.
Entweder werden viele Windungen pro Motorphase mit sehr dünnem Draht, oder wenige Windungen mit dickem Draht eingearbeitet. Dies führt optisch von außen zwar zu denselben Schrittmotoren, aber mit völlig anderen Betriebsverhalten.
Das resultierende Magnetfeld des Motors mit vielen dünnen Windungen ist bereits schon bei kleinen Phasenströmen höher als bei Motoren mit wenigen Windungen. Dies ergibt ein höheres Drehmoment. Leider ist auch die Wicklungsinduktivität und die erzeugte EMK höher. Durch die größere EMK wirkt mit steigender Motordrehzahl eine größere Gegenspannung gegen die Betriebsspannung. Der Motor verliert schnell bei höheren Drehzahlen an Drehmoment. Zudem erzeugt diese Motorwicklung wesentlich mehr ohmsche Verlustwärme, da ein dünner, langer Wicklungsdraht einen deutlich höheren ohmschen Widerstand aufweist, als ein kurzer und dicker Draht. Die ohmschen Verluste steigen quadratisch mit dem Strom an. Der Motor wird bereits bei kleinen Strömen sehr heiss und muss seine Verlustleistung aus der Wicklung möglichst gut abführen können. Der quadratische Anstieg der Verlustleistung (=Wärme) begrenzt den Variationsbereich zu noch feiner gewickelten Motoren mit höheren Windungszahlen.
Durch die Vielzahl unterschiedlicher Materialen und Komponenten (Draht, Isolierlack, Ferrite, Blech, Lagerfett, Kunststoff...) unterliegen Motoren mit hohen Temperaturunterschieden thermischen Spannungen durch unterschiedliche Längenausdehnungskoeffizienten der verwendeten Werkstoffe. Zudem leiden einige Materialeigenschaften unter hohen Temperaturen (Courierpunkt von Magnetwerkstoffe, Isolierung etc) was leichter zu Motorausfällen kommen kann.
Durch die unterschiedlichen Wicklungsauslegungen können Motore für unterschiedliche Einsatzzwecke hergestellt werden. Die Motorauslegung bzw. Motorauswahl sollte bei der Art der Ansteuerung, ob für Konstantspannung oder Konstantstrom, sowie bei der Wicklungsverschaltung (bi- oder unipolar), berücksichtigt werden.
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