Schrittmotor: Spannung- oder Stromregelung

 

Ein Schrittmotor hat im Datenblatt eine Angabe zu der Betriebsspannung und dem maximalen Strom pro Spule.
Das heißt, aber nicht dass man, die Betriebsspannung nicht erhöhen kann. Wichtig ist, dass der maximale Strom nicht überschritten wird.

 

Je schneller sich der Rotor dreht, desto mehr Gegenspannung EMK wird in jeder Spule induziert. Diese Spannung ist entgegen der Betriebsspannung gepolt und mindert die Spannung, die den Strom bildet. Je kleiner der  Strom desto kleiner das Drehmoment.

          Wie kann man diesem Verhalten entgegenwirken?

Man erhöht die Betriebsspannung. Doch Vorsicht, bei langsamen Drehzahlen, würde der Motor durchbrennen. Es gibt Verfahren die Spannung zu steuern, wie Konstantspannung-Ansteuerung:

  1. L/R-Drive
  2. L/nR-Drive

Bei dem L/R-Drive Verfahren wird die Spulenspannung so gewählt, dass bei Stillstand (Gleichstrombetrieb) gerade der erlaubte Nennstrom fließt. Bei dem L/nR-Drive Verfahren wird den Spulen je ein Widerstand vorgeschaltet und die Spannung entsprechend erhöht. Die Widerstände müssen die Energie im Stillstand „verbraten“.

Da der Strom nicht geregelt wird, muss die Versorgungsspannung der Endstufe an die Nennspannung des Motors angepasst und entsprechend stabilisiert sein, um den Motor nicht zu überlasten. Außerdem ist die mit dieser Ansteuerung erzielbare Motordynamik unzureichend, da die Induktivität der Motorwicklungen die Stromanstiegsgeschwindigkeit begrenzt.

Eine bessere Methode, die heute fast ausschließlich benutzt wird, ist Stromregelung auch Chopping-Drive genannt.