Step by Step: Erste Schritte

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01.08.2015 von plaintron

Gestern habe ich eine kurze Einführung zum Thema Schrittmotoren geschrieben. Eine genauere Betrachtung soll zeigen, was zu welchem Zeitpunkt in den Wicklungen geschieht.

Der grundsätzliche Aufbau eines bipolaren Schrittmotors sieht so aus:

 

bipolar_expDer Permamentmagnet im Rotor richtet sich nach den Magnetfeldern der  beiden Statorspulen aus. Im Bild fließt ein Strom durch die blaue Spule zwischen den Anschlüssen A und B. Wird nun zusätzlich ein Strom durch die gelbe Spule geschickt, dreht sich der Anker um 45 Grad nach links oder nach rechts, je nach Stromrichtung.

Wird der Strom in der blauen Spule nun unterbrochen, erfolgt eine weitere Drehung um 45 Grad und der Anker richtet sich nach der gelben Spule aus. Für die nächsten 45 Grad muss wieder die blaue Spule durchströmt werden, aber in entgegengesetzter Richtung wie zuvor.

Es ergibt sich also folgende Schaltsequenz (B für blau, G für gelb, + und – für die Stromrichtungen bzw. 0 für Strom aus):

G0 -> G+ -> B0 -> B- -> G0 -> G- -> B0 -> B+ ->  (G0 …)

drehung_exp

Im grauen Diagramm sehen wir die Signalverläufe der beiden Spulenströme. Jeder Spulenstrom kann drei Zustände annehmen: Positiv, negativ und aus. Im oben gezeigten Halbschrittbetrieb ergeben sich so also acht Positionen für eine volle Drehung. Jede Flanke führt zu einem Positionswechsel. Um die Spulen richtig ansteuern zu können benötigen wir also ein Bauteil, das pro Spule zwei Umschalter mit Aus-Stellung beinhaltet:

dpdt_exp

Dieser Schalter muss natürlich elektronisch gesteuert werden, damit das Timing genau stimmt. Ein darür bestimmtes Bauteil ist der Schrittmotortreiber, den ich im nächsten Beitrag genauer erkläre.

Nachtrag: Bei Nanotec gibt es eine ineraktive Flash-Animation, die alles was ich hier geschrieben habe anschaulich darstellt: http://de.nanotec.com/support/tutorials/schrittmotor-und-bldc-motoren-animation/

Literatur: AN470 Application Note, The L297 Stepper Motor Controller, SGS Thomson (PDF)

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2 Kommentare zu “Step by Step: Erste Schritte

  1. […] Lage ist, den Motor mit einem Leistungssignal zu versorgen. Das Bild oben entspricht im Prinzip dem Graph aus dem vorherigen Beitrag, allerdings ist die Darstellung etwas anders […]

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