Closed-Loop-Technologie für Schrittmotoren
Bild 2: Die integrierte Elektronik regelt den „StepIM“-Schrittmotor als zweiphasigen bürstenlosen DC-Motor mit Positions-, Geschwindigkeits- und DQ-Stromregelung sowie mit weiteren Algorithmen.
Indem die Closed–Loop-Technologie auf Schrittmotoren übertragen wird, kann man die Vorteile beider Systeme zum geringeren Preis der Schrittmotoren erhalten. Da sie eine klare Performance an den Tag legen und hinsichtlich der Energieeffizienz Vorteile zu bieten haben, können Closed-Loop-Schrittmotoren teurere Servomotoren bei einer zunehmenden Anzahl an anspruchsvollen Anwendungen ersetzen. Mit „stepIM“ bietet Servotronix Schrittmotoren mit feldorientierter Closed-Loop Regelung und integrierter Elektronik an. Die integrierte Elektronik regelt den Schrittmotor mit Sinuskommutierung und feldorientierter Geschwindigkeits-, Positions- sowie DQ-Stromregelung. Mittels der Closed-Loop Regelung mit einem Singleturn-Absolutwertgeber ist bei jeder Drehzahl die optimale Drehmomentnutzung gewährleistet. Ferner sind Closed-Loop Schrittmotoren langlebiger und resonanzärmer als Open-Loop Schrittmotoren. Bei den „stepIM“-Motoren fließt Strom nur dann, wenn er erforderlich ist, also beispielsweise bei der Be- und Entschleunigung. Wie Servomotoren nehmen diese Schrittmotoren stets Strom nur im Verhältnis zum jeweiligen Drehmoment auf (Bild 4). Da Motor und Elektronik dadurch weniger Verluste und folglich geringere Temperaturen erzeugen, können „stepIM“-Schrittmotoren beim Drehmoment Spitzenwerte erreichen, wie sie bislang nur Servomotoren zugetraut wurden.
Keine Kraftreserve erforderlich
Damit ein ausreichend großes Drehmoment sichergestellt wird, das zur Vermeidung eines Schrittverlustes auch Störungen überwindet, haben Open-Loop-Schrittmotoren in der Regel ein Drehmoment, das mindestens 40 % über dem Wert liegt, der für die Anwendung erforderlich ist. Werden „stepIM“-Schrittmotoren durch einen Stillstand überlastet, halten sie der Last entgegen, ohne an Drehmoment zu verlieren. Sobald die Blockade entfällt, laufen die Motoren weiter. Das maximale Drehmoment ist bei jeder Drehzahl sichergestellt, und Positionsgeber sorgen dafür, dass keine Schritte ausfallen. Auf diese Weise können Closed-Loop-Schrittmotoren den Drehmomentanforderungen der jeweiligen Anwendung bestmöglich entsprechen, ohne hierzu eine Reserve von 40 % vorhalten zu müssen.
Da die Elektronik bei den „stepIM“-Schrittmotoren integriert ist, lässt sich mit Ihnen eine dezentrale Architektur realisieren. Das reduziert den Verkabelungsaufwand und vereinfacht die Installation.