BECKHOFF DK9221-0210-0014 - Handbuch

I/O
Motion Control
Application Note DK9221-0210-0014
Keywords
Schrittmotor
Encoder
Phasenstrom
Fahrweg-Steuerung
Drehzahlinterface
KL2531
KL2541
Schrittmotor
Dieses Application Example liefert in Teil A allgemeine Informationen zum Schrittmotor, (Aufbau,
Einsatzgebiete, Ansteuerung etc.) und beschreibt in Teil B den Funktionsumfang der Schrittmotorklemmen
KL2531 und KL2541 von Beckhoff mit Anwendungsbeispielen für eine einfache Fahrwegsteuerung an einer
SPS und für ein Drehzahlinterface mittels einer NC.
A Allgemeines zu Schrittmotoren
Schrittmotoren sind Sonderbauformen der Synchronmaschine, bei denen der Rotor als Permanentmagnet ausgeführt ist,
während der Stator aus einem Spulenpaket besteht. Im Unterschied zum Synchronmotor verfügt der Schrittmotor über eine
große Zahl von Polpaaren. Zum Betrieb des Motors wird eine Ansteuereinheit benötigt, welche die einzelnen Wicklungen
des Motors nach einer bestimmten Impulsfolge bestromt. Ein Schrittmotor neigt zu mechanischer Schwingung, und oberhalb
seiner Lastgrenze verliert er an Dynamik und unter Umständen auch einzelne Schritte, bei starker Belastung kommt es sogar
zum Stillstand der Welle. Daher ist eine sichere Positionierung nur innerhalb der Leistungsgrenzen gewährleistet. Wenn
der Motor jedoch innerhalb seiner Lastgrenzen betrieben wird, kann durch die Aneinanderreihung von Einzelschritten ein
Positioniervorgang ohne Rückführung der Rotorlage ausgeführt werden. Diese Betriebsart (offene Steuerkette) und die
Langelebigkeit des Schrittmotors ermöglichen den Einsatz als Positionierantrieb in preissensitiven Applikationsfeldern.
1. Grundlagen zur Funktion eines Schrittmotors
Ein Schrittmotor besteht, wie bei den meisten Elektromotoren üblich, aus einem Stator (der feststehenden äußeren Wicklung)
und einem Rotor (rotierende Welle mit Magneten). Die Drehung der Motorwelle (Rotor) kommt dadurch zustande, dass
das elektromagnetische Feld des Stators sprungweise geschaltet wird und die Welle sich um den Schrittwinkel a dreht. Bei
einfachster Ansteuerung schaltet man den Schrittmotor von Pol zu Pol bzw. von Schritt zu Schritt. Eine volle Drehung der
Motorwelle setzt sich somit aus einer definierten Anzahl von Einzelschritten zusammen. Eine Stromzufuhr der Motorwicklungen
New Automation Technology Beckhoff 1
Anwendungshinweise siehe Disclaimer auf der letzten Seite
Feldbus
Microstepping