BECKHOFF EL7037 - Handbuch (Seite 19)

Produktübersicht
gilt als ausgereift und wird nach wie vor weiter entwickelt, um Kosten und Baugröße zu reduzieren und um
Drehmoment und Zuverlässigkeit zu steigern. Bei einem Standard-Schrittmotor mit 200 Vollschritten beträgt
die bestmögliche Positioniergenauigkeit ca. 1,8°.
Heute werden in der Industrie überwiegend Hybridschrittmotoren verwendet. Der Rotor besteht bei diesem
Motortyp aus einem gezahnten Eisenkern mit einem oder wenigen Permanentmagneten im Kern des Rotors.
Der Rotor ist dabei so konstruiert, dass die Polung der aufeinander folgenden Zähne jeweils invers ist. So
lassen sich Motoren mit einer hohen Schrittzahl, welche ausschlaggebend für die Positioniergenauigkeit ist,
kombiniert mit einem vergleichsweise hohen Drehmoment herstellen. Das elektrische Verhalten eines
solchen Hybridschrittmotors ist näherungsweise vergleichbar mit dem eines hochpoligen
Synchronservomotors. Durch die synchrone Zahnung von Stator und Rotor ergibt sich jedoch beim
Hybridschrittmotor ein wesentlich höheres Rastmoment.
Auf dem Markt werden Hybridschrittmotoren mit zwei oder mehr Phasen angeboten. Da die beschriebenen
Klemmen für zweiphasige Motoren ausgelegt sind, wird jedoch hier nur auf den zweiphasigen Typ
eingegangen, dessen Phasen in dieser Dokumentation mit A und B bezeichnet werden.
Mit der Entwicklung der EtherCAT-Klemmen EL70x7 für das Beckhoff EtherCAT-Klemmen-System
erschließen sich neue Anwendungsfelder. Der Einsatz von Microstepping, neuester Halbleitertechnologie
und einer Feldorientierten Regelung (nur mit eigenen Motoren) bietet viele Vorteile:
• größere Laufruhe
• Vermeidung von Resonanzen
• sinkender Energieverbrauch
• geringere thermische Belastung des Motors
• kaum elektromagnetische Abstrahlung
• große Leitungslängen
• einfachere Handhabung
• reduzierte Bauform der Leistungselektronik
• einfache Integration in übergeordnete Systeme
• integriertes Rückführungssystem
Parameter eines Schrittmotors
• Mechanisches System
Unabhängig vom Antrieb und dem Schrittmotor selbst hat der Aufbau der an der Motorwelle befestigten
Mechanik einen wesentlichen Einfluss auf die erreichbare Regelgüte.
Eigenresonanz, Lastresonanzen, Getriebespiel (Lose) und Haftreibung beeinträchtigen die Regelbarkeit des
Antriebssystems negativ. Dies erfordert oft eine etwas weichere Reglerparametrierung, die wiederum zu
einer Erhöhung des Schleppabstands im System führt. Gleitreibung bewirkt wegen des erhöhten
Energiebedarfs einerseits eine Verschlechterung des Wirkungsgrades, kann jedoch die Stabilität der
Regelung wegen ihrer dämpfenden Wirkung auch positiv beeinflussen.
Prinzipiell gilt, je steifer die Mechanik eines Antriebssystems konstruiert ist, umso einfacher lässt es sich
regeln, was das Erreichen eines kleinen Schleppabstands im Antriebsystem begünstigt.
• Drehzahl
Die maximale Drehzahl eines Schrittmotors ist gering und wird meist als maximale Schrittfrequenz
angegeben.
• Phasenzahl
Üblich sind 2- bis 5-Phasen-Motoren. Die EtherCAT-Klemmen EL70x7 unterstützen 2-Phasen-Motoren. 4-
Phasen-Motoren sind im Grunde 2-Phasen-Motoren mit getrennt herausgeführten Wicklungsenden und
können direkt an die EtherCAT-Klemme angeschlossen werden.
EL70x7 19 Version 1.0