BECKHOFF EL7037 - Handbuch (Seite 23)

Produktübersicht
Abb. 11: Regelstruktur eines Standard Schrittmotorantriebs
Unter Vernachlässigung der durch das Microstepping bedingten weiterhin vorhandenen Abtastung kann der
Motorstrom I in Abhängigkeit des elektrischen Winkels φe und des Betrages des Motorstromes I
ABS
(bei
Verwendung einer Stromregelung) wie folgt beschrieben werden:
I(φ
e
) = I
A
+ jI
B
= I
ABS
cos(φ
e
) + jI
ABS
sin(φ
e
)
Dargestellt durch Betrag und Winkel ergibt sich:
I(φ
e
) = I
ABS
· e jφe
Daraus geht hervor, dass eine Umdrehung des elektrischen Winkels φe vier Vollschritten entspricht. (Ein
Schrittmotor mit 200 Vollschritten besitzt demzufolge 50 Pohlpaare).
Wird ein konstanter Strom bei unbelasteter Motorwelle eingestellt, so richtet sich die Welle aus. Die Die
Welle zeigt dabei (innerhalb eines Polpaares) in Richtung des wirksamen Statorfeldes.
Wird die Motorwelle von außen belastet, wird die Welle aus der Feldrichtung herausgedreht und es stellt sich
ein Lastwinkel (auch Polradwinkel) ein (bezogen auf eine elektrische Umdrehung des Winkels φe). Die Höhe
des Lastwinkels ist abhängig vom Aufbau des Schrittmotors selbst, von der Höhe des Motorstroms und von
der Höhe des an der Welle wirksamen Drehmoments. Der Zusammenhang ist nichtlinear!
Überschreitet der Lastwinkel eine motorabhängigen Maximalwert (das unter diesen Randbedingungen
maximale Drehmoment der Maschine wird überschritten), so kann das Lastmoment vom Motor nicht mehr
gehalten werden. Dreht man die Welle weiter aus dem Drehfeld heraus, „kippt“ sie und ein oder mehrere
Schrittverluste sind die Folge. Die Höhe des „Kippwinkels“ kann von Motortyp zu Motortyp unterschiedlich
sein. Oft liegt er zwischen ca. 45° und 65°.
Abb. 12: Verhalten des Rotors bei Belastung
Da der Lastwinkel Rückschlüsse auf die Belastung der Welle zulässt ist er für den Nutzer interessant. Er wird
durch die Auswertung der induzierten Gegenspannung* gemessen und kann zur Optimierung des
Antriebssystems verwendet werden.
EL70x7 23 Version 1.0