Die Entwicklung der Schrittmotor-Antriebstechnologie und jede technologische Innovation werden mehrere Marktrevolutionen mit sich bringen, wobei Spitzentechnologie den Markt anführen wird.
1. Konstantspannungsantrieb
Beim Einzelspannungsantrieb arbeitet die Motorwicklung nur in einer Richtung, während mehrere Wicklungen abwechselnd Spannung liefern. Diese Antriebsart ist relativ alt und wird heute grundsätzlich nicht mehr verwendet.
Vorteile: Die Schaltung ist einfach, es sind wenige Bauteile erforderlich, die Steuerung ist ebenfalls einfach, die Realisierung ist relativ einfach.
Nachteile: Für die Schaltverarbeitung muss ein ausreichend großer Transistorstrom bereitgestellt werden, die Laufgeschwindigkeit des Schrittmotors ist relativ niedrig, die Motorvibration ist relativ groß und es entsteht Hitze. Da es nicht mehr verwendet wird, wird es nicht ausführlich beschrieben.
2. Hoch- und Niederspannungsantrieb
Da der Konstantspannungsantrieb viele Nachteile hat, werden durch die Weiterentwicklung der Technologie und die Entwicklung neuer Hoch- und Niederspannungsantriebe einige der Nachteile des Konstantspannungsantriebs behoben. Das Prinzip des Hoch- und Niederspannungsantriebs besteht darin, dass sich der Motor bei Hochspannungssteuerung um einen ganzen Schritt bewegt, bei Niederspannungssteuerung um einen halben Schritt und beim Anhalten um eine Niederdrucksteuerung.
Vorteile: Durch die Hoch- und Niederspannungssteuerung werden Vibrationen und Geräusche bis zu einem gewissen Grad verbessert. Außerdem wird erstmals das Konzept eines Schrittmotors mit Unterteilungssteuerung vorgeschlagen. Außerdem wird der Arbeitsmodus zur Halbierung des Stroms beim Anhalten vorgeschlagen.
Nachteile: Die Schaltung ist im Vergleich zum Konstantspannungsantrieb komplex, die Hochfrequenzeigenschaften stellen hohe Anforderungen an die Transistoren, der Motor vibriert bei niedrigen Drehzahlen immer noch relativ stark und die Wärmeentwicklung ist immer noch relativ groß, sodass dieser Antriebsmodus derzeit grundsätzlich nicht verwendet werden sollte.
3. Selbsterregter Konstantstrom-Chopper-Antrieb
Der selbsterregte Konstantstrom-Chopper-Antrieb funktioniert über die Hardwarekonstruktion. Wenn der Strom einen bestimmten eingestellten Wert erreicht, wird der Strom durch die Hardware geschlossen und dann eine andere Wicklung mit Strom versorgt, eine andere Wicklung wird mit Strom versorgt, bis ein fester Strom erreicht ist, und dann wird der Strom durch die Hardware geschlossen und so weiter und so fort, um den Betrieb des Schrittmotors voranzutreiben.
Vorteile: Der Lärm wird erheblich reduziert, die Geschwindigkeit wird bis zu einem gewissen Grad erhöht und die Leistung weist im Vergleich zu den ersten beiden Typen gewisse Verbesserungen auf.
Nachteile: Die Anforderungen an das Schaltungsdesign sind relativ hoch, die Anforderungen an die Entstörungsfestigkeit der Schaltung sind hoch, es kann leicht zu Hochfrequenz- und Brandschäden an Antriebskomponenten kommen und die Leistungsanforderungen an die Komponenten sind hoch.
4. Aktueller Vergleich Chopper-Antrieb (derzeit die am Markt am häufigsten eingesetzte Technologie)
Der Stromvergleichs-Chopper-Antrieb wandelt den Wicklungsstromwert des Schrittmotors in einen bestimmten Spannungsanteil um und vergleicht ihn mit dem voreingestellten Ausgangswert des D/A-Wandlers. Das Vergleichsergebnis wird verwendet, um den Leistungsröhrenschalter zu steuern und so den Wicklungsphasenstrom zu steuern.
Vorteile: Die Bewegungssteuerung simuliert die Eigenschaften einer Sinuswelle, was die Leistung erheblich verbessert. Die Bewegungsgeschwindigkeit und das Rauschen sind relativ gering und es kann eine relativ hohe Unterteilung verwendet werden. Dies ist die derzeit gängige Steuerungsmethode.
Nachteile: Die Schaltung ist komplexer, Störungen in der Schaltung sind schwer zu kontrollieren und den theoretischen Anforderungen zu entsprechen, es entsteht leicht Jitter, bei der Steuerung bilden sich sinusförmige Spitzen und Täler, was leicht zu Hochfrequenzstörungen führen kann, die wiederum zur Erwärmung der Antriebskomponenten führen oder aufgrund der Alterung zu hohe Frequenzen aufweisen. Dies ist der Hauptgrund, warum viele Treiber länger als ein Jahr verwendet werden können und die rote Schutzleuchte leuchtet.
5. Unterwasserantrieb
Dies ist eine neue Bewegungssteuerungstechnologie. Die Technologie befindet sich im aktuellen Vergleich der Chopper-Antriebstechnologie unter der Prämisse, die Mängel zu überwinden und eine neue Antriebsmethode zu entwickeln. Die Kerntechnologie liegt im aktuellen Vergleich des Chopper-Antriebs unter der Prämisse, die Wärme des Antriebselements zu erhöhen und die Hochfrequenzunterdrückungstechnologie zu schützen.
Vorteile: Beide haben die gleichen Vorteile wie herkömmliche Chopper-Antriebe, die Wärmeentwicklung ist besonders gering und die Lebensdauer ist lang.
Nachteile: Neue Technologie, relativ hoher Preis, relativ strenge Anforderungen an die Anpassung jedes Schrittmotors und Treibers.
Veröffentlichungszeit: 28. August 2024