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 handelt es sich um den Arbeitsprozess der Motorwicklung. An der Wicklungsstromversorgung liegt nur eine Richtungsspannung an, mehrere Wicklungen liefern abwechselnd Spannung. Diese Art des Antriebs ist relativ alt und wird heute grundsätzlich nicht mehr verwendet.
Vorteile: Die Schaltung ist einfach, wenige Komponenten, die Steuerung ist ebenfalls einfach, die Realisierung ist relativ einfach.
Nachteile: Für die Schaltverarbeitung muss ein ausreichend großer Stromtransistor 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 Mängel aufweist, werden durch die Weiterentwicklung der Technologie und die Entwicklung neuer Hoch- und Niederspannungsantriebe einige der Mängel des Konstantspannungsantriebs behoben. Das Prinzip des Hoch- und Niederspannungsantriebs besteht darin, dass sich der Motor bei Verwendung einer Hochspannungssteuerung um einen ganzen Schritt bewegt, bei Verwendung einer Niederspannungssteuerung um einen halben Schritt und beim Anhalten eine Niederdrucksteuerung verwendet wird.
Vorteile: Die Hoch- und Niederspannungssteuerung verbessert Vibrationen und Geräusche bis zu einem gewissen Grad. Außerdem wird erstmals das Konzept eines Schrittmotors mit Unterteilungssteuerung vorgeschlagen. Außerdem wird der Arbeitsmodus der Halbierung des Stroms beim Anhalten vorgeschlagen.
Nachteile: Die Schaltung ist im Vergleich zum Konstantspannungsantrieb komplex, die Hochfrequenzeigenschaften des Transistors stellen hohe Anforderungen, der Motor vibriert bei niedrigen Drehzahlen immer noch relativ stark und die Wärmeentwicklung ist immer noch relativ groß, und dieser Antriebsmodus wird derzeit grundsätzlich nicht verwendet.
3. Selbsterregter Konstantstrom-Chopper-Antrieb
Der selbsterregte Konstantstrom-Chopper-Antrieb funktioniert über die Hardwarekonstruktion. Wenn der Strom einen bestimmten Sollwert 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 stark reduziert, die Geschwindigkeit wird bis zu einem gewissen Grad erhöht, die Leistung ist im Vergleich zu den ersten beiden Arten etwas verbessert.
Nachteile: Die Anforderungen an das Schaltungsdesign sind relativ hoch, die Anforderungen an die Entstörungsfähigkeit der Schaltung sind hoch, es kommt leicht zu Hochfrequenz- und Brandschäden an Antriebskomponenten 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 Wert am Ausgang 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, die 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 1 Jahr verwendet werden 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 erneuern. 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 aktuelle Chopper-Antriebe, die Wärmeentwicklung ist besonders gering und die Lebensdauer lang.
Nachteile: Neue Technologie, relativ hoher Preis, relativ strenge Anforderungen an die Anpassung jedes Schrittmotors und Treibers.
Veröffentlichungszeit: 28. August 2024