Die Regelung von Schrittmotoren im geschlossenen Regelkreis mit Schrittverlustkompensation ist ein gängiger Algorithmus zur Leistungssteigerung bei Schrittmotorsystemen.

Bei einer gängigen Methode zur Kompensation von Schrittverlusten erfasst ein Winkelsensor oder Geber die Position des Motorrotors und eventuell ausgefallene Schritte. Die Steuerung speichert anschließend ihre Steuerbefehle und die tatsächliche Motorposition vom Geber und wandelt die Positionsdaten in die entsprechende Anzahl von Schritten um. Erkennt die Steuerung ausgefallene Schritte, leitet sie eine Positionskorrektur mit Nachholschritten ein.

Diese Form der Schrittverlustkompensation ist nützlich, wenn ein Schrittmotor die volle Drehzahl erreichen oder nahe seiner maximalen Last laufen muss (oder wenn die Abtriebswelle zu blockieren droht).

Steuerung im Kontext: Verhindern von Schrittaussetzern bei Motoren

In einer weiteren sensorlosen Anordnung zur Stufenverlustkompensation,Der Regler erkennt Strömungsabrisse durch die Verwendung von Gegen-EMK-Messungen zur Rückmeldung..

Hierbei verwendet der Regler einen Positionsregelkreis, um Schrittverluste durch externe Störungen zu vermeiden, und einen Stromregelkreis, der die Eingangsgröße des Motors anpasst … und den Motor auch unter variabler Last am Laufen hält.

Schrittmotoren bieten den Vorteil, im offenen Regelkreis betrieben werden zu können, jedoch benötigen geschlossene Regelsysteme wie die Schrittverlust- oder Last-Positions-Regelung eine Systemrückmeldung. Dennoch sind diese Systeme weniger komplex und benötigen weniger Rückmeldung als Systeme mit Servomotoren.

Unterschiedliche Definitionen für die Regelung von Schrittmotoren im geschlossenen Regelkreis

Beachten Sie, dass einige Hersteller die Regelung von Schrittmotoren im geschlossenen Regelkreis als sinusförmige Kommutierung mit Geberrückmeldung definieren – zur Verfolgung der Rotorposition und für eine echte feldorientierte Regelung. Sie argumentieren, dass mit einem Geber ausgestattete Schrittmotoren ohne feldorientierte Regelung (oder mit sinusförmig kommutierter Stromregelung) keine echten Regelungsoptionen im geschlossenen Regelkreis darstellen. Die Logik dahinter ist, dass solche Systeme lediglich die Schrittposition verfolgen, aber Schrittverluste während des Betriebs nicht ausgleichen können.

Im Gegensatz dazu können echte Closed-Loop-Schrittmotoren Schrittverluste ausgleichen. Hierbei führen die Motorwicklungen sinusförmige Phasenströme, und der Antrieb sorgt dafür, dass die Magnetfelder von Stator und Rotor komplementär sind – so dass die Feldstärke das gewünschte Drehmoment liefert. Dieser präzise dosierte Strom in den Wicklungen ermöglicht es dem Motor, eine gleichmäßige Kraft bei minimalem Geräuschpegel und geringer Wärmeentwicklung abzugeben.

Eine weitere Möglichkeit zur Differenzierung der Stufenverlustkompensation

Im Gegensatz zu Lastpositionssteuerungen,Die Schrittverlustkompensation gleicht Fehler nicht kontinuierlich über das gesamte Bewegungsprofil aus..

Das System ergreift Korrekturmaßnahmen nur dann, wenn es verlorene Schritte erkennt.

Die Kompensation von Schrittverlusten ist einfacher als die Last-Positions-Regelung. Dennoch sollte man bei der Entscheidung für eine geschlossene Regelung eines Schrittmotors mit Schrittverlustkompensation die spezifischen Systemanforderungen berücksichtigen. Schrittverluste können den gesamten Betrieb eines Schrittmotorsystems beeinträchtigen. Wie empfindlich ein System auf solche Ausfälle reagiert, entscheidet darüber, ob sich der Einsatz einer Schrittverlustkompensation lohnt.

Ein weiterer wichtiger Hinweis: Die Kompensation von Schrittausfällen kann Fehler korrigieren und als Versicherung dienen. Sie sollte jedoch nicht als erste Verteidigungslinie eingesetzt werden, um ein Schrittmotorsteuerungssystem absolut narrensicher zu machen. Treffen Sie Maßnahmen, um von vornherein so wenige Schrittausfälle wie möglich zu vermeiden.

1)Wählen Sie einen Motor mit der passenden Größe.Hierbei sind Sicherheitsfaktoren zu berücksichtigen und sicherzustellen, dass äußere Einflüsse keine Störungen verursachen.

2)Systeme sollten stets getestet werden, um sicherzustellen, dass keine Schritte übersprungen werden.Wenn ein Bewegungsdesign Schritte auslässt, gehen üblicherweise mehrere Schritte verloren, nicht nur einer nach dem anderen. Sorgfältige Überprüfung und Tests in Verbindung mit einer Kompensation der Schrittverluste können zu stabileren und zuverlässigeren Systemen führen.