Präzise Hybrid-Schrittmotoren

Die Schrittmotoren - auch Stepper Motoren genannt - sind eine beliebte Art von Elektromotoren, die in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt werden. Ob in der Industrieautomation, Robotik oder 3D-Druck: Schrittmotoren sind aus vielen Bereichen nicht mehr wegzudenken. Ihr großer Vorteil liegt in ihrer präzisen Positionierung und dem Schritt-für-Schritt-Antrieb, der es ermöglicht, exakte Bewegungen auszuführen.

Auf dieser Seite finden Sie Informationen zur Funktionsweise von Stepper Motoren, Informationen zu den Vorteilen, sowie Anwendungsbeispiele aus der Praxis. Entdecken Sie auch unser großes Portfolio an Hybrid-Schrittmotoren im Onlineshop:

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Das finden Sie auf dieser Seite:

▶ Verschiedene Ausführungen von Schrittmotoren
▶ Aufbau von Schrittmotoren
▶ Vorteile von Schrittmotoren

▶ Anwendungsbeispiele von Schrittmotoren
▶ Kostenloses Whitepaper
▶ Häufig gestellte Fragen unserer Kunden

Verschiedene Ausführungen von Schrittmotoren

Bei igus® finden Sie ausschließlich effektive Hybrid-Schrittmotoren. Wir führen stets einen großen Lagerbestand, sodass ihr Wunschmotor bereits in 24 Stunden für Sie versandfertig ist. Hier finden Sie 3 verschiedene Ausführungen der beliebten Stepper Motoren auf einen Blick.

Wellen-Schrittmotoren

Der Klassiker unter den Schrittmotoren mit einer Standardwelle zur Rotationsübertragung. Entdecken Sie unsere verschiedenen Ausführungen mit Bremse, Encoder und verschiedenen Stecker Varianten.

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Spindel-Schrittmotoren

Für platzsparende Konstruktionen die einen Stepper Motor mit direkt integrierter Spindel benötigen, ist das drylin E Spindelmotoren-Programm die ideale Lösung. Die Schrittmotoren sind kompakt und mit oder ohne Encoder verfügbar.

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Spezialisten-Schrittmotoren

Sie haben besondere Ansprüche an Ihren neuen Schrittmotor? Unter unseren Spezialisten Motoren finden Sie Motoren mit verschiedensten Schutzarten, wasserdichte Modelle, sowie Motoren für die Anwendung im Vakuum Bereich.

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Aufbau von Schrittmotoren

Der Schrittmotor gehört zur Familie der Elektromotoren und besteht hauptsächlich aus einem Rotor (3), einem Stator (4), einem Schrittwinkelgeber sowie Steuerungselektronik. Der Kern des Stepper Motors ist der Rotor, welcher aus permanentmagnetischen Materialien wie Neodym oder Ferrit besteht. Um den Rotor herum befindet sich der so genannte Stator, welcher aus Spulen (2) besteht und durch die Zufuhr von elektrischem Strom magnetische Felder erzeugt. Diese Felder interagieren mit den Magneten im Rotor und erzeugen die Drehbewegung des Schrittmotors.

Ein weiterer Bestandteil ist der Schrittwinkelgeber, der eine genaue Positionsbestimmung ermöglicht. Er gibt Impulse an die Motorsteuerung, welche dadurch überprüfen kann, an welcher Position der Rotor steht. Der Schrittwinkel des Motors gibt die mechanische Auflösung an, also beschreibt wie fein positioniert werden kann. Dieser Schrittwinkel kann je nach Motor variieren und beträgt typischerweise 1,8° oder 0,9° pro Schritt. In den Motorspulen, welche im Stator verbaut sind, wird der Stromfluss durch die Steuerelektronik kontrolliert. Sie kontrolliert damit die Schrittfolge und die Drehrichtung. Durch die präzise Steuerung der Schritte ermöglicht der Schrittmotor genaue Positionierungen und ist in vielen Anwendungen unverzichtbar.

Legende: 1. Kugellager, 2. Wicklung, 3. Rotor, 4. Stator, 5. Welle

Vorteile von Schrittmotoren

Präzise Positionierung

Mit Schrittmotoren ist eine sehr präzise Positionierung möglich. Die Motoren führen sehr kleine Winkelschritten aus, die für besondere Präzision sorgen. Dies ist bei Anwendungen, die hohe Genauigkeit erfordern, wie beispielsweise CNC-Maschinen oder 3D-Drucker besonders wichtig und ein entscheidender Vorteil der Motoren.

Hohe Dreh- und Haltemomente

Stepper Motoren bieten ein hohes Haltemoment, welches ihnen ermöglicht, Lasten mit geringem Energieaufwand zu halten. Dies ist besonders oft bei industriellen Anwendungen von hoher Wichtigkeit. Auch das Drehmoment von Hybrid-Schrittmotoren ist in Bezug auf ihre Baugröße sehr hoch.

Geringe Wärmeentwicklung

Verglichen mit anderen E-Motoren erzeugen Schrittmotoren weniger Wärme während des Betriebs. Grund dafür ist die reduzierte Stromaufnahme und eine Stromabsenkung durch eine Steuerung im Stillstand. In Verbindung mit einem Schrittwinkelgeber können die Schrittmotoren wie Servomotoren betrieben werden, was einen noch geringen Energiebedarf ermöglicht.

Einfache Motorsteuerung

Schrittmotoren können mit einfachen Steuersignalen gesteuert werden. Durch die Steuerung der Schrittfolge können die Motoren präzise gedreht werden. Dank dem hohen Drehmoment sind zudem hohe Beschleunigungen und Verzögerungen möglich. Dies macht Stepper Motoren ideal für Anwendungen, in denen eine präzise Positionierung erforderlich ist.

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Mit dem Einkaufshilfe für Elektromotoren erhalten Sie nach Eingabe Ihrer Anforderungen passende Motoren aus unserem Portfolio angezeigt.

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* Wenn es besonders schnell gehen soll: Eine breite Auswahl an Elektromotoren finden sie auch in unserem Elektromotor Online Shop.

Baugrößen von Schrittmotoren

Für Schrittmotoren gibt es eine Reihe an Normen, die von der "National Electrical Manufacturers Association" (kurz: NEMA) festgelegt wurden. Alle NEMA Schrittmotoren sind durch mechanische Maße wie zum Beispiel Zentrierkreis, Befestigungslöcher oder Flanschmaß definiert. Bekannte Baugrößen sind:

NEMA 08 (Flanschmaß 20 mm)
NEMA 11 (Flanschmaß 28 mm)
NEMA 14 (Flanschmaß 35 mm)
NEMA 17 (Flanschmaß 42 mm)
NEMA 23 (Flanschmaß 56 mm)
NEMA 34 (Flanschmaß 86 mm)

Alle Stepper Motoren von igus® mit sind der jeweiligen Baugröße gekennzeichnet. So finden Sie immer den richtigen Motor in der richtigen Größe.

Anwendungsbeispiele von Schrittmotoren

Gängige Anwendungen von Stepper Motoren sind all jene, die eine genaue Positionierung und präzise Bewegungskontrolle erfordern. Dies betrifft zum Beispiel den Einsatz in 3D-Druckern, medizinischen Geräten, CNC-Fräsen oder ganz allgemein in der Automatisierungsbranche.

Antriebstechnik Anwendungsbeispiel Art Robotics

Spezial Messaufbau mit Spindelachsen

Zur Forschung und Entwicklung im Bereich Nachhaltigkeit werden innovative, kostengünstige und reinraumtaugliche Lösungen benötigt. Unsere schmierfreien Linearantriebe sorgen in Kombination mit Motor und Steuerung für eine günstige, schlüsselfertige Lösung.

Zur Anwendung

3D-Drucker für Beton l Schmierfreie Lösung in staubiger Umgebung

Durch die Verwendung von Zement entsteht beim 3D-Betondrucker eine hohe Staubbelastung, der die Produkte standhalten müssen. Weiterhin wird eine möglichst lange Lebensdauer und schnelle Wartung benötigt. Unsere Lager-Lösungen und schmierfreien Linearantriebe sorgen für eine lange Lebensdauer trotz Schmutzbelastung.

Zur Anwendung

Motoren für die Meeresforschung

Einen kostengünstigen und kompakten Computertomografen für die Analyse von Bohrkernen aus dem Meeresboden entwickeln: Um diese Aufgabe zu bewältigen, setzt der Hattinger CT-Spezialist diondo auf unsere Motoren und die dryve D1-Steuerung. Was die Komponenten in der Anwendung so erfolgreich macht:

Zur Anwendung

Weitere Anwendungsbeispiele

Hier finden Sie viele weitere Anwendungsbeispiele unserer Kunden aus allen Branchen. Entdecken Sie, in welchen Anwendungen die Lineareinheiten von igus® bereits überall eingesetzt wurden.

Zur den Anwendungsbeispielen

Weitere Informationen zu Schrittmotoren

Passende Motorsteuerungen

Von komplexen Steuerungsaufgaben, bis hin zu einfachen Automationen direkt an der Motorsteuerung ohne Software und/oder PC.

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Häufig gestellte Fragen unserer Kunden

Wie wähle ich den richtigen Schrittmotor für meine Anwendung aus?

Die Auswahl des richtigen Schrittmotors hängt von mehreren Faktoren wie dem benötigten Drehmoment, der Schrittwinkelauflösung, der maximalen Betriebsgeschwindigkeit und der Umgebung ab. Es ist daher unbedingt notwendig, die technischen Spezifikationen und Gegebenheiten sorgfältig zu prüfen. Sie benötigen Hilfe bei der Auswahl des richtigen Stepper Motors? Kein Problem! Unsere Experten helfen Ihnen gerne weiter. Nutzen Sie einfach unser Kontaktformular.

Wie exakt lassen sich Schrittmotoren ansteuern?

Schrittmotoren können äußerst genau angesteuert werden, da sie ihre Position durch eine genaue Anzahl an Schritten bestimmen. Die Genauigkeit hängt von der Anzahl der Schritte pro Umdrehung und der Präzision der Schrittmotorsteuerung ab. Die mechanische Schrittauflösung des Schrittmotors erlaubt Positionierungen im 1° Bereich. Moderne Mikroschrittansteuerungen reduzieren Vibrationen und ermöglichen noch feinere Positionierungen, welche unter 0,1° liegen können.

Ist ein Hybrid-Schrittmotor anderen Arten vorziehen?

Unsere Hybrid-Schrittmotoren vereinen die Vorteile von Reluktanz-Schrittmotoren und Permanentmagnet-Schrittmotor. Sie bieten im direkten Vergleich höhere Drehmomente und ein breiteres Drehzahlband. Dank ihrer Bauweise mit komplexeren Statorwicklungen erzielen Hybrid-Schrittmotoren zudem bessere Leistungswerte und sind daher für anspruchsvollere Anwendungen oft die bevorzugte Wahl.

Wie funktionieren Schrittmotoren

Schrittmotoren funktionieren aufgrund einer Wechselwirkung zwischen den im Rotor vorhandenen Magneten und den im Stator befindlichen Spulen. Durch gezielten Stromfluss in die Spulen erzeugen sie ein magnetisches Feld, das den Rotor in präzise definierten Schritten bewegt. Diese diskrete Bewegung ermöglicht eine genaue Positionierung und Wiederholbarkeit.

Welche Laufzeiten haben Schrittmotoren?

Die Laufzeiten von Stepper Motoren unterscheiden sich je nach Belastung, Umgebungstemperatur, Ansteuerung und der Qualität des Motors. Grundsätzlich sind Schrittmotoren für den Dauerbetrieb ausgelegt und können unter normalen Betriebsbedingungen bis zu 20.000 Betriebsstunden laufen. Für eine längere Lebensdauer und eine zuverlässige Leistung empfiehlt es sich, regelmäßige Wartungsarbeiten durchzuführen, wie beispielsweise die Reinigung der Motoren und die Überprüfung der Steuerungselektronik.

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