Ein Schrittmotor ist ein Synchronmotor, bei dem der Rotor (drehbares Motorteil mit Welle) durch ein gesteuertes schrittweise rotierendes elektromagnetisches Feld der Statorspulen (nicht drehbarer Motorteil) um einen minimalen Winkel (Schritt) oder sein Vielfaches gedreht werden kann. Schrittmotoren existieren auch in Form von

Linearmotoren.SchrittverlustUm bei einem Schrittmotor den Schrittwinkel zu verkleinern, gibt es die Möglichkeit der elektronischen Schrittteilung. Dabei werden zwei aufeinanderfolgende Phasen nicht nur an- bzw. ausgeschaltet, sondern in bestimmten Stufen. Es ergeben sich dadurch zwei gestufte Sinus-Funktionen. Durch das Verhältnis der beiden Amplituden zueinander ergeben sich Schritte zwischen den Vollschritten.
Der entstehende Schrittwinkel ergibt sich aus:
st ist der elektronische Teilungsfaktor. st = 2 – Halbschrittbetrieb, st = 4 – Viertelschrittbetrieb, st = 8 – Achtelschrittbetrieb, ...
Die Schrittteilung, meist als Mikroschrittbetrieb bezeichnet, bringt höhere Laufruhe (gleichmäßigeres Drehmoment) und kann im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit und der Feldgestalt eine höhere Winkelauflösung liefern.
Wird ein Schrittmotor durch ein externes Lastmoment oder durch die anzutreibende Masse beim starken Beschleunigen beziehungsweise Verzögern überlastet (d. h. Lastmoment > Motormoment), kann der Rotor dem Drehfeld nicht mehr folgen. Es werden Schritte übersprungen, und die Information über die aktuelle Position des Rotors geht verloren. Bei diesem sogenannten Schrittverlust springt der Motor in die vorherige oder nächste Position gleicher Phase zurück. Durch die mechanische Bewegungsenergie (Trägheit) kommt es bei rasch bewegten Magnetfeldern meist zu einer Serie von verlorenen Schritten. Auftretende Schrittverluste summieren sich und führen dann zu einer ungenauen Positionierung.
Dies kann folgendermaßen verhindert werden.
Ein Positionsgeber (Tacho) misst die genaue Drehlage. Die Ansteuerung (Regler) kann sofort nachkorrigieren. Der Motor kann bis zur Leistungsgrenze belastet werden.
Die Ansteuerung misst den Strom bei jedem Schritt. Wird der Motor immer etwas unter der Lastgrenze betrieben (und ansonsten mit Störmeldung abgeschaltet), kann auf einen Positionsgeber verzichtet werden.
Bei zyklischen Bewegungen oder Rotationsbewegungen kann die Position des Motors bei jeder Umdrehung oder Zyklus mit einem externen Positionsimpuls eines Sensors mit der Grundstellung abgeglichen werden.
Die Überlastung wird verhindert.
Sanftes Anfahren und Verzögern ist für höhere Geschwindigkeiten in jedem Fall zu empfehlen, um Schrittverlust zu vermeiden. Ist nur die Geschwindigkeit wichtig, nicht die Position, kann Schrittverlust in Kauf genommen werden.