Was ist ein unipolarer Stepper?
Der unipolare Schrittmotor ist ein Zweiphasen-Schrittmotor mit einem Wirkungsgrad von 50 Prozent. Der unipolare Schrittmotor hat zwei Wicklungen für jede Phase, damit der elektrische Strom in jeder Wicklung nur in eine Richtung fließt. Dies steht im Gegensatz zum Aufbau eines bipolaren Schrittmotors mit einer Wicklung pro Phase, bei dem der elektrische Strom in beide Richtungen fließen muss. Der unipolare Schrittmotor hat einen Wirkungsgrad von 50 Prozent, da er doppelt so viel Draht wie ein bipolarer Schrittmotor ähnlicher Größe verwendet, aber nur die Hälfte der Wicklungen gleichzeitig mit Strom versorgt.
Dieser Schrittmotortyp hat den einfachsten Schaltplan aller Zweiphasen-Schrittmotoren. Jede Phase des unipolaren Schrittmotors besteht aus zwei Wicklungen mit einer gemeinsamen Masse, was zu drei Ableitungen pro Phase führt. In den meisten Fällen werden die gemeinsamen Masseleitungen der Phasen innerhalb des Motors gepaart, was zu fünf externen Leitungen für einen zweiphasigen unipolaren Schrittmotor führt.
Mit der gesteuerten Erregung der Wicklungen über eine Steuerschaltung erfordert die unipolare Schrittmotorschaltung keine Bürsten, die von mit Gleichstrom (DC) betriebenen Motoren verwendet werden, und die Drehrichtung der Welle kann leicht geändert werden. Mithilfe eines externen Steuerkreises können die Erregungszyklen der Wicklungen zeitgesteuert werden, damit sich der unipolare Schrittmotor um eine genaue Anzahl von Schritten vorwärts oder rückwärts bewegen kann. In Kombination mit anderen Technologien kann der unipolare Schrittmotor zur Erstellung von Heimrobotern, arduino-gesteuerten Projekten und anderen Projekten verwendet werden, die präzise zeitgesteuerte Winkelbewegungen erfordern.
Da die Wicklungen des unipolaren Schrittmotors einzeln über eine Steuerschaltung erregt werden, werden die einzelnen Wicklungen magnetisch aufgeladen. Diese elektromagnetische Ladung zieht die Zähne des Zahnrads in Richtung der Wicklung und innerhalb des Bereichs der nächsten Wicklung. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom zur ersten Wicklung von der Steuerschaltung unterbrochen und zur nächsten Wicklung in der Reihe geleitet. Wenn der Strom von einer Wicklung zur nächsten umgeschaltet wird, folgen die Zähne des Zahnrads dem Magnetfeld und gelangen zur nächsten Wicklung, in der das Zahnrad ruht, bis der Vorgang wiederholt oder umgekehrt wird.
Bei einem Schrittmotor werden die Geschwindigkeit, das Drehmoment und die Bewegungsrichtung von der Steuerschaltung gesteuert, wodurch diese Motoren einen weiten Bereich von Möglichkeiten haben. Der Schrittmotor arbeitet in einzelnen Schritten, sodass er nicht die gleichmäßige Drehung eines Gleichstrommotors verursacht, sondern mehr Geräusche und Vibrationen als vergleichbare Gleichstrommotoren. Zum anderen ist der unipolare Schrittmotor wartungsärmer, da keine Bürsten zum Verschleiß anfallen und geregelte, variable Bewegungen erzeugt werden, die mit einem Gleichstrommotor nicht möglich sind.