(wijz) ← Oudere versie | Huidige versie (wijz) | Nieuwere versie → (wijz)
Onder redactie van: BeneluxSpoor.net / Auteur: Fred Eikelboom
Verschil tussen een elektromotor en en stappenmotor
DC-motoren met koolborstels draaien continu wanneer er gelijkspanning op de aansluitingen van de elektromotor wordt gezet. De stappenmotor (Engels: stepper motor) staat bekend om zijn eigenschap dat deze een reeks ingangspulsen (meestal blokgolven) om kan zetten in een nauwkeurig gedefinieerde wijziging van de rotatiepositie van de as. Elke puls roteert de as over een vaste hoek.
Bijzonderheden van de stappenmotor
|
| Afbeelding: 01
|
| Aansluitingen van een vierpolige (tweefase) stappenmotor
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
- Een stappenmotor heeft een driver nodig. Deze is onmisbaar voor het correct aansturen van de motor;
- Stappenmotoren variëren in grootte, snelheid (aantal pulsen per minuut), koppel en stapresolutie;
- De keuze van een stappenmotor hangt af van het benodigde koppel voor de toepassing. Toepassingen zoals wissels hebben een kleinere stappenmotor nodig dan een draaischijf;
- Het gebruik van microstepping kan de nauwkeurigheid van de asverdraaing nog verder verhogen. Door gebruik te maken van microsteps, bijvoorbeeld 1/8, is een stappenmotor nog nauwkeuriger te besturen. Bij 1/8 microstep zijn voor één omwenteling dus 1600 stappen nodig en is de kleinste stap 0,225 graden.
Toepassing op de modeltreinbaan
Stappenmotoren zijn geschikt voor verschillende toepassingen in modelspoor, zoals het aansturen van wissels, het openen en sluiten van deuren van een locloods, of het bedienen van ophaalbruggen. Ze worden ook gebruikt voor het aandrijven van draaischijven.
Stappenmotor kunnen worden gebruikt om wissels op een nauwkeurige manier te bedienen, waardoor treinen soepel kunnen overschakelen tussen verschillende spoorlijnen.
Het aansturen van armseinen kan ook worden gedaan met stappenmotoren, waardoor de armseinen op de juiste manier kunnen worden ingesteld om het treinverkeer te regelen.
Deuren van locloodsen kunnen realistisch worden geopend en gesloten met behulp van stappenmotoren.
Bruggen kunnen realistisch worden geopend en gesloten met behulp van stappenmotoren.
Stappenmotoren zijn geschikt om draaischijven te bedienen, waardoor locomotieven van het ene spoor naar het andere kunnen worden gedraaid en de draaibrug nauwkeurig te positioneren is.
Voordelen van stappenmotoren:
- Nauwkeurige positionering;
- Stappenmotoren bewegen met van te voren vastgelegde stappen, wat zorgt voor nauwkeurige en herhaalbare bewegingen;
- Met behulp van een driver kunnen stappenmotoren eenvoudig worden aangestuurd met een microcontroller, wat de complexiteit van de besturing vermindert;
- Stappenmotoren hebben geen koolborstels (zijn brushless), wat resulteert in een lange levensduur en minder mechanische storingen;
- Stappenmotoren kunnen worden aangestuurd zonder terugkoppeling met sensoren, wat de complexiteit van het systeem vermindert
Het aantal polen van een stappenmotor
|
| Afbeelding: 02
|
| Aansluitingen van een 4-fase, 5-draads stappenmotor
|
| Tekening gemaakt door: Fred Eikelboom
|
Het aantal polen van een stappenmotor varieert, maar ze hebben meer polen dan gewone elektromotoren. Een stappenmotor kan bijvoorbeeld 50 polen hebben. Het aantal polen beïnvloedt de staphoek en dus de precisie van de motor. Hoe meer polen, hoe kleiner de staphoek en hoe preciezer de beweging. De staphoek van een stappenmotor is de hoek die de stappenmotor draait per elektrische stap. Het aantal polen is direct gerelateerd aan de staphoek. Een motor met meer polen heeft een kleinere staphoek en kan dus preciezer bewegen.
Stappenmotoren worden vaak gebruikt voor toepassingen die nauwkeurige positionering vereisen, terwijl servo's meer geschikt zijn voor toepassingen die snelle en precieze bewegingen vereisen. Veel voorkomende stappenmotoren hebben 200 stappen per omwenteling, wat overeenkomt met een staphoek van 1,8 graden. Het aantal polen van een motor heeft ook invloed op de maximale snelheid. Motoren met meer polen hebben over het algemeen een lagere maximale snelheid.
Bij de vierfasen stappenmotor zijn de middenaftakkingen gezamenlijk naar buiten gevoerd (zie rode draad in afbeelding 02). Dit scheelt een draad.
De driver
Een veelgebruikt IC als driver voor een stappenmotor is de UNL2003. Deze kan eenvoudig met een Arduino worden aangestuurd.
Meer informatie
|
|
Laatste wijziging: 2 okt 2025 11:15 uur
|
