Die Funktionsweise der Stromregelung

Die einfachste Methode, einen Schrittmotor anzusteuern besteht darin, die beiden Wicklungen über Transistoren einfach nur ein- und auszuschalten bzw. umzupolen. Früher funktionierten auch industrielle Endstufen so. Heute findet man diese Technik bei professionellen Endstufen nicht mehr.

Diese Beschaltung hat aber mehrere Nachteile. Da der Strom nicht geregelt wird, muß die Versorgungsspannung der Endstufe an die Nennspannung des Motors angepaßt und entsprechend stabilisiert sein, um den Motor nicht zu überlasten. Die Angabe der Belastungsgrenzen der in der Endstufe verbauten Transistoren (z.B. 400V, 10A) ist daher wenig hilfreich - was nützen diese Daten, wenn man einen Motor mit 2,8V und 3,18A ansteuern möchte? Daher sollten unbedingt stromgeregelte Endstufen verwendet werden.

Grundsätzlich begrenzt die Induktivität der Motorwicklungen die Stromanstiegsgeschwindigkeit. Das heißt, dass es eine gewisse Zeit dauert, bis der Nennstrom aufgebaut ist. Die Dauer hängt von der Induktivität der Wicklung und der angelegten Spannung ab. Wird schon vor Erreichen des Nennstroms wieder einen Schritt weitergeschaltet, arbeitet der Motor nicht mit seinem vollen Drehmoment. Aus diesem Grund werden Schrittmotoren bevorzugt mit Spannungen betrieben, die deutlich über ihrer Nennspannung liegen. Der Nennstrom wird so deutlich schneller erreicht.

Nun kommt der Stromregler in's Spiel: Bei Erreichen des Nennstrom schaltet er die Wicklung kurzzeitig ab. Die Wicklung wird erst wieder bestromt, wenn der gemessene Strom wieder unter dem eingestellten Nennstrom liegt. Bevor Endstufen mit Stromregelung Verbreitung fanden, war es zum Teil üblich, die Motoren mit Vorwiderständen zu betreiben. So war es möglich, auch ohne Stromregler höhere Drehzahlen zu erreichen. Der Haken an der Sache: Es wurde zum Teil deutlich mehr Verlustleistung in den Vorwiderständen umgesetzt als im Motor.