Um dies zu verstehen, müssen wir klären, wie die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie eines Schrittmotors aufgezeichnet wird und welche physikalischen Unterschiede zwischen dem Motor im Stillstand und im rotierenden Zustand bestehen. Das folgende Bild zeigt die Drehmomentkurve für den Schrittmotor 24E1K-30.
Wie im Diagramm dargestellt, beginnt die Kurve in der Regel bei etwa 100 U/min. Folgende Punkte sind dabei wesentlich:
Messverfahren für die Drehmomentkurve: Die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie beschreibt das maximale Dauer-Drehmoment, das der Motor bei verschiedenen Drehzahlen abgeben kann. Der Begriff "Dauer" ist hier entscheidend. Das standardisierte Prüfverfahren besteht darin, den Motor mit einer konstanten Drehzahl zu betreiben und die Last schrittweise zu erhöhen, bis der Motor stehen bleibt (d. h. den Synchronismus verliert und den Schrittimpulsen nicht mehr folgen kann). Diese Messung wird als Abreißmoment (Pull-out-Torque) bezeichnet. Der am Punkt des Stillstands erfasste Drehmomentwert stellt das maximale Dauerdrehmoment für diese Drehzahl dar.
Haltemoment: Bei Drehzahl null befindet sich der Motor im stillstehenden, bestromten und blockierten Zustand. Das maximale Drehmoment, das er in diesem Zustand erzeugen kann, wird als Haltemoment bezeichnet. Es ist das maximale Widerstandsmoment, das spürbar ist, wenn versucht wird, den Rotor bei bestromtem Motor manuell zu verdrehen. Dieser Wert liegt in der Regel über dem Dauerdrehmoment im niedrigen Drehzahlbereich.
Warum die Kurve nahe null Drehzahl einen kleinen Peak zeigt: Bei sehr niedrigen Drehzahlen (z. B. nahe 100 U/min) ist die vom Motor erzeugte Gegen-EMK minimal, wodurch der Wicklungsstrom leichter seinen Nennwert erreichen kann. Dies führt zu einem etwas höheren Drehmoment im Vergleich zu mittleren Drehzahlen und erzeugt den kleinen Peak, der am linken Ende der Kurve sichtbar ist.
Warum sich die Kurve nicht bis auf 0 U/min erstreckt: Bei Drehzahl null steht der Motor still, und sein Drehmoment wird als Haltemoment charakterisiert – eine statische Eigenschaft. Die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie beschreibt definitionsgemäß das dynamische Verhalten unter Rotation und schließt daher den Punkt bei Drehzahl null nicht ein. Da das Haltemoment eine statische Kenngröße ist, unterscheidet es sich grundlegend vom Dauer-Drehmoment, das unter dynamischen Rotationsbedingungen gemessen wird. Daher ist es üblich, das Haltemoment durch eine vertikale gestrichelte Linie oder einen separaten Datenpunkt darzustellen, während die dynamische Drehmomentkurve ab dem oben beschriebenen kleinen Peak aufgezeichnet wird.
Fazit: Bei sehr niedrigen Drehzahlen sind Schrittmotoren stark resonanzanfällig, was eine präzise Drehmomentmessung erschwert. Aus diesem Grund beginnt die Drehmomentmessung in der Regel bei etwa 100 U/min. Weitere Informationen zu Drehzahlgrenzen finden Sie in diesem Artikel über maximale und empfohlene Betriebsdrehzahlen für verschiedene Schrittmotor-Baugrößen: Max. Motor Speed and Recommend Motor Speed | Help Center