Schrittmotor als Pumpantrieb

Ein Schrittmotor ist ein Elektromotor, der sich in präzisen Schritten dreht, anstatt eine kontinuierliche Bewegung auszuführen. Seine Funktionsweise basiert auf der elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen einem festen Stator und einem rotierenden Rotor. Ein Schrittmotor lässt sich relativ einfach steuern und in der Drehzahl regeln. Dadurch ist er besonders für den Antrieb einer Futtersirup Pumpe geeignet. Die hohe Viskosität des Futtersirups erfordert ein hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl. Durch eine Steuerung mit Drehzahlregelung kann auch ein sanftes Hochfahren der Pump realisiert werden.

Vorteile der Verwendung eines Schrittmotors:

1. Präzise Steuerung:

   • Schrittmotoren können mit hoher Genauigkeit positioniert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Rotationspumpe für Anwendungen genutzt wird, die präzise Fördermengen oder spezifische Betriebszyklen erfordern.
      

2. Einstellbare Drehzahl:

   • Die Geschwindigkeit eines Schrittmotors kann einfach über die Ansteuerung angepasst werden, sodass die Pumpe an unterschiedliche Durchflussanforderungen angepasst werden kann.
      

3. Einfache Integration in Steuerungssysteme:

   • Schrittmotoren können leicht in ein automatisiertes System integriert werden, was sie ideal für Anwendungen macht, die eine programmierbare Steuerung benötigen.
      

4. Kein Getriebe notwendig (bei passenden Drehmomenten):

   • Wenn der Schrittmotor genügend Drehmoment liefert, kann er direkt mit der Pumpe gekoppelt werden, wodurch zusätzliche mechanische Komponenten vermieden werden.

Herausforderungen bei der Verwendung eines Schrittmotors:

1. Drehmomentabfall bei höheren Drehzahlen:

   • Schrittmotoren verlieren bei steigenden Drehzahlen an Drehmoment. Für Anwendungen, die hohe Fördermengen erfordern, könnte dies problematisch sein. In solchen Fällen könnte ein DC-Motor oder ein Servomotor geeigneter sein.
      

2. Stromverbrauch und Wärmeentwicklung:

   • Schrittmotoren verbrauchen auch im Stillstand Strom, was zu einer erhöhten Wärmeentwicklung führen kann. Dies kann ineffizient sein, wenn die Pumpe häufig im Leerlauf ist.
      

3. Vibrationen und Resonanz:

   • Schrittmotoren können bei bestimmten Drehzahlen zu Resonanzen neigen, was zu unruhigem Betrieb und erhöhter Abnutzung führen kann.
      

4. Begrenzte Leistung:

   • Schrittmotoren sind in ihrer Leistung begrenzt. Wenn die Pumpe eine hohe Leistung oder ein hohes Drehmoment erfordert, könnte ein Servomotor oder ein herkömmlicher AC/DC-Motor die bessere Wahl sein.

Eignung für verschiedene Rotationspumpen:

• Peristaltische Pumpen:

  • Schrittmotoren sind ideal für peristaltische Pumpen, da die genaue Steuerung der Drehbewegung eine präzise Dosierung ermöglicht.
     

• Impeller- oder Kreiselpumpen:

  • Für diese Pumpentypen könnte ein Schrittmotor geeignet sein, wenn die Fördermenge und der Druck im Bereich der Motorleistung liegen. Bei hohen Drehzahlen oder Drücken kann es jedoch zu Einschränkungen kommen.
     

• Zahnradpumpen:

  • Auch Zahnradpumpen können gut mit Schrittmotoren angetrieben werden, insbesondere in Anwendungen, die eine präzise Steuerung der Fördermenge erfordern.

Empfehlungen für den Einsatz:

1. Dimensionierung:

   • Der Schrittmotor sollte so dimensioniert sein, dass er die erforderliche Leistung, das Drehmoment und die Drehzahl der Pumpe bereitstellen kann.
      

2. Treiber und Steuerung:

   • Verwenden Sie einen hochwertigen Motor-Treiber, der Mikroschritte unterstützt, um einen sanfteren Lauf und weniger Vibrationen zu gewährleisten.
      

3. Kühlung beachten:

   • Sorgen Sie für ausreichende Kühlung des Motors, insbesondere bei Dauerbetrieb oder Anwendungen mit hohen Lasten.
      

4. Rückmeldungssystem (optional):

   • Für eine höhere Zuverlässigkeit können Sie einen Encoder hinzufügen, um eine Rückmeldung über die Position zu erhalten und so einen geschlossenen Regelkreis zu ermöglichen.