Schrittmotoren spielen in vielen Anwendungen in den Bereichen Robotik, Automatisierung und Präzisionssteuerung eine wichtige Rolle. Sie eignen sich perfekt für Positionierungsaufgaben, da sie genaue, wiederholbare Bewegungen ermöglichen. Bei der Auswahl eines Schrittmotors ist jedoch die Größe ein entscheidender Aspekt. Drehmoment, Geschwindigkeit und Gesamtleistung eines Schrittmotors werden alle von seiner Größe beeinflusst. Dieser umfassende Leitfaden untersucht die Größen von Schrittmotoren, ihre Klassifizierungen und wie man die geeignete Größe für verschiedene Anwendungen auswählt.

Schrittmotorgrößen

Schrittmotoren gibt es in verschiedenen Größen, die sich auf die physikalischen Abmessungen des Motors beziehen, hauptsächlich die Rahmengröße und die Gehäuselänge. Normalerweise wird die Rahmengröße gemäß den Richtlinien der NEMA (National Electrical Manufacturers Association) angegeben. Diese standardisierten Größen helfen sicherzustellen, dass Motoren verschiedener Hersteller bestimmten Montagespezifikationen entsprechen.

Gängige Rahmengrößen von Schrittmotoren

NEMA-Größe	Rahmenabmessungen (Zoll)	Typischer Drehmomentbereich (oz-in)	Anwendungen
NEMA 8	0.79 x 0.79	1–5	Miniaturgeräte, kleine Robotik
NEMA 11	1.1 x 1.1	5–15	3D-Drucker, kompakte Mechanismen
NEMA 14	1.4 x 1.4	10–20	Medizinische Instrumente, leichte Automatisierung
NEMA 17	1.7 x 1.7	20–60	CNC-Maschinen, 3D-Drucker, Allzweckautomatisierung
NEMA 23	2.3 x 2.3	100–200	Industriemaschinen, Robotik
NEMA 34	3.4 x 3.4	300–1000	Hochleistungs-CNC, industrielle Automatisierung
NEMA 42	4.2 x 4.2	1000+	Großmaschinen, Fördersysteme

NEMA-Bewertungen verstehen

Die NEMA-Größe definiert die Frontplattenabmessungen des Motors in Zoll. Die Frontplatte eines NEMA 17-Motors ist beispielsweise auf jeder Seite 1,7 Zoll groß. Während die Rahmengröße eine allgemeine Vorstellung vom Platzbedarf des Motors vermittelt, bestimmt die Gehäuselänge, die innerhalb jeder Rahmengröße variiert, das Drehmoment und die Leistung des Motors.

Wie wirkt sich die Größe eines Schrittmotors auf die Leistung aus?

Die Größe eines Schrittmotors beeinflusst sein Drehmoment, seine Geschwindigkeit und seine Wärmeableitungsfähigkeiten. So wirken sich unterschiedliche Größen auf die Leistung aus:

Paar

Größere Schrittmotoren erzeugen normalerweise ein höheres Drehmoment. Dies liegt daran, dass sie größere Statoren und Rotoren haben, was eine größere Magnetkraft und eine höhere Anzahl von Wicklungen ermöglicht. Die Gehäuselänge beeinflusst auch das Drehmoment, da ein längerer Motor bei gleicher Rahmengröße mehr Wicklungen aufnehmen und einen größeren magnetischen Fluss erzeugen kann.

Vitesse

Die Motorgröße beeinflusst auch die Geschwindigkeitsfähigkeiten. Kleinere Schrittmotoren wie NEMA 8 oder NEMA 11 eignen sich gut für Anwendungen, die schnelle, kurze Bewegungen erfordern. Bei höheren Geschwindigkeiten halten sie jedoch möglicherweise das Drehmoment nicht aufrecht. Größere Motoren wie NEMA 23 oder NEMA 34 können bei niedrigeren Drehzahlen ein höheres Drehmoment aufrechterhalten, was ideal für Anwendungen ist, die kontrollierte, leistungsstarke Bewegungen erfordern.

Wärmeableitung

Aufgrund ihrer größeren Oberfläche können größere Motoren die Wärme häufig effizienter ableiten. Dadurch können sie mit höheren Stromstärken laufen, ohne zu überhitzen, im Vergleich zu kleineren Motoren, die bei Betrieb mit hoher Leistung möglicherweise zusätzliche Kühlmechanismen benötigen.

Gängige Schrittmotorgrößen und ihre Anwendungen

NEMA 8 und NEMA 11

Diese kleinen Motoren werden häufig in Geräten verwendet, bei denen Platz knapp ist. NEMA 8-Schrittmotoren sind häufig in Miniaturgeräten und Präzisionsinstrumenten zu finden, während NEMA 11-Motoren häufig in kompakten Systemen wie kleinen 3D-Druckern und leichten Roboterarmen verwendet werden.

NEMA 14

NEMA 14-Motoren bieten eine gute Mischung aus ausreichendem Drehmoment und geringer Größe. Sie werden häufig in leichten Automatisierungsaufgaben, kleinen CNC-Maschinen und medizinischen Geräten verwendet.

Vergleichstabelle Drehmoment vs. Größe:

NEMA-Größe	Rahmengröße (Zoll)	Drehmoment (oz-in)	Anwendung
8	0.79 x 0.79	1–5	Mikrorobotik
11	1.1 x 1.1	5–15	3D-Drucker, kompakte Robotik
14	1.4 x 1.4	10–20	Medizinische Instrumente

NEMA 17

NEMA 17-Motoren gehören zu den am häufigsten verwendeten Schrittmotoren, da sie ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Größe und Leistung aufweisen. Sie werden häufig in 3D-Druckern, Allzweckrobotern und kleineren CNC-Maschinen verwendet. Mit einem Drehmoment von 20 bis 60 oz-in bieten NEMA 17-Motoren ausreichend Leistung für eine Vielzahl von Präzisionsaufgaben.

NEMA 23

Für industrielle und semiprofessionelle Anwendungen bieten NEMA 23-Motoren das erforderliche Drehmoment und die erforderliche Zuverlässigkeit. Diese Motoren werden häufig in industriellen 3D-Druckern, größeren CNC-Maschinen und Automatisierungssystemen verwendet. Sie haben einen Drehmomentbereich von 100 bis 200 oz-in und eignen sich daher für Aufgaben, die mehr Kraft und Stabilität erfordern.

Leistungsvergleichstabelle für NEMA 17 vs. NEMA 23:

Aussehen	NEMA 17	NEMA 23
Rahmenabmessungen	1,7 x 1,7 Zoll	2,3 x 2,3 Zoll
Drehmoment	20–60 oz-in	100–200 oz-in
Typische Anwendungen	3D-Drucker, leichte CNC	Industrielle CNC, Robotik

NEMA 34 und NEMA 42

Für Hochleistungs-Industrieanwendungen werden größere Motoren wie NEMA 34 und NEMA 42 benötigt. Diese Motoren bieten ein hohes Drehmoment, das häufig 1000 oz-in übersteigt. Sie eignen sich für Anwendungen wie große CNC-Fräsmaschinen, Fördersysteme und andere industrielle Automatisierungsaufgaben.

Die richtige Schrittmotorgröße wählen

Anwendungsanforderungen

Der Schlüssel zur Auswahl der geeigneten Schrittmotorgröße liegt im Verständnis der spezifischen Anforderungen der Anwendung. Hier sind einige Faktoren, die zu berücksichtigen sind:

• Lastdrehmoment: Berechnen Sie, wie viel Drehmoment erforderlich ist, um die Last effizient zu übertragen. Dies hilft bei der Auswahl der richtigen Rahmengröße und Gehäuselänge.
• Geschwindigkeitsanforderungen: Stellen Sie sicher, dass der Motor bei der für die Anwendung erforderlichen Betriebsgeschwindigkeit ausreichend Drehmoment bereitstellen kann.
• Platzbeschränkungen: Wenn der Platz begrenzt ist, wählen Sie einen kompakten Motor wie NEMA 8 oder NEMA 11.
• Wärmemanagement: Berücksichtigen Sie die Fähigkeit des Motors, Wärme abzuleiten, insbesondere bei Dauer- oder Hochleistungsanwendungen.

Beispielanwendungsszenarien

Anwendung	Empfohlene Motorgröße	Grund
3D-Drucker-Extruder	NEMA 17	Gleichgewicht zwischen Drehmoment und kompakter Größe
Desktop-CNC-Maschine	NEMA 23	Höheres Drehmoment für präzises Schneiden
Förderbandsystem	NEMA 34 oder NEMA 42	Hohes Drehmoment für schwere Industriearbeiten
Medizinische Geräte	NEMA 14	Kompakte Größe mit ausreichend Drehmoment

Fazit

Die Auswahl der richtigen Schrittmotorgröße ist entscheidend für die Optimierung der Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit eines Bewegungssteuerungssystems. Das Verständnis der traditionellen Der Vergleich zwischen verschiedenen Größen hilft Ingenieuren, fundierte Entscheidungen zu treffen, die den spezifischen Anforderungen ihrer Anwendungen entsprechen. Die richtige Motorgröße stellt sicher, dass das System das erforderliche Drehmoment und die erforderliche Geschwindigkeit liefern kann, während die Energieeffizienz erhalten bleibt und Überhitzung vermieden wird. Vom kompakten NEMA 8, der in der Mikrorobotik verwendet wird, bis zum robusten NEMA 42, der für große Industriemaschinen geeignet ist, bieten Schrittmotorgrößen Lösungen für eine breite Palette von Anforderungen.

Darüber hinaus kann die Partnerschaft mit einem renommierten Schrittmotorhersteller den Auswahlprozess weiter vereinfachen. Ein vertrauenswürdiger Hersteller kann Sie bei der Auswahl der besten Motorgröße für Ihre Anwendung beraten und sicherstellen, dass der Motor nicht nur die mechanischen und elektrischen Spezifikationen erfüllt, sondern auch den Betriebsanforderungen entspricht. Bitte wenden Sie sich an Gian Transmission, wir bieten Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung.