In den meisten Fällen sind Schrittmotortreiber für die Steuerung eines einzelnen Motors mit einem Satz Ausgangsklemmen pro Motor ausgelegt. Mit bestimmten Konfigurationen und Überlegungen ist es jedoch möglich, zwei Schrittmotoren mit einem einzigen Treiber zu betreiben. Die Möglichkeit dieser Konfiguration hängt in erster Linie von den folgenden Faktoren ab:

  • Motortyp und -leistung: Beide Motoren sollten die gleichen Spezifikationen aufweisen, insbesondere in Bezug auf Nennstrom, Spannung und Wicklungskonfiguration. Das Mischen von Motoren mit unterschiedlichen Leistungen kann zu Unwucht, Überhitzung oder Schäden am Treiber führen.
  • Treiberfunktionen: Einige spezielle Schrittmotortreiber, insbesondere solche, die für Mehrachsensysteme oder Mehrphasenmotoren ausgelegt sind, ermöglichen Ihnen die
  • Steuerung mehrerer Motoren mit einem einzigen Treiber. Dennoch müssen diese Treiber in der Lage sein, beide Motoren mit ausreichend Strom zu versorgen. Es ist wichtig zu überprüfen, ob der Treiber den kombinierten Strombedarf beider Motoren decken kann.
  • Verdrahtungskonfiguration: Um zwei Schrittmotoren mit einem einzigen Treiber zu betreiben, müssen die Motoren je nach Treibertyp und Motoreigenschaften parallel oder in Reihe geschaltet werden.

Können zwei Schrittmotoren mit einem Treiber gesteuert werden?

Ja, aber nur unter bestimmten Umständen und nach einer Reihe wichtiger Überlegungen. Es gibt zwei Hauptszenarien, in denen Sie den Betrieb von zwei Schrittmotoren mit einem einzigen Treiber in Betracht ziehen könnten:

  • Gleicher Motortyp und -größe (Reihenschaltung): Wenn die Spezifikationen der beiden Motoren (Spannung, Strom, Spulenwiderstand) identisch sind, können sie in Reihe geschaltet werden, was bedeutet, dass die beiden Motoren die gleichen Leistungs- und Stromressourcen des Treibers nutzen. Dies ist die einfachste Möglichkeit, mehrere Motoren mit einem einzigen Treiber zu steuern.
  • Gleicher Motortyp mit unabhängiger Steuerung: Einige fortschrittliche Schrittmotortreiber können zwei Motoren unabhängig voneinander steuern (z. B. durch Verwendung von zwei separaten Ausgangskanälen). In diesem Fall funktioniert jeder Motor, als hätte er seinen eigenen Treiber, aber beide werden vom selben Mikrocontroller oder derselben Steuereinheit gesteuert.

Driver run two stepper motors

Wie betreibt man zwei Schrittmotoren mit demselben Treiber?

Wenn Ihr Schrittmotortreiber und Ihre Schrittmotoren kompatibel sind, können Sie mit den folgenden Schritten zwei Motoren mit einem einzigen Treiber betreiben:

1. Überprüfen Sie die Motorleistung: Stellen Sie sicher, dass die beiden Motoren die gleichen Spezifikationen haben – Spannung, Nennstrom und Wicklungskonfiguration. Wenn sie sich unterscheiden, kann der gemeinsame Betrieb zu ungleichmäßigem Verhalten führen.

2. Wählen Sie die richtige Verdrahtung:

  • Bei paralleler Verdrahtung verbinden Sie die Wicklungen beider Motoren an jedem Anschluss miteinander (A+ mit A+, A- mit A- und ebenso für die B-Wicklung). Stellen Sie sicher, dass die Nennleistung des Treibers durch die Gesamtstromaufnahme nicht überschritten wird.
  • Bei serieller Verdrahtung verbinden Sie die Anschlüsse in Reihe und stellen Sie sicher, dass der Strom durch beide Motoren gleich ist. Beachten Sie, dass die Spannungsverteilung zwischen den Motoren möglicherweise nicht gleich ist, was zu einem potenziell ungleichmäßigen Motorverhalten führen kann.

3. Überprüfen Sie die Treiberkapazität: Stellen Sie sicher, dass der Schrittmotortreiber für die Gesamtstromstärke beider Motoren ausgelegt ist. Wenn die Stromaufnahme die Kapazität des Treibers übersteigt, kann dieser überhitzen, auslösen oder sogar dauerhafte Schäden verursachen.

4. Strombegrenzung einstellen: Wenn Ihr Treiber eine einstellbare Strombegrenzung hat, stellen Sie diese auf die Hälfte des Nennstroms pro Motor ein (bei Parallelschaltung), um eine Überlastung des Treibers zu vermeiden. Stellen Sie bei Reihenschaltung sicher, dass der Gesamtstrom der Nennleistung des Treibers entspricht.

5. Testen Sie das Setup: Führen Sie vor dem Betrieb der Motoren in einer vollständigen Anwendung einen Testlauf durch, um sicherzustellen, dass beide Motoren ordnungsgemäß laufen, ohne zu überhitzen oder zu stottern. Überprüfen Sie, ob beide Motoren synchronisiert sind und reibungslos funktionieren.

Überlegungen zum Betrieb von zwei Motoren mit einem Treiber

Motorspezifikationen

Ob die beiden Schrittmotoren die gleichen Spezifikationen haben, ist die erste und wichtigste Überlegung. Schrittmotoren sind für bestimmte Spannungen, Ströme und Widerstandswerte ausgelegt. Beim Betrieb von zwei Motoren mit einem Treiber müssen diese Spezifikationen für beide Motoren gleich sein.

  • Spannung und Strom: Schrittmotoren sind im Allgemeinen in zwei Spannungswerten erhältlich: einer für die Haltespannung und einer für die Betriebsspannung. Wenn Sie zwei Motoren an einen einzigen Treiber anschließen, müssen Sie sicherstellen, dass beide Motoren mit denselben Spannungs- und Stromparametern betrieben werden können. Ein Motor kann übermäßigen Strom erhalten, wenn die Motoren falsch ausgerichtet sind, was zu Überhitzung und möglichen Schäden führen kann.
  • Spulenkonfiguration: Wenn die Motoren bipolar sind, müssen beide dieselbe Spulenkonfiguration haben (gleiche Anzahl von Wicklungen, gleicher Widerstand). Ebenso müssen unipolare Motoren identische Verkabelung und Spulenanschlüsse haben.

Wenn die beiden Motoren unterschiedliche Spezifikationen haben, führt der Betrieb mit demselben Treiber zu einem Ungleichgewicht und kann möglicherweise einen oder beide Motoren beschädigen. Daher ist es wichtig, dass beide Motoren vom gleichen Typ und mit derselben Leistung sind, um sicherzustellen, dass das System ordnungsgemäß funktioniert.

Verdrahtungskonfiguration

Die Art und Weise, wie die Motoren verdrahtet werden, ist entscheidend. Um zwei Motoren von einem einzigen Treiber anzutreiben, können sie je nach Treiber- und Motortyp normalerweise entweder in einer Reihen- oder Parallelkonfiguration angeschlossen werden:

  • Reihenkonfiguration: Bei dieser Konfiguration sind die beiden Motoren in Reihe geschaltet, was bedeutet, dass der Strom durch einen Motor und dann in den zweiten Motor fließt. Damit diese Anordnung funktioniert, müssen die Motoren die gleiche Stromstärke und Spannung aufweisen. Bei einer Reihenschaltung sendet der Treiber den gleichen Strom an beide Motoren, aber die Gesamtspannung, die zum Antrieb der Motoren erforderlich ist, ist die Summe der Einzelspannungen jedes Motors.
  • Parallele Konfiguration: Bei dieser Konfiguration teilen sich die Motoren die gleiche Spannung, aber der Strom wird zwischen den beiden Motoren aufgeteilt. Jede Spule der Motoren wird parallel geschaltet, sodass beide Motoren die gleiche Spannung erhalten und der Treiber den erforderlichen Strom zum Antrieb beider Motoren liefert. Bei einer Parallelverdrahtung kann ein Treiber erforderlich sein, der höhere Stromstärken liefern kann, da der kombinierte Strombedarf für zwei Motoren höher ist.

Treiberfähigkeit

Nicht alle Schrittmotortreiber können zwei Motoren gleichzeitig steuern. Viele Treiber sind darauf ausgelegt, nur einen Motor zu steuern, und der Versuch, zwei Motoren zu betreiben, könnte den Treiber beschädigen.

Einige fortschrittliche Schrittmotortreiber, wie sie in mehrachsigen CNC-Maschinen, 3D-Druckern oder Robotern verwendet werden, sind darauf ausgelegt, zwei Motoren unabhängig oder im Tandem anzutreiben. Diese Treiber haben separate Ausgangskanäle für jeden Motor, wodurch jeder Motor mit seinem eigenen Satz von Strom- und Impulssignalen gesteuert werden kann. Dadurch ist es möglich, jeden Motor separat zu steuern, obwohl beide Motoren vom selben Treiber angetrieben werden.

Mikroschritt und Synchronisierung

Zwei Motoren vom selben Treiber synchron zu betreiben, kann eine Herausforderung sein, insbesondere wenn Sie Mikroschritte verwenden, um eine gleichmäßigere Bewegung zu erreichen. Beide Motoren müssen in der Lage sein, die gleiche Anzahl von Mikroschritten pro Vollschritt auszuführen, um die Synchronisierung aufrechtzuerhalten, und der Treiber muss Mikroschritte für beide Motoren unterstützen.

Darüber hinaus müssen die Motoren mechanisch gekoppelt sein (z. B. über ein Getriebe oder eine Wellenkupplung), um sicherzustellen, dass sie sich koordiniert gemeinsam bewegen. Ohne ordnungsgemäße Synchronisierung kann es zu Fehlausrichtungen der Motoren kommen, was zu Positionierungsfehlern und möglichen mechanischen Schäden führt.

Praktische Anwendungen für den Betrieb zweier Motoren mit einem Treiber

In praktischen Anwendungen ist der Betrieb zweier Schrittmotoren mit demselben Treiber in einfacheren Systemen üblicher, in denen die Motoren identische Aufgaben oder Bewegungen ausführen. Einige mögliche Anwendungsfälle sind:

  • Zweiachsige Steuerung: In Maschinen, in denen zwei Motoren unterschiedliche Achsen steuern, aber dieselben Bewegungen ausführen (z. B. zwei Motoren, die die X- und Y-Achsen einer 2D-CNC-Maschine oder eines 3D-Druckers steuern), kann die Verwendung eines einzigen Treibers die Verkabelung vereinfachen und den Bedarf an mehreren Treibern verringern.
  • Geteilte Lasten: In Szenarien, in denen zwei Motoren verwendet werden, um die Last zu teilen, z. B. in einem System, in dem beide Motoren eine einzelne Stufe oder einen einzelnen Mechanismus bewegen, stellt der Betrieb über denselben Treiber sicher, dass beide Motoren den gleichen Strom erhalten und ähnliche Aufgaben ausführen.

Für Anwendungen, die eine unabhängige Steuerung zweier Motoren erfordern (beispielsweise zur Steuerung unterschiedlicher Bewegungsachsen), sind separate Treiber für jeden Motor jedoch normalerweise die bessere Lösung.

Fazit

Obwohl es technisch möglich ist, zwei Schrittmotoren mit demselben Treiber zu betreiben, ist dies nur unter bestimmten Bedingungen möglich. Die Motoren müssen identische Spezifikationen aufweisen und der Treiber muss in der Lage sein, ausreichend Leistung und Strom für beide Motoren bereitzustellen. Für die meisten Anwendungen, bei denen eine unabhängige Steuerung und hohe Präzision erforderlich sind, werden separate Treiber für jeden Motor empfohlen.