Welche Eigenschaften hat ein Schrittmotor-Antrieb? Diese Frage wurde bisher im Modul «Grundlagen der Antriebstechnik» erst theoretisch beantwortet. Nun haben zwei Elektrotechnik-Studenten der ZHAW School of Engineering während ihrer Projektarbeit einen Schrittmotor-Versuch entwickelt. Ab 2019 können die Studierenden des Moduls einen Schrittmotor auch praktisch kennenlernen.

Schrittmotor-Antriebe sind kostengünstig, weil sie keine Drehzahl- oder Positionserfassung benötigen. Sie werden oft für einfache Positionierungsaufgaben eingesetzt:

• Drucker, Scanner, DVD-Laufwerk,
• Rückspiegel, Sitz beim Auto,
• Materialfluss in Produktionsanlagen.

Zu Beginn ihrer Projektarbeit erfassten die Studenten Roman Flach und Valentin Vanyo die vorhandene Laborinfrastruktur am Institut für mechatronische Systeme (IMS). Sie bestellten einen passenden Schrittmotor mit Steuergerät. Dann kam die erste Herausforderung. «Ich hätte nicht gedacht, dass ich als Elektrotechnik-Student einmal eine Motorhalterung mit CAD konstruiere», meint Valentin Vanyo.

Die Herstellung von Motorhalterung und Platte für das Steuergerät überliessen die Studenten den Profis. Nachdem sie die Geräte montiert und in Betrieb gesetzt hatten, konnten sie den Schrittmotor untersuchen und den Versuchsinhalt festlegen:

• Spannung und Strom der Motorwicklungen messen und interpretieren
• maximales Drehmoment als Funktion der Drehzahl erfassen und interpretieren
• Schrittmotor als Antrieb für einen Drehteller verwenden, mit dem Werkstücke sortiert werden

«Das Spezielle an diesem Versuch ist die Anwendung Drehteller», sagt Werner Sieber, Betreuer der Projektarbeit. «Dadurch lernen die Studierenden auch, wie einem intelligenten Antrieb mit dem PC Parameter vorgegeben oder Bewegungen befohlen werden, z. B. Drehung 50 Schritte nach rechts. Im Wahlmodul Automatisierung können sie dann eine Steuerung selbst programmieren, die Werkstücke erfasst und transportiert».

Zum Versuch verfassten die Studenten eine Anleitung und eine Musterlösung. Dann kam der Test: Zwei Zweiergruppen aus dem 3. Semester stellten sich als Testpersonen zur Verfügung und führten den Versuch durch. Roman Flach erzählt: «Sie brauchten etwas Hilfe, um die ihnen noch unbekannten Laborgeräte zu bedienen. Den Versuch fanden sie spannend. Sie haben nur wenig bemängelt, was mich sehr gefreut hat».

Nun gilt es noch die Versuchsanleitung leicht zu überarbeiten und alle sieben Versuchsplätze mit dem Schrittmotor-Antrieb auszurüsten. Dann ist das Labor bereit für die neuen Studierenden des Moduls «Grundlagen der Antriebstechnik».