Warum werden Schrittmotoren eigentlich so warm– und ist das ein Problem?

Schrittmotoren neigen dazu, sich im Betrieb deutlich zu erwärmen – teils spürbar stärker als andere Motortypen. Gerade in kompakten Geräten stellt sich daher oft die Frage: Ist das normal? Woher kommt die Wärme – und kann sie dem Motor schaden? In diesem Beitrag klären wir die Ursachen und zeigen, wie man mit Temperaturentwicklung im Design und Betrieb sinnvoll umgeht.

 

Stromaufnahme auch im Stillstand

Ein wesentlicher Unterschied zu anderen Motoren:

Schrittmotoren halten ihre Position aktiv – das heißt, auch im Stillstand fließt Strom durch die Wicklungen.

• Der Motor wird über ein pulsierendes Magnetfeld auf Position gehalten
• Die Stromaufnahme bleibt hoch, obwohl keine Bewegung stattfindet
• Die Verlustleistung (P = I² × R) bleibt konstant – und erzeugt Wärme

Folge: Der Motor kann auch im Leerlauf oder Haltemodus heiß werden.

 

Mikroschrittbetrieb & Dauerlast

Moderne Treiber arbeiten mit Mikroschritten – dabei wird kontinuierlich Strom moduliert, auch bei langsamer Bewegung. Dadurch entstehen gleichmäßigere Bewegungen, aber auch zusätzliche Verlustleistungen:

• sinusförmige Ströme erzeugen mehr Wärme als einfache Vollschritte
• je nach Mikroschrittauflösung und Lastprofil variiert die Erwärmung

Tipp: Die Wahl des richtigen Steuerverfahrens und Stromprofils hilft, Temperaturspitzen zu vermeiden.

 

Begrenzte Wärmeabfuhr bei kompakten Bauformen

Kleine Motoren haben naturgemäß wenig Oberfläche zur Abgabe von Wärme:

• Gehäusematerial (z. B. Aluminium vs. Kunststoff) beeinflusst die Wärmeleitung
• Montagebedingungen entscheiden mit (z. B. auf Metallplatte vs. freistehend)
• Interne Isolation und Verguss beeinflussen die Wärmeverteilung

Lösung: Passive oder aktive Kühlkonzepte berücksichtigen – besonders bei Dauerbetrieb oder engen Einbauräumen.

 

Schäden durch Überhitzung – und wie man sie vermeidet

Wird der Motor dauerhaft zu heiß, drohen Schäden:

• Alterung der Isolierung (z. B. Wicklungslack)
• Lagerschäden durch thermische Ausdehnung
• Magnetkraftverlust bei Erreichen der Curie-Temperatur

Gegenmaßnahmen:

• Stromregelung über Treiber (z. B. Reduzierung im Haltemodus)
• Temperaturüberwachung mit Sensor oder Abschaltschwelle
• Auswahl thermisch robuster Werkstoffe und Gehäuse

 

Fazit

Dass Schrittmotoren warm werden, ist grundsätzlich normal – solange es im Rahmen bleibt. Wer die Ursachen kennt und die thermischen Eigenschaften frühzeitig im Design berücksichtigt, kann Probleme vermeiden und die Lebensdauer der Motoren deutlich erhöhen. Temperatur ist kein Grund zur Sorge – sondern ein Konstruktionsfaktor wie jeder andere.