A léptetőmotorok egyike azon egyszerűbb motoroknak, amelyeket az elektronikai tervekben kell végrehajtani, ahol pontosság és megismételhetőség szükséges. Sajnálatos módon a léptetőmotorok kialakítása meglehetősen alacsony fordulatszámot eredményez a motoron, jóval alacsonyabb, mint az elektronika által a motor hajtásának sebessége. Ha szükség van egy léptetőmotor nagysebességű működésére, a végrehajtás nehézségei megnőnek, mivel számos tényező kezd játszani.
Nagysebességű Stepper Motor Faktorok
Számos tényező vált jelentős tervekké és végrehajtási kihívásokká, amikor a léptetőmotorok nagy sebességgel vannak hajtva. Mint sok alkatrész, a léptetőmotorok valós viselkedése nem ideális és messze az elméletektől. A léptetőmotorok maximális sebessége a gyártótól, a modelltől és a motor induktivitásától függ, 1000-3000 fordulat / perc sebességgel elérhető (nagyobb sebesség esetén a szervomotorok jobb választás). A nagy sebességű léptetőmotoros vezetést befolyásoló fő tényezők a következők:
Tehetetlenség
Minden mozgó tárgynak olyan tehetetlensége van, amely ellenáll az objektum gyorsulásának változásában. Alacsonyabb fordulatszámú alkalmazásoknál a léptetőmotort a kívánt sebességgel elindíthatjuk anélkül, hogy hiányoznánk egy lépést. Azonban a nagy sebességű nagyfutású motoron történő erőfeszítés megkísérlése nagyszerű sebességgel nagyszerű módja a lépések kihagyásának és a pozíció elvesztésének. Kivéve a nagyon könnyű, kis inerciális hatású terheket, a léptetőmotornak alacsony sebességről nagy sebességre kell felemelkednie a pozíció és a pontosság fenntartása érdekében. Az előrehaladott léptetőmotor-vezérlés magában foglalja a gyorsításkorlátozásokat és a tehetetlenség kompenzálására szolgáló stratégiákat.
Nyomaték görbék
A léptetőmotor nyomatéka nem azonos minden működési sebességnél, de csökken, ahogy a léptetési sebesség nő. Ennek oka a léptetőmotorok működési alapjain alapul. A léptetőmotorok meghajtójele mágneses mezőt hoz létre a motor tekercseiben annak érdekében, hogy megteremtse az erő egy lépést. Az a tény, hogy a mágneses mező teljes erejéhez jusson, függ a tekercs induktivitásától, a hajtásfeszültségtől és az áramkorlátozástól. Ahogy a vezetési sebesség nő, akkor a tekercsek teljes ereje alatt maradnak, és a motor által előidézett nyomaték csökken.
Hajtójel
A léptetőmotor erőinek maximalizálása érdekében a hajtásáram áramának elérnie kell a maximális áramot, és nagysebességű alkalmazásoknál ezt a lehető leggyorsabban meg kell tenni. Egy nagyobb feszültségű jeladó motor vezetése segíthet a nyomaték növelésében nagy sebességeknél, amelyeket automatikusan alkalmaznak az állandó áramú léptető meghajtó megoldásoknál.
Holt zóna
A motor ideális koncepciója lehetővé teszi bármilyen sebességgel történő meghajtását, de a forgatónyomaték kisebb mértékben csökken, ahogy a sebesség nő. Sajnos a léptetőmotorok gyakran holt zónában vannak, ahol a motor nem képes a terhelést egy bizonyos sebességgel meghajtani. Ez a rezonancia miatt a rendszerben változik, minden termékhez és formatervezéshez képest.
Resonance
A léptetőmotorok mechanikus rendszereket vezetnek, és minden mechanikai rendszer rezonanciaforrást szenved. A rezonancia akkor fordul elő, amikor a vezetési frekvencia megegyezik a rendszer természetes frekvenciájával, és a rendszerhez hozzáadott energia általában növeli a vibrációt és a nyomatékveszteséget, nem pedig a sebességet. Olyan alkalmazásoknál, ahol túlzott rezgések jelentkeznek, különösen fontos a rezonancia léptetőmotor sebességének megtalálása és kihagyása. Még az olyan alkalmazások is, amelyek tolerálják a rezgést, lehetőség szerint kerülniük kell a rezonanciát, mivel jelentősen csökkenthetik a rendszer élettartamát.
Lépésméret
A léptetőmotorok rendelkeznek néhányféle vezetési stratégiával, beleértve a mikro-léptetést is, amely lehetővé teszi a motor kevesebb, mint teljes lépését. Ezek a mikroprocesszorok csökkentett pontossággal rendelkeznek, de a léptetőmotor alacsonyabb sebességgel csendesebb. A léptetőmotorokat csak annyira gyorsan lehet hajtani, és a motor semmi különbséget nem tapasztal mikro-lépésben vagy teljes lépésben. A teljes sebességű működéshez gyakran szükség van léptetőmotor vezetésére teljes lépésekkel. A léptetőmotor gyorsulásának görbéjén keresztül történő mikro-bejutás azonban jelentősen csökkentheti a zaj és a rezgés mértékét a rendszerben.
