Koračni motori jedni su od jednostavnijih motora za implementaciju u elektroniku gdje je potrebna razina preciznosti i ponovljivosti. Konstrukcija koračnih motora postavlja ograničenje male brzine na motor, niže od brzine koju elektronika može pokretati motorom. Kada je potrebna velika brzina rada koračnog motora, povećava se težina implementacije.
Čimbenici koračnog motora velike brzine
Nekoliko čimbenika postaje izazov dizajna i implementacije kada pokrećete koračne motore pri velikim brzinama. Poput mnogih komponenti, ponašanje koračnih motora u stvarnom svijetu nije idealno i daleko je od teorije. Maksimalna brzina koračnih motora ovisi o proizvođaču, modelu i induktivitetu motora, a obično se mogu postići brzine od 1000 RPM do 3000 RPM.
Za veće brzine, servo motori su bolji izbor.
Inercija
Svaki objekt koji se kreće ima inerciju, koja se opire promjenama ubrzanja objekta. U primjenama s manjim brzinama, moguće je pogoniti koračni motor željenom brzinom bez propuštanja koraka. Međutim, pokušaj trenutnog pokretanja tereta na koračnom motoru velikom brzinom odličan je način za preskakanje koraka i gubitak položaja motora.
Koračni motor mora pojačati s niske brzine na veliku kako bi održao položaj i preciznost, osim za lagana opterećenja s malim inercijskim učinkom. Napredne kontrole koračnog motora uključuju ograničenja ubrzanja i strategije za kompenzaciju inercije.
Krivulje zakretnog momenta
Okretni moment koračnog motora nije isti za svaku radnu brzinu. Pada kako se brzina koraka povećava.
Pogonski signal za koračne motore stvara magnetsko polje u zavojnicama motora kako bi se stvorila sila za poduzimanje koraka. Vrijeme koje je potrebno magnetskom polju da dostigne punu snagu ovisi o induktivitetu zavojnice, pogonskom naponu i ograničenju struje. Kako se brzina vožnje povećava, vrijeme dok zavojnice ostaju na punoj snazi se skraćuje, a okretni moment koji motor može generirati opada.
Donja crta
Struja pogonskog signala mora doseći maksimalnu struju pogona kako bi se maksimizirala sila u koračnom motoru. U aplikacijama velike brzine, podudaranje se mora dogoditi što je brže moguće. Pokretanje koračnog motora s višim naponskim signalom pomaže poboljšati okretni moment pri velikim brzinama.
Mrtva zona
Idealni koncept motora omogućuje da se pokreće pri bilo kojoj brzini uz, u najgorem slučaju, smanjenje okretnog momenta kako se brzina povećava. Međutim, koračni motori često razviju mrtvu zonu u kojoj motor ne može pokretati teret zadanom brzinom. Mrtva zona proizlazi iz rezonancije u sustavu i razlikuje se za svaki proizvod i dizajn.
Rezonancija
Koračni motori pokreću mehaničke sustave, a svi mehanički sustavi mogu patiti od rezonancije. Rezonancija se javlja kada pogonska frekvencija odgovara prirodnoj frekvenciji sustava. Dodavanje energije sustavu povećava vibracije i gubitak momenta, a ne brzinu.
U primjenama gdje se prekomjerne vibracije pokažu problematičnim, pronalaženje i preskakanje brzina rezonantnog koračnog motora posebno je važno. Aplikacije koje toleriraju vibracije trebaju izbjegavati rezonanciju gdje je to moguće. Rezonancija može kratkoročno učiniti sustav manje učinkovitim i skratiti mu vijek trajanja.
veličina koraka
Koračni motori koriste nekoliko strategija vožnje koje pomažu motoru da se prilagodi različitim opterećenjima i brzinama. Jedna od taktika je mikrokoračenje, koje omogućuje motoru da radi manje od punih koraka. Ovi mikro koraci nude smanjenu točnost i čine rad koračnog motora tišim pri nižim brzinama.
Koračni motori mogu voziti samo toliko brzo, a motor ne vidi razliku u mikro-koraku ili punom koraku. Za rad punom brzinom, obično ćete htjeti pokretati koračni motor punim koracima. Međutim, upotrebom mikrokoraka kroz krivulju ubrzanja koračnog motora može se značajno smanjiti buka i vibracije u sustavu.
