Ang Stepper motor ay isa sa mga mas simpleng motor na ipapatupad sa mga disenyo ng electronics kung saan kinakailangan ang isang antas ng katumpakan at repeatability. Ang pagtatayo ng mga stepper motor ay naglalagay ng mababang bilis ng limitasyon sa motor, na mas mababa kaysa sa bilis ng electronics na maaaring magmaneho ng motor. Kapag kailangan ng high-speed na pagpapatakbo ng isang stepper motor, tataas ang kahirapan sa pagpapatupad.
High-Speed Stepper Motor Factors
Maraming salik ang nagiging hamon sa disenyo at pagpapatupad kapag nagmamaneho ka ng mga stepper motor sa napakabilis. Tulad ng maraming mga bahagi, ang tunay na pag-uugali ng mga stepper motor ay hindi perpekto at malayo sa teorya. Ang max na bilis ng mga stepper motor ay nag-iiba ayon sa manufacturer, modelo, at inductance ng motor, na may mga bilis na 1000 RPM hanggang 3000 RPM na kadalasang naaabot.
Para sa mas mataas na bilis, ang mga servo motor ay isang mas mahusay na pagpipilian.
Inertia
Anumang gumagalaw na bagay ay may inertia, na lumalaban sa mga pagbabago sa acceleration ng isang bagay. Sa mas mababang bilis ng mga application, posibleng magmaneho ng stepper motor sa nais na bilis nang hindi nawawala ang isang hakbang. Gayunpaman, ang pagtatangkang magmaneho kaagad ng load sa isang stepper motor sa napakabilis na bilis ay isang mahusay na paraan upang laktawan ang mga hakbang at mawala ang posisyon ng motor.
Ang isang stepper motor ay dapat umakyat mula sa mababang bilis patungo sa mataas na bilis upang mapanatili ang posisyon at katumpakan maliban sa magaan na mga pagkarga na may kaunting inertial effect. Kasama sa mga advanced na kontrol ng stepper motor ang mga limitasyon sa pagpabilis at mga diskarte upang mabayaran ang pagkawalang-galaw.
Mga Torque Curves
Ang torque ng isang stepper motor ay hindi pareho para sa bawat bilis ng pagpapatakbo. Bumababa ito habang tumataas ang bilis ng hakbang.
Ang drive signal para sa mga stepper na motor ay bumubuo ng magnetic field sa mga motor coils upang lumikha ng puwersa upang gumawa ng isang hakbang. Ang oras na aabutin ng magnetic field upang makabuo ng buong lakas ay nakasalalay sa inductance ng coil, boltahe ng drive, at kasalukuyang limitasyon. Habang tumataas ang bilis ng pagmamaneho, umiikli ang oras na nananatili ang mga coil sa buong lakas, at bumababa ang torque na nabubuo ng motor.
Bottom Line
Dapat maabot ng kasalukuyang drive signal ang pinakamataas na kasalukuyang drive upang ma-maximize ang puwersa sa isang stepper motor. Sa mga high-speed na application, ang tugma ay dapat mangyari nang mabilis hangga't maaari. Ang pagmamaneho ng stepper motor na may mas mataas na signal ng boltahe ay nakakatulong na pahusayin ang torque sa matataas na bilis.
Dead Zone
Ang perpektong konsepto ng isang motor ay nagbibigay-daan dito na mapatakbo sa anumang bilis na may, sa pinakamasama, pagbabawas ng torque habang tumataas ang bilis. Gayunpaman, ang mga stepper motor ay madalas na bumuo ng isang patay na zone kung saan ang motor ay hindi maaaring magmaneho ng load sa isang naibigay na bilis. Ang dead zone ay nagmumula sa resonance sa system at nag-iiba-iba para sa bawat produkto at disenyo.
Resonance
Ang mga stepper motor ay nagmamaneho ng mga mekanikal na system, at lahat ng mekanikal na sistema ay maaaring magdusa mula sa resonance. Ang resonance ay nangyayari kapag ang dalas ng pagmamaneho ay tumutugma sa natural na dalas ng system. Ang pagdaragdag ng enerhiya sa system ay may posibilidad na tumaas ang vibration at pagkawala ng torque nito, kaysa sa bilis nito.
Sa mga application kung saan nagiging problema ang sobrang vibrations, ang paghahanap at paglaktaw sa resonance stepper motor speed ay lalong mahalaga. Ang mga application na nagpaparaya sa vibration ay dapat na maiwasan ang resonance kung posible. Ang resonance ay maaaring gawing hindi gaanong mahusay ang isang system sa maikling panahon at paikliin ang buhay nito sa paglipas ng panahon.
Laki ng Hakbang
Stepper motors ay gumagamit ng ilang mga diskarte sa pagmamaneho na tumutulong sa motor na umangkop sa iba't ibang load at bilis. Ang isang taktika ay micro-stepping, na nagbibigay-daan sa motor na gumawa ng mas maliit kaysa sa buong hakbang. Nag-aalok ang mga micro step na ito ng mas mababang katumpakan at ginagawang mas tahimik ang pagpapatakbo ng stepper motor sa mas mababang bilis.
Ang mga stepper motor ay maaari lamang magmaneho nang napakabilis, at ang motor ay walang nakikitang pagkakaiba sa isang micro-step o isang buong hakbang. Para sa buong bilis na pagpapatakbo, karaniwang gusto mong magmaneho ng stepper motor na may mga buong hakbang. Gayunpaman, ang paggamit ng micro-stepping sa pamamagitan ng stepper motor acceleration curve ay maaaring makabuluhang bawasan ang ingay at vibration sa system.
