Koračni motorji so eni izmed enostavnejših motorjev za vgradnjo v elektroniko, kjer je potrebna raven natančnosti in ponovljivosti. Konstrukcija koračnih motorjev postavlja omejitev nizke hitrosti motorja, nižje od hitrosti, ki jo elektronika lahko poganja motor. Ko je potrebno visoko hitrostno delovanje koračnega motorja, se težavnost izvedbe poveča.
Dejavniki visokohitrostnih koračnih motorjev
Več dejavnikov postane izziv pri načrtovanju in izvedbi, ko poganjate koračne motorje pri visokih hitrostih. Tako kot mnoge komponente tudi vedenje koračnih motorjev v resničnem svetu ni idealno in je daleč od teorije. Največja hitrost koračnih motorjev se razlikuje glede na proizvajalca, model in induktivnost motorja, pri čemer so običajno dosegljive hitrosti od 1000 RPM do 3000 RPM.
Za višje hitrosti so servo motorji boljša izbira.
vztrajnost
Vsak premikajoči se predmet ima vztrajnost, ki se upira spremembam pospeška predmeta. Pri aplikacijah z nižjo hitrostjo je možno poganjati koračni motor z želeno hitrostjo, ne da bi zamudili korak. Vendar pa je poskus takojšnjega obremenitve koračnega motorja z visoko hitrostjo odličen način za preskakovanje korakov in izgubo položaja motorja.
Koračni motor mora naraščati od nizke hitrosti do visoke hitrosti, da ohrani položaj in natančnost, razen pri lahkih obremenitvah z majhnimi vztrajnostnimi učinki. Napredne kontrole koračnega motorja vključujejo omejitve pospeška in strategije za kompenzacijo vztrajnosti.
Krivulje navora
Navor koračnega motorja ni enak za vsako delovno hitrost. Z naraščanjem hitrosti koraka pada.
Pogonski signal za koračne motorje ustvari magnetno polje v tuljavah motorja, da ustvari silo za korak. Čas, ki je potreben, da magnetno polje doseže polno moč, je odvisen od induktivnosti tuljave, pogonske napetosti in tokovne omejitve. Ko se hitrost vožnje poveča, se skrajša čas, ko tuljave ostanejo pri polni moči, in navor, ki ga lahko ustvari motor, upade.
Spodnja vrstica
Tok pogonskega signala mora doseči največji pogonski tok, da se poveča sila v koračnem motorju. Pri hitrih aplikacijah se mora ujemanje zgoditi čim hitreje. Pogon koračnega motorja z višjim napetostnim signalom pomaga izboljšati navor pri visokih vrtljajih.
Mrtvo območje
Idealni koncept motorja omogoča, da se poganja pri kateri koli hitrosti z, v najslabšem primeru, zmanjšanjem navora, ko se hitrost povečuje. Vendar pa koračni motorji pogosto razvijejo mrtvo območje, kjer motor ne more poganjati bremena pri dani hitrosti. Mrtva cona izhaja iz resonance v sistemu in se razlikuje za vsak izdelek in obliko.
Resonance
Koračni motorji poganjajo mehanske sisteme in vsi mehanski sistemi lahko trpijo zaradi resonance. Resonanca se pojavi, ko se pogonska frekvenca ujema z naravno frekvenco sistema. Dodajanje energije v sistem ponavadi poveča njegove vibracije in izgubo navora, namesto njegove hitrosti.
V aplikacijah, kjer se pretirane vibracije izkažejo za problematične, je iskanje in preskok hitrosti resonančnega koračnega motorja še posebej pomembno. Aplikacije, ki prenašajo vibracije, se morajo izogibati resonanci, kjer je to mogoče. Resonanca lahko kratkoročno zmanjša učinkovitost sistema in sčasoma skrajša njegovo življenjsko dobo.
Velikost koraka
Koračni motorji uporabljajo nekaj voznih strategij, ki pomagajo motorju pri prilagajanju različnim obremenitvam in hitrostim. Ena od taktik je mikrokoračenje, ki motorju omogoča, da naredi manjše korake od polnih. Ti mikro koraki zmanjšajo natančnost in naredijo delovanje koračnega motorja tišje pri nižjih hitrostih.
Koračni motorji lahko vozijo le tako hitro in motor ne vidi razlike v mikrokoraku ali polnem koraku. Za delovanje pri polni hitrosti boste običajno želeli poganjati koračni motor s polnimi koraki. Vendar lahko uporaba mikrostopanja skozi krivuljo pospeška koračnega motorja znatno zmanjša hrup in tresljaje v sistemu.
