Léptetőmotorok vezetése nagy sebességgel
A léptetőmotorok az egyik legegyszerűbben alkalmazható motorok elektronika olyan tervezések, ahol bizonyos szintű pontosságra és ismételhetőségre van szükség. A léptetőmotorok felépítése alacsony fordulatszám-korlátozást ró a motorra, kisebb, mint amennyire az elektronika meg tudja hajtani a motort. Ha egy léptetőmotor nagy sebességű működésére van szükség, a megvalósítás nehézsége megnő.
A nagy sebességű léptetőmotor tényezői
Számos tényező válik tervezési és megvalósítási kihívássá, amikor léptetőmotorokat nagy sebességgel hajt. Mint sok összetevő, a valós viselkedés A léptetőmotorok alkalmazása nem ideális, és messze van az elmélettől. LéptetőmotorokA maximális fordulatszám gyártónként, modellenként és a motor induktivitása szerint változik, általában 1000 és 3000 ford./perc közötti fordulatszám érhető el.
Nagyobb sebességhez, szervo motorok jobb választás.
Tehetetlenség
Minden mozgó tárgynak van tehetetlensége, amely ellenáll az objektum gyorsulásának változásainak. Alacsonyabb sebességű alkalmazásokban lehetőség van egy léptetőmotor meghajtására a kívánt sebességgel anélkül, hogy egy lépést is kihagyna. Mindazonáltal, ha egy léptetőmotort azonnal nagy sebességgel próbál meg terhelni, ez nagyszerű módja annak, hogy kihagyja a lépéseket és elveszítse a motor helyzetét.
A léptetőmotornak alacsony fordulatszámról nagy sebességre kell felpörögnie a pozíció és a pontosság megőrzése érdekében, kivéve a kis tehetetlenségi hatással rendelkező könnyű terheléseket. A fejlett léptetőmotoros vezérlések közé tartoznak a gyorsulási korlátozások és a tehetetlenségi nyomaték kompenzálására szolgáló stratégiák.
Nyomatékgörbék
A léptetőmotor forgatónyomatéka nem minden üzemi sebességnél azonos. A léptetési sebesség növekedésével csökken.
A léptetőmotorok meghajtó jele mágneses mezőt hoz létre a motortekercsekben, hogy létrehozza a lépés megtételéhez szükséges erőt. Az az idő, amely alatt a mágneses tér eléri a teljes erősséget, a tekercs induktivitása, a meghajtó feszültsége és az áramkorlátozás függvénye. A menetsebesség növekedésével a tekercsek teljes erőnlétének ideje lerövidül, és a motor által generált nyomaték csökken.
Drive Signal
A léptetőmotorban fellépő erő maximalizálása érdekében a meghajtó jel áramának el kell érnie a maximális hajtásáramot. Nagy sebességű alkalmazásoknál a mérkőzésnek a lehető leggyorsabban meg kell történnie. A léptetőmotor nagyobb feszültségű jellel történő meghajtása segít a nyomaték növelésében nagy fordulatszámon.
Holt zóna
A motor ideális koncepciója lehetővé teszi, hogy bármilyen fordulatszámon hajtsák, és a legrosszabb esetben a fordulatszám növekedésével csökken a nyomaték. A léptetőmotoroknál azonban gyakran kialakul egy holt zóna, ahol a motor nem tudja meghajtani a terhelést adott sebességgel. A holt zóna a rendszer rezonanciájából adódik, és termékenként és kivitelenként változó.
Rezonancia
A léptetőmotorok mechanikus rendszereket hajtanak meg, és minden mechanikus rendszer szenvedhet rezonanciától. Rezonancia akkor lép fel, ha a vezetési frekvencia megegyezik a rendszer sajátfrekvenciájával. Ha energiát adunk a rendszerhez, az inkább a vibrációt és a nyomatékveszteséget növeli, mint a sebességét.
Azokban az alkalmazásokban, ahol a túlzott vibráció problémásnak bizonyul, különösen fontos a rezonancia léptetőmotor fordulatszámainak megtalálása és átugrása. A vibrációt toleráló alkalmazásoknál lehetőség szerint kerülni kell a rezonanciát. A rezonancia rövid távon csökkentheti a rendszer hatékonyságát, és idővel lerövidítheti az élettartamát.
Lépés mérete
A léptetőmotorok néhány vezetési stratégiát alkalmaznak, amelyek segítenek a motornak alkalmazkodni a különböző terhelésekhez és sebességekhez. Az egyik taktika a mikrolépés, amely lehetővé teszi, hogy a motor a teljesnél kisebb lépéseket tegyen. Ezek a mikrolépcsők csökkentett pontosságot biztosítanak, és halkabbá teszik a léptetőmotor működését alacsonyabb sebesség mellett.
A léptetőmotorok csak ilyen gyorsan tudnak haladni, és a motor nem lát különbséget egy mikro- vagy egy teljes lépésben. A teljes sebességű működéshez általában egy léptetőmotort kíván hajtani teljes lépésekkel. A léptetőmotor gyorsulási görbéjén keresztül történő mikrolépés használata azonban jelentősen csökkentheti a rendszer zaját és rezgését.