ステッピングモーターを高速で駆動する

ステッピングモーターは、実装が簡単なモーターの1つです。 エレクトロニクス あるレベルの精度と再現性が必要な設計。 ステッピングモーターの構造は、電子機器がモーターを駆動できる速度よりも遅い低速制限をモーターに課します。 ステッピングモーターの高速運転が必要な場合、実装が難しくなります。

高速ステッピングモーターの要因

ステッピングモーターを高速で駆動する場合、いくつかの要因が設計と実装の課題になります。 多くのコンポーネントと同様に、 実世界の行動 ステッピングモーターの性能は理想的ではなく、理論からはほど遠いものです。 ステッピングモーター'最高速度は、メーカー、モデル、およびモーターのインダクタンスによって異なり、通常は1000RPMから3000RPMの速度が達成可能です。

慣性

移動するオブジェクトには慣性があり、オブジェクトの加速度の変化に抵抗します。 低速のアプリケーションでは、ステップを逃さずにステッピングモーターを希望の速度で駆動することができます。 ただし、ステッピングモーターの負荷をすぐに高速で駆動しようとすることは、ステップをスキップしてモーターの位置を失うための優れた方法です。

ステッピングモーターは、慣性効果がほとんどない軽量負荷を除いて、位置と精度を維持するために低速から高速にランプアップする必要があります。 高度なステッピングモーター制御には、加速制限と慣性を補償するための戦略が含まれています。

トルク曲線

ステッピングモーターのトルクは、すべての動作速度で同じではありません。 ステッピング速度が上がると低下します。

ステッピングモーターの駆動信号は、モーターコイルに磁場を生成して、ステップを踏む力を生み出します。 磁場が最大強度に達するまでにかかる時間は、コイルのインダクタンス、駆動電圧、および電流制限によって異なります。 駆動速度が上がると、コイルが最大強度に留まる時間が短くなり、モーターが生成できるトルクが低下します。

ドライブ信号

ステッピングモーターの力を最大化するには、駆動信号電流が最大駆動電流に到達する必要があります。 高速アプリケーションでは、一致はできるだけ早く発生する必要があります。 より高い電圧信号でステッピングモーターを駆動すると、高速でのトルクが向上します。

デッドゾーン

モーターの理想的な概念により、モーターは任意の速度で駆動でき、最悪の場合、速度が上がるにつれてトルクが減少します。 ただし、ステッピングモーターは、モーターが特定の速度で負荷を駆動できないデッドゾーンを発生させることがよくあります。 不感帯はシステムの共振から生じ、製品や設計ごとに異なります。

共振

ステッピングモーターは機械システムを駆動し、すべての機械システムは共振に悩まされる可能性があります。 共振は、駆動周波数がシステムの固有周波数と一致するときに発生します。 システムにエネルギーを追加すると、速度ではなく、振動とトルクの損失が増加する傾向があります。

過度の振動が問題となるアプリケーションでは、共振ステッピングモーターの速度を見つけてスキップすることが特に重要です。 振動を許容するアプリケーションでは、可能な限り共振を回避する必要があります。 共振は、短期的にはシステムの効率を低下させ、時間の経過とともにシステムの寿命を縮める可能性があります。

刻み幅

ステッピングモーターは、モーターがさまざまな負荷と速度に適応するのに役立ついくつかの駆動戦略を採用しています。 1つの戦術はマイクロステッピングです。これにより、モーターはフルステップよりも小さくなります。 これらのマイクロステップは精度を低下させ、低速でのステッピングモーターの動作を静かにします。

ステッピングモーターは非常に高速でしか駆動できず、モーターはマイクロステップでもフルステップでも違いはありません。 フルスピードで動作させるには、通常、ステッピングモーターをフルステップで駆動する必要があります。 ただし、ステッピングモーターの加速曲線をマイクロステッピングすることで、システムの騒音と振動を大幅に減らすことができます。