Stepper motors is een van die eenvoudiger motors om in elektroniese ontwerpe te implementeer waar 'n vlak van akkuraatheid en herhaalbaarheid nodig is. Ongelukkig plaas die konstruksie van stepper motors 'n laer spoedbeperking op die motor, veel laer as die spoed wat die elektronika die motor kan bestuur. Wanneer die hoëspoed-werking van 'n trapmotor nodig is, word die moeilikheid van implementering verhoog namate 'n aantal faktore begin om te speel.
High Speed Stepper Motor Factors
Verskeie faktore word betekenisvolle ontwerpe en implementeringsuitdagings wanneer stepper motors teen hoë spoed aangedryf word. Soos met baie komponente, is die werklike wêreldgedrag van stepper motors nie ideaal nie en is dit baie ver van die teorie. Stepper motors maksimum spoed sal wissel deur die vervaardiger, model en die induktansie van die motor met 'n snelheid van 1000-3000 RPM haalbaar (vir hoër spoed, servo motors is 'n beter keuse). Die belangrikste faktore wat stepper motor ry teen hoë spoed is:
- Traagheid - Enige bewegende voorwerp het traagheid wat die verandering in versnelling van 'n voorwerp weerstaan. In laer spoedtoepassings is dit moontlik om 'n trapmotor teen die verlangde spoed te bestuur sonder om 'n stap te ontbreek. Dit is egter 'n goeie manier om 'n vragmotor op hoë spoed vinnig op 'n stappermotor te ry. Dit is 'n goeie manier om stappe oor te slaan en posisie te verloor. Behalwe vir 'n baie ligte massa met min traagheidseffekte, moet 'n stepper motor van lae spoed tot hoë spoed oprit om posisie en akkuraatheid te handhaaf. Gevorderde stepper motor kontroles sluit in versnellingsbeperkings en strategieë om traagheid te vergoed.
- Torque Curves - Die wringkrag van 'n stepper motor is nie dieselfde vir elke operasionele spoed nie, maar daal namate die trapspoed toeneem. Die rede hiervoor is gebaseer op die operasionele prinsipale van stepper motors. Die dryfsein vir stepper motors genereer 'n magnetiese veld in die spoele van die motor om die krag te skep om 'n stap te maak. Die tyd wat dit neem om die magnetiese veld te kry tot volle krag hang af van die induktansie van die spoel, dryf spanning en stroom beperking. Namate die ryspoed toeneem, word die tyd wat die spoele by hul volle sterkte bly, verkort en die wringkrag wat die motor kan laat druppels af.
- Wegsignaal - Om die krag in 'n trapmotor te maksimeer, moet die dryfseinstroom die maksimum drywingsstroom bereik en in hoëspoedtoepassings moet dit so gou moontlik gedoen word. Die bestuur van 'n trapmotor met 'n hoër spanningsein kan help om die wringkrag met hoë spoed te verbeter wat outomaties toegepas word in konstante stroomstapbestuurders.
- Dooie Sone - Met die ideale konsep van 'n motor kan dit teen enige spoed gedryf word, met 'n slegter vermindering van wringkrag, aangesien die spoed toeneem. Ongelukkig het stappotors dikwels 'n dooie sone waar die motor nie die las teen 'n gegewe spoed kan ry nie. Dit is as gevolg van resonansie in die stelsel en wissel vir elke produk en ontwerp.
- Resonansie - Stepper motors dryf meganiese stelsels en alle meganiese stelsels kan aan resonansie ly. Resonansie vind plaas wanneer die ryfrekwensie ooreenstem met die natuurlike frekwensie van die stelsel en die energie wat by die stelsel gevoeg word, is geneig om sy vibrasie en wringkrag eerder as sy snelheid te verhoog. In toepassings waar oormatige vibrasies probleme sal hê, is die resonansie-trapmotor se spoedvermoë veral belangrik. Selfs toepassings wat vibrasie kan verdra, moet resonansie waar moontlik voorkom, aangesien dit die lewe van die stelsel aansienlik kan verlaag.
- Stap Grootte - Stepper Motors het 'n paar bestuurstrategieë beskikbaar, insluitende mikrostap wat kleiner toelaat as volle stappe wat deur die motor gemaak moet word. Hierdie mikrostappe gee nie meer akkuraatheid nie (eerder mikrostappe het minder akkuraatheid), maar hulle maak die werking van die stepper motor stiler teen laer spoed. Stepper motors kan net so vinnig aangedryf word, en die motor sien niks anders in 'n mikro-stap of 'n volle stap nie. Vir die volle spoed operasie word dikwels 'n trapmotor met volle stappe nodig. Die gebruik van mikrostap deur die trapmotor versnellingskromme kan egter die geraas en vibrasie in die stelsel aansienlik verminder.