Stepper motors on üks lihtsamaid mootoreid, mida rakendada elektroonikarakendustes, kus on vaja täpsust ja korratavust. Kahjuks muudab steppermootorite ehitamine mootorile suhteliselt väikese kiiruse piirangu, mis on tunduvalt madalam kui kiirus, millega elektroonika saab mootorit juhtida. Kui samm-mootori kiirus on vajalik, siis hakkab raskusi rakendama, kuna mitmed tegurid hakkavad mängima.
Kiirusemperimehhanismi mootoritegurid
Mitmed tegurid muutuvad märkimisväärseks projekteerimis- ja rakendusprobleemideks, kui sampimootoritel on suur kiirus. Nagu paljud komponendid, ei ole sampo-mootorite reaalses maailmas käitumine ideaalset ja teoreetiliselt kaugel. Stepper motors maksimaalne kiirus varieerub vastavalt tootja, mudeli ja mootori induktiivsusele kiirusega 1000-3000 pööret minutis (suuremate kiiruste korral on paremad servomootorid ). Peamised tegurid, mis mõjutavad mootorite juhtimist suurel kiirusel, on järgmised:
- Inerts - liikuv objekt on inertsiga, mis takistab objekti kiirenduse muutumist. Madala kiirusega rakendustes on võimalik samm-mootorit juhtida soovitud kiirusel ilma sammu puudumiseta. Siiski on kohe samm-mootoril koormuse katsetamine kiirel kiirusel suurepärane võimalus sammust vahele jätta ja kaotada positsiooni. Välja arvatud väga väikeste koormuste korral, millel on vähe inertseid mõjusid, võib samm-mootoril liikuda madala kiiruseni kuni suure kiirusega, et säilitada positsioon ja täpsus. Täpsemad samm-mootorikontrollerid hõlmavad kiirenduspiiranguid ja inertsi kompenseerimise strateegiaid.
- Pöördemõõdu kõverad - samm-mootori pöördemoment ei ole iga töökiiruse jaoks sama, kuid langeb kui tõusu kiirus suureneb. Selle põhjuseks on Stepper mootorite tööpõhimõtted. Stepper-mootorite ajami signaal tekitab mootori rullides magnetvälja, et jõud sammu astuda. Magnetvälja kulutamiseks kuluv aeg sõltub kõveriku induktiivsusest, ajami pingest ja voolutugevusest. Kui kiirus suureneb, lühendab aeg, mil rullid täieliku jõu juures püsivad, lüheneb ja pöördemoment, mille mootor võib tekitada, langeb ära.
- Ajami signaal - samm-mootorile jõu maksimeerimiseks peab ajamissignaali vool jõudma maksimaalse ajami vooluni ja kiirelt rakendades tuleb seda teha nii kiiresti kui võimalik. Suuremate pingeväljunditega samm-mootoriga sõitmine võib parandada pöördemomenti suurel kiirusel, mis rakendatakse automaatselt pidevates samm-juhthaagrites.
- Dead Zone - mootori ideaalne kontseptsioon võimaldab seda juhtida igal kiirusel, kusjuures pöörlemiskiirus väheneb, kui kiirus suureneb. Kahjuks on stepperi mootoritel sageli surnud tsoon, kus mootor ei suuda teatud määral koormust juhtida. See tuleneb süsteemi resonantsist ja erineb iga toote ja disaini osas.
- Resonants - sampo-mootorid juhivad mehaanilisi süsteeme ja kõik mehaanilised süsteemid võivad katkestada. Resonants tekib siis, kui sõiduki sagedus vastab süsteemi loomulikele sagedustele ja süsteemile lisanduv energia kipub suurendama oma vibratsiooni ja pöördemomendi kadu, mitte selle kiirust. Rakendustes, kus esineb ülemääraseid vibratsioone, on eriti oluline resonantsmõõturite leidmine ja vahelejätmine. Isegi rakendused, mis võivad vibratsiooni taluda, peaksid võimaluse korral vältima resonantsi, kuna see võib oluliselt vähendada süsteemi eluiga.
- Sammamõõdud - sampel töötavatel mootoritel on saadaval mõned juhtimisstrateegiad, sealhulgas mikrolampumine, mis võimaldab mootoril teha vähem kui täis samme. Need mikromeetodid ei paku suuremat täpsust (pigem on mikro-astmed langenud täpsusega), kuid see muudab samp-mootorite töötamise vaiksemaks madalamatel kiirustel. Stepper motoreid saab juhtida nii kiiresti ja mootor ei näe micro-sammu ega täis sammuks midagi erinevat. Täiskiirusega töötamiseks on tihti vaja samm-mootorit täisammutadega sõita. Kasutades samm-mootori kiirenduskõvera abil mikro-sammu, saab süsteemis oluliselt vähendada müra ja vibratsiooni.