Step motorlar, hassas ve tekrarlanabilirlik seviyesine ihtiyaç duyulan elektronik tasarımlarda uygulanacak daha basit motorlardan biridir. Ne yazık ki, step motorların yapımı, motora motorun sürülebileceği hızdan çok daha düşük bir hızda motor üzerinde oldukça düşük hız sınırlaması getirmektedir. Bir step motorun yüksek hızda çalışması gerektiğinde, uygulamanın zorluğu, oyuna girmeye başlayan bir takım faktörler olarak artar.
Yüksek Hızlı Step Motor Faktörleri
Step motorlar yüksek hızlarda sürüldüğünde bazı faktörler önemli tasarımlar ve uygulama zorlukları haline gelir. Birçok bileşen gibi, step motorların gerçek dünya davranışları ideal değildir ve teoriden çok uzaktır. Step motorlar maksimum hız, üreticiye, modele ve motorun 1000-3000 devir / dakika hızlarına ulaşabileceğine göre değişebilir (daha yüksek hızlar için, servo motorlar daha iyi bir seçimdir). Step motor sürüşünü yüksek hızlarda etkileyen ana faktörler:
- Atalet - Herhangi bir hareket eden nesnenin, bir nesnenin hızlanmasındaki değişime direnen ataleti vardır. Düşük hız uygulamalarında, bir adım motoru eksik olmadan bir adım motorunu istenilen hızda sürmeye başlamak mümkündür. Bununla birlikte, bir step motorda bir yükü hemen yüksek hızda sürmeye çalışmak hemen atlamak ve pozisyon kaybetmek için harika bir yoldur. Az atalet etkisi olan çok hafif yükler haricinde, bir adım motoru, pozisyonu ve hassasiyeti korumak için düşük hızdan yüksek hıza kadar yükselmelidir. Gelişmiş step motor kontrolleri hızlanma sınırlamaları ve ataleti telafi etmek için stratejileri içerir.
- Tork Eğrileri - Bir step motorun torku, her bir çalışma hızı için aynı değildir, ancak adım hızı arttıkça düşer. Bunun nedeni, step motorların çalışma prensiplerine dayanmaktadır. Step motorlar için tahrik sinyali, bir adım atmaya zorlamak için motorun bobinlerinde bir manyetik alan oluşturur. Manyetik alanın tam güce ulaşması gereken zaman, bobinin indüktansına, sürücü voltajına ve akım sınırlamasına bağlıdır. Sürüş hızı arttıkça, bobinlerin tam mukavemetinde kaldıkları süre kısalır ve motor tork üretebilir.
- Tahrik Sinyali - Bir step motordaki kuvveti maksimuma çıkarmak için, sürücü sinyal akımı maksimum tahrik akımına ulaşmalı ve yüksek hızlı uygulamalarda bu mümkün olduğunca çabuk yapılmalıdır. Daha yüksek voltaj sinyaline sahip bir step motorun sürülmesi, sabit akım step sürücü çözümlerinde otomatik olarak uygulanan yüksek hızlarda torkun iyileştirilmesine yardımcı olabilir.
- Ölü Bölge - Bir motorun ideal konsepti, hız arttıkça torkun azaltılmasıyla her hızda sürülmesini sağlar. Ne yazık ki, step motorlar genellikle motorun belirli bir hızda yükü süremeyeceği ölü bir bölgeye sahiptir. Bu, sistemdeki rezonanstan kaynaklanır ve her ürün ve tasarıma göre değişir.
- Rezonans - Step motorlar mekanik sistemleri tahrik eder ve tüm mekanik sistemler rezonansa neden olabilir. Sürüş frekansı sistemin doğal frekansı ile eşleştiğinde ve sisteme eklenen enerji titreşiminden ve hızından ziyade tork kaybına neden olduğunda rezonans oluşur. Aşırı titreşimlerin sorun yaşayacağı uygulamalarda, rezonans step motor hızları üzerinde bulma ve atlama özellikle önemlidir. Titreşimi tolere edebilen uygulamalar bile, mümkün olduğunda, sistemin ömrünü önemli ölçüde azaltabileceğinden, rezonanstan kaçınmalıdır.
- Adım Boyutu - Step motorlar, motor tarafından yapılacak tam adımlardan daha küçük olan mikro adım dahil olmak üzere birkaç sürüş stratejisine sahiptir. Bu mikro adımlar artırılmış doğruluk sağlamaz (daha ziyade mikro adımların doğruluğu azalmıştır) ancak daha düşük hızlarda step motor çalışmasını daha sessiz hale getirirler. Step motorlar sadece çok hızlı sürülebilir ve motor mikro adımda veya tam adımda farklı görünmez. Tam hızda çalıştırma için, step motorun tam adımlarla sürülmesi genellikle gereklidir. Bununla birlikte, step motor hızlanma eğrisinden mikro adım atmanın kullanılması, sistemdeki gürültüyü ve titreşimi önemli ölçüde azaltabilir.