Krokové motory sú jedným z jednoduchších motorov, ktoré sa dajú implementovať v elektronických konštrukciách, kde je potrebná úroveň presnosti a opakovateľnosti. Bohužiaľ, konštrukcia krokových motorov kladie na motor pomerne nízke otáčky, čo je oveľa nižšia ako rýchlosť, ktorú môže elektronika poháňať motor. Keď je potrebná vysokorýchlostná prevádzka krokového motora, náročné na implementáciu sa zvyšuje, keď začne hrať niekoľko faktorov.
Vysokorýchlostné krokové motorové faktory
Niektoré faktory sa stávajú významnými návrhmi a problémami s implementáciou, keď sú krokové motory poháňané vysokou rýchlosťou. Rovnako ako mnohé komponenty, reálne svetové správanie krokových motorov nie je ideálne a ďaleko od teórie. Maximálna rýchlosť krokových motorov sa môže líšiť podľa výrobcu, modelu a indukčnosti motora pri rýchlostiach 1000-3000 ot / min. (Pri vyšších rýchlostiach sú servomotory lepšou voľbou). Hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú jazdu krokového motora pri vysokých rýchlostiach sú:
- Zotrvačnosť - akýkoľvek pohyblivý objekt má zotrvačnosť, ktorá odoláva zmene zrýchlenia objektu. V aplikáciách s nižšou rýchlosťou je možné začať poháňať krokový motor na požadovanú rýchlosť bez toho, aby ste museli zabrániť kroku. Pokúsiť sa ihneď nasmerovať zaťaženie na krokový motor s vysokou rýchlosťou je skvelý spôsob, ako preskočiť kroky a stratiť pozíciu. Okrem veľmi nízkych zaťažení s malými zotrvačnými účinkami musí byť krokový motor vyskočený z nízkej rýchlosti na vysokú rýchlosť, aby udržal polohu a presnosť. Pokročilé ovládacie prvky krokového motora zahŕňajú obmedzenia zrýchlenia a stratégie kompenzácie zotrvačnosti.
- Krútiace momenty krútiaceho momentu - krútiaci moment krokového motora nie je rovnaký pre každú prevádzkovú rýchlosť, ale klesá s rastúcou rýchlosťou krokov. Dôvod je založený na prevádzkových princípoch krokových motorov. Hnací signál pre krokové motory generuje magnetické pole v cievkach motora, aby sa vytvorila sila na vykonanie kroku. Čas potrebný na dosiahnutie plnej sily magnetického poľa závisí od indukčnosti cievky, napájacieho napätia a obmedzenia prúdu. S rastúcou rýchlosťou jazdy sa skracuje čas, počas ktorého sa cievky zotrvajú v plnej sile, a krútiaci moment, ktorý motor môže generovať, klesá.
- Signál pohonu - Ak chcete dosiahnuť maximálnu silu v krokovom motore, prúd budiaceho signálu musí dosiahnuť maximálny prúd motora a vo vysokorýchlostných aplikáciách musí to byť čo najrýchlejšie. Riadenie krokového motora s vyšším napäťovým signálom môže prispieť k zlepšeniu krútiaceho momentu pri vysokých rýchlostiach, ktoré sa automaticky používajú v riešeniach vodiča krokových vodičov s konštantným prúdom.
- Mŕtva zóna - Ideálna koncepcia motora umožňuje jazdiť s ľubovoľnou rýchlosťou a horším znížením krútiaceho momentu pri zvyšovaní rýchlosti. Bohužiaľ, krokové motory majú často mŕtvu zónu, kde motor nemôže poháňať zaťaženie pri danej rýchlosti. Je to dôsledkom rezonancie v systéme a líši sa pre každý produkt a dizajn.
- Rezonancia - Krokové motory poháňajú mechanické systémy a všetky mechanické systémy môžu trpieť rezonanciou. Rezonancia nastáva, keď frekvencia jazdy zodpovedá prirodzenej frekvencii systému a energia privedená do systému má tendenciu zvyšovať jeho vibrácie a stratu krútiaceho momentu skôr ako jeho rýchlosť. V aplikáciách, kde dochádza k nadmerným vibráciám, je mimoriadne dôležité nájsť a preskočiť rýchlosti krokových motorov rezonancie. Dokonca aj aplikácie, ktoré môžu tolerovať vibrácie, by mali zabrániť rezonancii, ak je to možné, pretože to môže výrazne znížiť životnosť systému.
- Veľkosť kroku - Krokové motory majú niekoľko stratégií jazdy, vrátane mikroprocesora, ktoré umožňujú vykonať menšie než plné kroky motora. Tieto mikro stupne neposkytujú zvýšenú presnosť (skôr malé kroky majú zníženú presnosť), ale robia krokovú prevádzku motora pokojnejšou pri nižších rýchlostiach. Krokové motory môžu byť poháňané tak rýchlo a motor sa v mikroprocese alebo úplnom kroku nezmení. Pri plnej rýchlosti je často potrebné riadiť krokový motor s úplnými krokmi. Použitie mikroprocesora cez krivku zrýchlenia krokového motora môže výrazne znížiť hluk a vibrácie v systéme.