מנועי צעד הם אחד מנועים פשוטים ליישם עיצובים האלקטרוניקה שבו רמת דיוק הדירות. למרבה הצער, בניית מנועים צעד מגביל מהירות נמוכה למדי על המנוע, הרבה יותר נמוך מאשר את מהירות האלקטרוניקה יכול לנהוג. כאשר פעולה במהירות גבוהה של מנוע stepper נדרש בקושי של יישום מגדילה כמו מספר גורמים מתחילים לבוא לשחק.
מהירות גבוהה מנועי צעד
מספר גורמים הופכים עיצובים משמעותיים ואתגרים יישום כאשר מנועי stepper מונעים במהירויות גבוהות. כמו מרכיבים רבים, ההתנהגות בעולם האמיתי של מנועים צעד אינו אידיאלי ו רחוק מן התיאוריה. מהירות מנועים מהירות מקסימלית ישתנה על ידי היצרן, המודל, ואת השראות של המנוע עם מהירויות של 1000-3000 סל"ד להשיג (עבור מהירויות גבוהות יותר, מנועי סרוו הם בחירה טובה יותר). הגורמים העיקריים המשפיעים על נהיגה במנוע stepper במהירויות גבוהות הם:
- אינרציה - לכל עצם נע יש אינרציה המתנגדת לשינוי האצה של אובייקט. ביישומים מהירות נמוכה יותר, ניתן להתחיל לנהוג במנוע stepper במהירות הרצוי מבלי להחמיץ צעד. עם זאת, מנסה לנהוג עומס על מנוע stepper במהירות גבוהה באופן מיידי היא דרך מצוינת לדלג על צעדים ולאבד את המיקום. למעט המון משקל קל מאוד עם השפעות אינרציאליות קטנות, מנוע צעד צריך לעלות מהמהירות הנמוכה למהירות גבוהה כדי לשמור על המיקום והדיוק. בקרים מוטוריים מתקדמים של סטפר כוללים מגבלות האצה ואסטרטגיות כדי לפצות על אינרציה.
- עקומות מומנט - מומנט מנוע סטפר אינו זהה עבור כל מהירות מבצעית, אך טיפות כמו מהירות דריכה עולה. הסיבה לכך מבוססת על עקרונות התפעול של מנועי צעד. אות הכונן עבור מנועים צעד מייצר שדה מגנטי הסלילים של המנוע על מנת ליצור את הכוח לנקוט צעד. הזמן שלוקח את השדה המגנטי לבוא עד כוח מלא תלוי אינדוקציה של סליל, מתח כונן, ומגבלה הנוכחית. כמו מהירות נהיגה מגדילה, הפעם סלילים להישאר במלוא כוחם מקצר מומנט המנוע יכול לייצר טיפות.
- אות כונן - כדי למקסם את הכוח במנוע סטיפר, זרם אות הכונן חייב להגיע לכונן הכונן המקסימלי וביישומים במהירות גבוהה זה חייב להיעשות במהירות האפשרית. נהיגה מנוע stepper עם אות מתח גבוה יכול לעזור לשפר את מומנט במהירויות גבוהות אשר מוחלים באופן אוטומטי פתרונות הנהג הנוכחי Stepper קבוע.
- אזור מת - המושג האידיאלי של מנוע מאפשר לו להיות מונע בכל מהירות עם יותר גרוע הפחתה של מומנט כמו מגביר את המהירות. למרבה הצער מנועים Stepper לעתים קרובות יש אזור מת שבו המנוע לא יכול לנהוג את העומס במהירות נתון. זה נובע תהודה במערכת משתנה עבור כל מוצר ועיצוב.
- תהודה - מנועי Stepper כונן מערכות מכניות וכל מערכות מכניות יכול לסבול תהודה. תהודה מתרחשת כאשר תדירות הנהיגה תואמת את התדירות הטבעית של המערכת והאנרגיה שנוספת למערכת נוטה להגביר את הרטט שלה ואת אובדן המומנט שלה ולא את מהירותה. ביישומים שבהם תנודות מוגזמות יהיו בעיות, מציאת דילוג על מהירויות המנוע המהירות סטפר חשוב במיוחד. גם יישומים שיכולים לסבול רטט צריך להימנע תהודה היכן שניתן, שכן זה יכול להפחית באופן משמעותי את חיי המערכת.
- שלב גודל - Stepper מנועים יש כמה אסטרטגיות נהיגה זמין, כולל דריכה מיקרו אשר מאפשר קטן מ שלבים מלאים כדי להתבצע על ידי המנוע. צעדים אלה מיקרו אינם מספקים דיוק מוגבר (אלא צעדים קטנים יש ירידה בדיוק), אבל הם עושים לעשות צעד פעולה מוטורית שקט יותר במהירויות נמוכות יותר. מנועים צעד יכול להיות מונע כל כך מהר, והמנוע לא רואה שום צעד אחר צעד מיקרו או צעד מלא. עבור פעולה במהירות מלאה, נהיגה מנוע צעד עם צעדים מלאים נדרשת לעתים קרובות. עם זאת, באמצעות מיקרו צעד דרך עקומת האצת מנוע stepper יכול להפחית באופן משמעותי רעש ורטט במערכת.