Stepper motorji so eden od enostavnejših motorjev, ki jih je mogoče uporabiti v elektronskih modelih, kjer je potrebna natančnost in ponovljivost. Na žalost gradnja koračnih motorjev povzroči precej nizko omejitev hitrosti na motorju, veliko nižja od hitrosti, s katero lahko elektronika poganja motor. Ko je potrebno hitri zagon koračnega motorja, se začne težko izvajati, ko začnejo igrati številni dejavniki.
Visoko hitrostni koračni motorji
Številni dejavniki postanejo pomembni modeli in izvedbeni izzivi, ko so motorji z visokim številom vrtljajev pri visokih hitrostih. Kot mnoge komponente, dejansko svetovno vedenje koračnih motorjev ni idealno in daleč od teorije. Maksimalna hitrost koračnih motorjev se razlikuje glede na proizvajalca, model in induktivnost motorja s hitrostjo 1000-3000 RPM (za večje hitrosti so servo motorji boljša izbira). Glavni dejavniki, ki vplivajo na vožnjo motornega kolesa pri visokih hitrostih, so:
- Inercija - Vsak gibljiv predmet ima vztrajnost, ki se upira spremembi pospeška objekta. Pri aplikacijah z nižjo hitrostjo je mogoče začeti poganjati koračni motor pri želeni hitrosti, ne da bi manjkali korak. Vendar pa je poskušanje obremenitve na koračnem motorju pri visoki hitrosti takoj odličen način, da preskočite korake in izgubite položaj. Razen pri zelo majhnih obtežbah z malo inercitnimi učinki se mora koračni motor dvigniti od nizke hitrosti do visoke hitrosti, da se ohrani položaj in natančnost. Napredne kontrolne stopnje motorja vključujejo omejitve pospeševanja in strategije za kompenzacijo vztrajnosti.
- Krivulje navora - navor koračnega motorja ni enak za vsako delovno hitrost, pade pa s hitrostjo koraka. Razlog za to temelji na operativnih principih koračnih motorjev. Pogonski signal za koračne motorje ustvarja magnetno polje v tuljavah motorja, da bi ustvaril silo, da naredi korak. Čas, do katerega magnetno polje pride do polne moči, je odvisno od induktivnosti tuljave, pogonske napetosti in tokovne omejitve. Ko se vozna hitrost poveča, se čas, ko tuljave ostanejo pri njihovi polni moči, skrajša in vrtilni moment motorja lahko povzroči kaplje.
- Signal pogona - Da bi povečali silo v koračnem motorju, mora tok pogonskega signala doseči največji tok pogona in pri hitrih aplikacijah to narediti čim hitreje. Vožnja koračnega motorja z višjim napetostnim signalom lahko pripomore k izboljšanju navora pri visokih hitrostih, ki se samodejno uporabljajo pri konstantnih trenutnih korakih voznikovih rešitvah.
- Mrtva cona - idealni koncept motorja omogoča vožnjo pri kateri koli hitrosti, pri čemer se slabša navor pri zviševanju hitrosti poveča. Na žalost koračni motorji imajo pogosto mrtvo območje, kjer motor ne more voziti obremenitve pri določeni hitrosti. To je posledica resonance v sistemu in se razlikuje za vsak izdelek in obliko.
- Resonance - Stepper motorji poganjajo mehanske sisteme in vsi mehanski sistemi lahko trpijo zaradi resonance. Resonanca se pojavi, ko pogonska frekvenca ustreza naravni frekvenci sistema in energija, dodana sistemu, povečuje njene vibracije in izgubo navora, ne pa njegove hitrosti. Pri aplikacijah, kjer bodo imeli težave s pretiranimi vibracijami, je še posebej pomembno ugotoviti in preskočiti hitrosti motorja koračnih motorjev. Tudi aplikacije, ki lahko prenašajo vibracije, se morajo izogibati resonancam, kjer je to mogoče, saj lahko znatno znižajo življenjsko dobo sistema.
- Velikost koraka - koračni motorji imajo na voljo nekaj strategij za vožnjo, vključno z mikro stepanjem, ki omogoča, da motor opravi manjše kot polne korake. Ti mikro koraki ne zagotavljajo večje natančnosti (precej mikro-korakov imajo zmanjšano natančnost), vendar zmanjšujejo hitrost delovanja koračnega motorja. Koračni motorji se lahko poganjajo le tako hitro in motor ne vidi nič drugače v mikro ali popolnem koraku. Pri polni hitrosti pogosto potrebujete pogon koračnega motorja s polnimi koraki. Vendar pa lahko z uporabo mikro koraka skozi krivuljo pospeška koračnega motorja znatno zmanjša hrup in vibracije v sistemu.