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 hitrostno omejitev na motorju, veliko nižja od hitrosti, s katero lahko elektronika poganja motor. Ko se zahteva hitri zagon koračnega motorja, se težava izvajanja poveča, saj se začnejo pojavljati številni dejavniki.
Dejavniki hitrostopenjskih motorjev visoke hitrosti
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. Največja hitrost koračnih motorjev se razlikuje po proizvajalcu, modelu in induktivnosti 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 upira spremembi pospeška predmeta. 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 lahekih obremenitvah z malo inercitnimi učinki, mora koračni motor rasti 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, vendar se spusti, ko se hitrost koraka povečuje. 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, pri hitrih aplikacijah pa to storiti 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
Idealen koncept motorja omogoča, da se vozi s katero koli hitrostjo, pri čemer se hkrati zmanjša navor, saj se hitrost poveča. Na žalost imajo koračni motorji 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.
Resonanca
Koračni motorji poganjajo mehanske sisteme in vsi mehanični 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 vožnje, vključno z mikro stopnicami, ki omogočajo, da motor opravi manjše kot polne korake. Ti mikro koraki so zmanjšali natančnost, toda delovanje koračnega motorja je tišje pri nižjih hitrostih. Koračni motorji se lahko vozijo samo tako hitro in motor ne vidi nobene razlike v mikro stopnji ali polnem 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.
