Els motors de pas a pas són un dels motors més senzills per implementar en dissenys electrònics on es necessita un nivell de precisió i repetibilitat. Desafortunadament, la construcció de motors passejadors situa una limitació de velocitat molt baixa en el motor, molt inferior a la velocitat que l'electrònica pot conduir el motor. Quan es requereix un funcionament d'alta velocitat d'un motor passeig, la dificultat d'implementació augmenta a mesura que comencen a jugar diversos factors.
Factors de velocitat d'alta velocitat
Diversos factors es converteixen en dissenys significatius i reptes d'implementació quan els motors passeigs es mouen a altes velocitats. Com molts components, el comportament del motor de pas a pas en el món real no és ideal i molt lluny de la teoria. La velocitat màxima dels motors passadors variarà segons el fabricant, el model i la inductància del motor amb velocitats de 1000-3000 RPM assolibles (per a velocitats més altes, els servomotors són una millor opció). Els principals factors que afecten el motor a pas passejant a altes velocitats són:
- Inèrcia: qualsevol objecte en moviment té una inèrcia que resisteix el canvi d'acceleració d'un objecte. En aplicacions de menor velocitat, és possible començar a conduir un motor pas a la velocitat desitjada sense faltar un pas. No obstant això, intentar conduir una càrrega en un motor passeig a alta velocitat immediatament és una bona manera de saltar els passos i perdre la posició. A excepció de càrregues molt lleugeres amb pocs efectes inercials, un motor pas a pas ha d'elevar-se des de baixa velocitat fins alta velocitat per mantenir la posició i la precisió. Els controls avançats del motor passeig inclouen limitacions d'acceleració i estratègies per compensar la inèrcia.
- Corbes de parell: el parell d'un motor passeig no és el mateix per a totes les velocitats d'operació, però cau a mesura que augmenta la velocitat de pas. El motiu d'això es basa en els principis operatius dels motors passeigs. El senyal d'accionament dels motors de pas a pas genera un camp magnètic a les bobines del motor per tal de crear la força per fer un pas. El temps que triga el camp magnètic a assolir la força completa depèn de la inductància de la bobina, la tensió de la unitat i la limitació de corrent. A mesura que augmenta la velocitat de conducció, el temps en què les bobines es mantenen a la seva màxima força es redueix i el parell que el motor pot generar disminueix.
- Senyal de la unitat: per maximitzar la força en un motor passeig, el corrent del senyal d'accionament ha d'arribar al corrent de la unitat màxima i en les aplicacions d'alta velocitat, això s'ha de fer el més ràpidament possible. Conduir un motor pas a pas amb un senyal de tensió més alta pot ajudar a millorar el parell a altes velocitats que s'apliquen automàticament en solucions de corrent continu constant.
- Zona mortal: el concepte ideal d'un motor permet que es mogui a qualsevol velocitat, pitjor amb una reducció del parell a mesura que augmenta la velocitat. Malauradament, els motors de pas a pas sovint tenen una zona morta on el motor no pot accionar la càrrega a una velocitat determinada. Això es deu a la ressonància en el sistema i varia per a cada producte i disseny.
- Resonància: els motors passadors accionen sistemes mecànics i tots els sistemes mecànics poden patir ressonància. La ressonància es produeix quan la freqüència de conducció coincideix amb la freqüència natural del sistema i l'energia afegida al sistema tendeix a augmentar la seva vibració i pèrdua de parell en lloc de la seva velocitat. En aplicacions on les vibracions excessives tinguin problemes, és especialment important trobar i saltar sobre les velocitats del motor passeig de ressonància. Fins i tot les aplicacions que poden tolerar la vibració han d'evitar la ressonància sempre que sigui possible ja que pot disminuir significativament la vida del sistema.
- Mida de pas: els motors de pas a pas tenen algunes estratègies de maneig disponibles, inclosa la trepitjada micro que permet fer passos més petits que els passos complets del motor. Aquests micro passos no proporcionen una major precisió (sinó que els passos micro han disminuït la precisió), però fan que l'operació del motor passeig sigui més silenciós a velocitats més baixes. Els motors de pas a pas només es poden accionar tan ràpidament i el motor no es diferencia en un micro pas o en un pas complet. Per a un funcionament a tota velocitat, sovint es requereix conduir un motor pas a pas amb passos complets. No obstant això, l'ús de microcrosses a través de la corba d'acceleració del motor de pas pot disminuir significativament el soroll i la vibració en el sistema.