Mengendarai Motor Stepper dengan Kecepatan Tinggi

Motor stepper adalah salah satu motor yang lebih sederhana untuk diimplementasikan dalam desain elektronik yang membutuhkan tingkat presisi dan pengulangan. Konstruksi motor stepper menempatkan batasan kecepatan rendah pada motor, lebih rendah dari kecepatan yang dapat digerakkan oleh elektronik untuk motor. Ketika operasi kecepatan tinggi dari motor stepper diperlukan, kesulitan implementasi meningkat.

Mengendarai Motor Stepper dengan Kecepatan TinggiDolly1010 / Wikimedia Commons

Faktor Motor Stepper Kecepatan Tinggi

Beberapa faktor menjadi tantangan desain dan implementasi saat Anda menggerakkan motor stepper dengan kecepatan tinggi. Seperti banyak komponen, perilaku motor stepper di dunia nyata tidak ideal dan jauh dari teori. Kecepatan maksimum motor stepper bervariasi menurut pabrikan, model, dan induktansi motor, dengan kecepatan 1000 RPM hingga 3000 RPM biasanya dapat dicapai.

Untuk kecepatan yang lebih tinggi, motor servo adalah pilihan yang lebih baik.

Kelembaman

Setiap benda bergerak memiliki inersia, yang menolak perubahan percepatan suatu benda. Pada aplikasi kecepatan rendah, motor stepper dapat digerakkan pada kecepatan yang diinginkan tanpa kehilangan satu langkah pun. Namun, mencoba menggerakkan beban pada motor stepper dengan kecepatan tinggi dengan segera adalah cara yang bagus untuk melewati langkah dan kehilangan posisi motor.

Motor stepper harus menanjak dari kecepatan rendah ke kecepatan tinggi untuk mempertahankan posisi dan presisi kecuali untuk beban ringan dengan sedikit efek inersia. Kontrol motor stepper lanjutan mencakup batasan akselerasi dan strategi untuk mengkompensasi inersia.

Kurva Torsi

Torsi motor stepper tidak sama untuk setiap kecepatan operasional. Itu turun saat kecepatan loncatan meningkat.

Sinyal penggerak untuk motor stepper menghasilkan medan magnet di kumparan motor untuk menciptakan gaya untuk mengambil langkah. Waktu yang dibutuhkan medan magnet untuk mencapai kekuatan penuh tergantung pada induktansi koil, tegangan penggerak, dan batasan arus. Saat kecepatan mengemudi meningkat, waktu kumparan tetap pada kekuatan penuh menjadi lebih pendek, dan torsi yang dihasilkan motor menurun.

Sinyal Mengemudi

Arus sinyal penggerak harus mencapai arus penggerak maksimum untuk memaksimalkan gaya pada motor stepper. Dalam aplikasi berkecepatan tinggi, kecocokan harus terjadi secepat mungkin. Mengendarai motor stepper dengan sinyal voltase lebih tinggi membantu meningkatkan torsi pada kecepatan tinggi.

Zona Mati

Konsep ideal motor memungkinkannya untuk digerakkan pada kecepatan berapa pun, paling buruk, pengurangan torsi saat kecepatan meningkat. Namun, motor stepper sering mengembangkan zona mati di mana motor tidak dapat menggerakkan beban pada kecepatan tertentu. Zona mati muncul dari resonansi dalam sistem dan bervariasi untuk setiap produk dan desain.

Resonansi

Motor stepper menggerakkan sistem mekanis, dan semua sistem mekanis dapat mengalami resonansi. Resonansi terjadi ketika frekuensi penggerak cocok dengan frekuensi alami sistem. Menambahkan energi ke sistem cenderung meningkatkan getaran dan kehilangan torsi, daripada kecepatannya.

Dalam aplikasi di mana getaran berlebihan terbukti bermasalah, menemukan dan melompati kecepatan motor stepper resonansi sangatlah penting. Aplikasi yang mentolerir getaran harus menghindari resonansi jika memungkinkan. Resonansi dapat membuat sistem menjadi kurang efisien dalam jangka pendek dan mempersingkat masa pakainya dari waktu ke waktu.

Ukuran Langkah

Motor stepper menggunakan beberapa strategi mengemudi yang membantu motor beradaptasi dengan beban dan kecepatan yang berbeda. Salah satu taktiknya adalah micro-stepping, yang membuat motor lebih kecil dari langkah penuh. Langkah-langkah mikro ini menawarkan penurunan akurasi dan membuat operasi motor stepper lebih tenang pada kecepatan yang lebih rendah.

Motor stepper hanya dapat melaju sangat cepat, dan motor tidak melihat perbedaan dalam langkah mikro atau langkah penuh. Untuk operasi kecepatan penuh, Anda biasanya ingin menggerakkan motor stepper dengan langkah penuh. Namun, menggunakan stepper mikro melalui kurva akselerasi motor stepper dapat secara signifikan mengurangi kebisingan dan getaran dalam sistem.