Τι είναι οι Stepper Motors;

Οι κινητήρες Stepper είναι κινητήρες που περιστρέφουν έναν καθορισμένο αριθμό βαθμών σε απόκριση σε έναν ηλεκτρονικό παλμό.Αυτή η μέθοδος επιτρέπει την ταχύτητα περιστροφής και το μέγεθος να ελέγχεται με λεπτό τρόπο χωρίς να χρησιμοποιεί ένα σύστημα ανάδρασης.Οι κινητήρες βηματοδότησης χρησιμοποιούνται συχνά σε δίσκους, μηχανήματα και ρομποτικά.Αποτιμώνται για την υψηλή ροπή τους σε χαμηλές ταχύτητες και επειδή τείνουν να είναι εξαιρετικά αξιόπιστα σε όλα τα περιβάλλοντα.

Ένας βηματικός κινητήρας είναι βασικά ένας κύκλος ηλεκτρομαγνητών διατεταγμένος γύρω από έναν μόνο μόνιμο μαγνήτη, που ονομάζεται ρότορας.Ένας παλμός ηλεκτρικής ενέργειας αποστέλλεται σε κάθε ηλεκτρομαγνήτη με τη σειρά του, φορτίζοντας το.Αυτό αναγκάζει τον μαγνήτη να περιστρέφεται προς αυτό το ηλεκτρομαγνήτη.Αυτό το ηλεκτρομαγνήτη απορρίπτεται και στη συνέχεια αποστέλλεται φορτίο στο επόμενο.Η φόρτιση και η εκφόρτιση των ηλεκτρομαγνητών αναγκάζει τον ρότορα να περιστρέφεται 360 μοίρες στον άξονά του.Εάν οι ηλεκτρονικοί παλμοί είναι αρκετά γρήγοροι, οδηγεί σε συνεχή περιστροφή του ρότορα.

Μια κίνηση του ρότορα ονομάζεται βήμα.Κάθε βήμα έχει το ίδιο μέγεθος, με παραλλαγή όχι περισσότερο από 3 έως 5 μοίρες.Καθώς κάθε παλμός είναι ένα διακριτό συμβάν, οι παραλλαγές δεν προστίθενται με την πάροδο του χρόνου και προκαλούν σημαντική απώλεια ακρίβειας.Αυτό σημαίνει ότι οι βηματικοί κινητήρες δεν μπορούν ποτέ να είναι περισσότερο από 5 μοίρες μακριά από την τέλεια ακρίβεια.

Η ταχύτητα της περιστροφής των κινητήρων μπορεί να αλλάξει μεταβάλλοντας τη συχνότητα του παλμού.Εάν οι παλμοί σταματήσουν, όπως όταν δεν αποστέλλεται ισχύς στον κινητήρα, ο ρότορας θα ευθυγραμμιστεί με τον πλησιέστερο μαγνήτη και θα κρατήσει εκεί.Η έλξη μεταξύ του μαγνήτη και του μετάλλου είναι αρκετή για να κρατήσει τον άξονα να στραφεί.

Οι κινητήρες Stepper έχουν γενικά τρία βήματα.Η λειτουργία πλήρους βήματος αναγκάζει τον ρότορα να μετακινήσει ένα πλήρες βήμα για κάθε παλμό.Πολλοί τυποποιημένοι κινητήρες βημάτων είναι 200 βήματα, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε παλμός αναγκάζει τον ρότορα να μετακινεί το 1/200 του κύκλου 360 μοιρών.Συνεπώς, ένας τυπικός κινητήρας βηματικού σε πλήρη λειτουργία θα περιστρέφεται περίπου 1,8 μοίρες για κάθε παλμό. Η λειτουργία Half Step επιτρέπει στον χειριστή να διπλασιάσει τον αριθμό των βημάτων ανά πλήρη περιστροφή.Ένας τυπικός κινητήρας 200 βημάτων σε λειτουργία μισού βήματος θα έχει αποτελεσματικά 400 βήματα, επειδή ο ρότορας κινεί ένα βήμα μισού για κάθε παλμό.Η λειτουργία Microstep διαιρεί την περιστροφή σε ακόμη μικρότερα βήματα.Κάθε διαίρεση ενός παλμού επιτρέπει μεγαλύτερη ακρίβεια, αλλά προκαλεί επίσης τον κινητήρα να χάσει κάποια από τη ροπή του.