I dette indlæg uddyber vi, hvad en stepmotorstyring er, og hvordan de fungerer rent praktisk som drev til en stepmotor.
En stepmotorstyring er den driver, der styrer, hvordan stepmotoren kører. Stepmotorstyringer sender strøm gennem forskellige faser i impulser til stepmotoren, som arbejder i forskellige step-modes, der inkluderer kørselsmetoderne full-step, half-step og microstepping. Stepmotorens step-mode afhænger af driverens design.
Full-step
Ved full-step er to faser tændt ad gangen. Hvis drevet aktiverer både A- og B-poler som sydpoler (vist med grønt på figuren nedenunder), tiltrækker rotorens nordpol lige meget til begge og flugter i midten af de to. Når den energigivende sekvens fortsætter på denne måde, ender rotoren med at justere mellem to poler kontinuerligt. Når begge faser konstant er aktiveret, opnås der fuldt nominelt drejningsmoment i alle positioner af motoren. Ulempen ved full-step metoden er dog, at motoren vil vibrere ved lav hastighed, og der vil være støj. Full-step anvendes derfor ikke så ofte i stepmotorer i dag.
Illustration 1: Full-step drev
Half-step
Ved half-step aktiverer drevet enten 1 eller 2 faser på et bestemt tidspunkt. I denne køremetode (vist med grønt) aktiveres der først én pol, pol A, og dernæst tilføres strøm til to poler, polerne A og B, og derefter tilføres strøm til én pol igen, fx pol B og sådan fortsætter det. Det vil sige, at ved half-step aktiveres én enkelt spole først, derefter to spoler og dernæst én spole igen. Skiftet mellem én enkelt fase og begge faser øger opløsningen men betyder også, at drejningsmomentet er lavere. Sammenlignet med full-step har half-step også den fordel, at metoden leverer en jævnere bevægelse og mindre vibrationer og støj under drift. Ligesom full-step er half-step dog ikke den mest udbredte metode til styring af stepmotorer i dag.
Illustration 2: Half-step drev
Microstepping
Den mest almindelige metode til at styre stepmotorer i dag er microstepping, som leverer meget fine bevægelser. Her bruger drevet strømregulering til at forhindre udsving i drejningsmomentet.
Et drev der microstepper, øger og mindsker strømmen langs en sinusbølge, så ingen pol er helt tændt eller slukket. På illustrationen nedenunder ser du et eksempel på en microstepping sinusbølgestrøm.
Illustration 3: Microstepping sinusbølgestrøm
Bemærk den diskrete takkede kontur af sinusbølgestrømmen. Selvom microstepping ikke nødvendigvis forbedrer nøjagtigheden, får den en højere opløsning end andre køretilstande – hvilket er særlig nyttigt i applikationer, hvor motoren har situationer uden belastninger. Under drift kan motorer gå glip af trin, men microstepping spreder energi ud i stedet for at levere den til motoren på én gang, hvilket kan forårsage oversving og overskridelse.
Microstepping kan betragtes som en de mest effektive metoder til at reducere vibrationer og støj ved lav hastighed. Microstepping bruges typisk i applikationer, der kræver nøjagtig positionering og jævnere bevægelse over en lang række hastigheder. Ved højere hastigheder er microstepping dog ikke den mest optimale metode, da en for hurtig indgangsfrekvens vil gøre motorens nøjagtighed dårligere.
Konklusion
En stepmotorstyring styrer, hvordan stepmotoren skal drives, hvoraf der er tre forskellige step-modes; full-step, half-step og microstepping, som hver har deres fordele og ulemper. Den mest udbredte metode til at styre stepmotorer i dag er dog kørselsmetoden microstepping, som giver en mere jævn bevægelse med meget lavere vibrations- og støjniveau.
Hos GCM har vi flere forskellige stepmotorstyringer til din applikation, og vi hjælper gerne med at finde den rette løsning til netop dit projekt.
Har du en god idé som vi kan hjælpe dig videre med?
Vi er altid klar på en uforpligtende dialog om mulighederne for at samarbejde i et nyt udviklingsprojekt. Vi er med fra idé til færdigt produkt, og vi kan understøtte eller helt erstatte din interne udviklingsafdeling.
Kontakt os i dag ved at oprette en henvendelse i formularen herunder – vores dygtige ingeniører sidder klar til at besvare din henvendelse hurtigst muligt.
Husk at du også er velkommen til at ringe til os på tlf. 74 42 18 64 i vores åbningstider.