Askelmoottori on avoimen silmukan ohjausmoottori, joka muuntaa sähköisen pulssisignaalin kulmasiirtymäksi tai lineaariseksi siirtymäksi. Jos askelhäviöitä ei ole, moottorin nopeus ja pysäytysasento riippuvat pulssisignaalin taajuudesta ja pulssimäärästä kuormituksen vaihtelun sijaan. Kun askelmoottori vastaanottaa pulssisignaalin, moottori pyörii kiinteän kulman (askelkulman) asetussuunnan mukaisesti. Moottorin kulmasiirtymää ja moottorin nopeutta voidaan säätää muuttamalla pulssimäärää ja pulssitaajuutta, jotta saavutetaan tarkka avoimen silmukan ohjaus. Askelmoottorin todellisen pyörimiskulman ja teoreettisen askelmatkan välillä on kuitenkin joitakin virheitä. Askelten välillä on tiettyjä virheitä, mutta askelmoottorin jokaisen syklin askelmäärä on sama. Jos askelhäviöitä ei ole, askelvirhettä ei kerry pitkään aikaan.
Kuinka estää askelmoottorin askelhäviö edellä mainitun mukaisesti? Ensinnäkin meidän on tiedettävä, miksi askelmoottorin askelhäviöt ovat ongelma?
1. Roottorin kiihtyvyys on hitaampi kuin askelmoottorin pyörivä magneettikenttä. Toisin sanoen, kun roottorin kiihtyvyys on hitaampi kuin kommutointinopeus, moottori menettää askelta. Syynä on se, että moottorin syöttöteho on riittämätön eikä tuotettu vääntömomentti pysy staattorin magneettikentän roottorin nopeuden tahdissa, mikä johtaa askelhäviöön.
2. Roottorin keskinopeus on suurempi kuin staattorin magneettikentän keskimääräinen pyörimisnopeus. Staattorin herätteen aktivoiminen kestää kauemmin, mikä on enemmän kuin askelmoottorin tarvitsema aika. Roottori saa askellusprosessissa liikaa energiaa, minkä seurauksena moottorin tuottama vääntömomentti on liian suuri ja moottori astuu.
3. Askelmoottorin kuormituksen inertia on suuri.
4. Askelmoottori tuottaa resonanssin.
Askelmoottorin askelhäviön syynä on itse asiassa askelmoottorin ohjaimen väärä valinta. Vain oikean ja sopivan askelmoottorin ohjaimen valinta voi saavuttaa tarkat ohjausedut. Oikean askelmoottorin ohjaimen valinta vaatii ohjaimen, jonka virta on suurempi tai yhtä suuri kuin moottorin virta. Jos tarvitaan vähän värähtelyä tai suurta tarkkuutta, voidaan käyttää jaettua käyttölaitetta. Suuren vääntömomentin omaaville moottoreille käytetään mahdollisimman paljon korkeajännitteistä toimilaitetta hyvän suorituskyvyn saavuttamiseksi suurilla nopeuksilla. Samaan aikaan monet ihmiset käyttävät suoraan kytkentävirtalähdettä käyttölaitteen virtalähteenä. Yleensä on kuitenkin parempi olla käyttämättä kytkentävirtalähdettä, erityisesti suuren vääntömomentin omaaville askelmoottoreille, ellei kytkentävirtalähteen teho ole yli kaksinkertainen vaadittuun tehoon nähden. Kun moottori on käynnissä, sen induktanssikuorma on suuri, jolloin virtalähteeseen muodostuu hetkellinen korkea paine. Kytkentävirtalähteen ylikuormituskyky ei ole hyvä ja se suojaa moottoria sammumiselta. Tarkkaa jännitteen vakautuskykyä ei tarvita. Joskus se voi vahingoittaa kytkentävirtalähdettä ja käyttölaitetta. Askelmoottorin käyttövoimana tasavirtalähde voidaan korvata tavanomaisella toroidi- tai R-muuntajalla.
Askelmoottorin resonanssin syntyminen johtuu siitä, että moottorin pulssitaajuus on yhtä suuri kuin askelmoottorin luonnollinen taajuus, ja taajuus liittyy ajurin jakaumaan. Askelmoottoria käytettäessä toimilaitteen jakautumiskyky on erittäin tärkeä. Mitä pienempi resonanssialue, sitä parempi. Askelmoottorin ylikuormitus aiheuttaa suuren kuormitusvälin. Tämän tilanteen vuoksi on vältettävä moottorin ylikuormitusta käytössä.
Julkaisun aika: 26.5.2025