Προβολές: 0 Συγγραφέας: Επεξεργαστής Ιστότοπου Ώρα δημοσίευσης: 2025-04-18 Προέλευση: Τοποθεσία
ΕΝΑ Ο βηματικός κινητήρας είναι ένας τύπος ηλεκτροκινητήρα που κινείται με ακριβή, σταθερά βήματα αντί να περιστρέφεται συνεχώς όπως ένας κανονικός κινητήρας. Χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές όπου απαιτείται ακριβής έλεγχος θέσης, όπως τρισδιάστατοι εκτυπωτές, μηχανές CNC, ρομποτική και πλατφόρμες κάμερας.
Οι βηματικοί κινητήρες είναι ένας τύπος ηλεκτροκινητήρα που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε περιστροφική κίνηση με αξιοσημείωτη ακρίβεια. Σε αντίθεση με τους κανονικούς ηλεκτρικούς κινητήρες, οι οποίοι παρέχουν συνεχή περιστροφή, οι βηματικοί κινητήρες περιστρέφονται σε διακριτά βήματα, καθιστώντας τους ιδανικούς για εφαρμογές που απαιτούν ακριβή τοποθέτηση.
Κάθε παλμός ηλεκτρικής ενέργειας που στέλνεται σε έναν βηματικό κινητήρα από τον οδηγό του έχει ως αποτέλεσμα μια ακριβή κίνηση—κάθε παλμός αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο βήμα. Η ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται ο κινητήρας σχετίζεται άμεσα με τη συχνότητα αυτών των παλμών: όσο πιο γρήγορα στέλνονται οι παλμοί, τόσο πιο γρήγορη είναι η περιστροφή.
Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα του Ο βηματικός κινητήρας είναι ο εύκολος έλεγχος τους. Τα περισσότερα προγράμματα οδήγησης λειτουργούν με παλμούς 5 volt, συμβατούς με κοινά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Μπορείτε είτε να σχεδιάσετε ένα κύκλωμα για τη δημιουργία αυτών των παλμών είτε να χρησιμοποιήσετε μια γεννήτρια παλμών από εταιρείες όπως η BesFoc.
Παρά τις περιστασιακές ανακρίβειές τους—οι τυπικοί βηματικοί κινητήρες έχουν ακρίβεια περίπου ± 3 λεπτά τόξου (0,05°)—αυτά τα σφάλματα δεν συσσωρεύονται με πολλαπλά βήματα. Για παράδειγμα, εάν ένας τυπικός βηματικός κινητήρας κάνει ένα βήμα, θα περιστραφεί 1,8° ± 0,05°. Ακόμη και μετά από ένα εκατομμύριο βήματα, η συνολική απόκλιση εξακολουθεί να είναι μόλις ± 0,05°, καθιστώντας τα αξιόπιστα για ακριβείς κινήσεις σε μεγάλες αποστάσεις.
Επιπλέον, οι βηματικοί κινητήρες είναι γνωστοί για τη γρήγορη απόκριση και την επιτάχυνσή τους λόγω της χαμηλής αδράνειας του ρότορα, που τους επιτρέπει να επιτυγχάνουν γρήγορα υψηλές ταχύτητες. Αυτό τα καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλα για εφαρμογές που απαιτούν σύντομες, γρήγορες κινήσεις.
ΕΝΑ Ο βηματικός κινητήρας λειτουργεί διαιρώντας μια πλήρη περιστροφή σε έναν αριθμό ίσων βημάτων. Χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνήτες για να δημιουργήσει κίνηση σε μικρά, ελεγχόμενα βήματα.
Ένας βηματικός κινητήρας έχει δύο κύρια μέρη:
Στάτης – το ακίνητο τμήμα με πηνία (ηλεκτρομαγνήτες).
Ρότορας - το περιστρεφόμενο μέρος, συχνά μαγνήτης ή κατασκευασμένο από σίδηρο.
Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από τα πηνία του στάτη, δημιουργεί μαγνητικά πεδία.
Αυτά τα πεδία προσελκύουν τον ρότορα.
Ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας τα πηνία σε μια συγκεκριμένη σειρά, ο ρότορας τραβιέται βήμα προς βήμα με κυκλική κίνηση.
Κάθε φορά που ενεργοποιείται ένα πηνίο, ο ρότορας κινείται κατά μια μικρή γωνία (που ονομάζεται βήμα).
Για παράδειγμα, εάν ένας κινητήρας έχει 200 βήματα ανά περιστροφή, κάθε βήμα μετακινεί τον ρότορα κατά 1,8°.
Ο κινητήρας μπορεί να περιστραφεί προς τα εμπρός ή προς τα πίσω ανάλογα με τη σειρά των παλμών που στέλνονται στα πηνία.
ΕΝΑ Ο οδηγός βηματικού κινητήρα στέλνει ηλεκτρικούς παλμούς στα πηνία κινητήρα.
Όσο περισσότεροι παλμοί, τόσο περισσότερο γυρίζει ο κινητήρας.
Οι μικροελεγκτές (όπως το Arduino ή το Raspberry Pi) μπορούν να ελέγξουν αυτά τα προγράμματα οδήγησης για να κινήσουν τον κινητήρα με ακρίβεια.
Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει ένα τυπικό σύστημα βηματικού κινητήρα, το οποίο αποτελείται από πολλά βασικά εξαρτήματα που συνεργάζονται. Η απόδοση κάθε στοιχείου επηρεάζει τη συνολική λειτουργικότητα του συστήματος.
Στην καρδιά του συστήματος βρίσκεται ο υπολογιστής ή ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC). Αυτό το εξάρτημα λειτουργεί ως εγκέφαλος, ελέγχοντας όχι μόνο τον βηματικό κινητήρα αλλά και ολόκληρο το μηχάνημα. Μπορεί να εκτελέσει διάφορες εργασίες, όπως ανύψωση ανελκυστήρα ή μετακίνηση μεταφορικής ταινίας. Ανάλογα με την απαιτούμενη πολυπλοκότητα, αυτός ο ελεγκτής μπορεί να κυμαίνεται από έναν εξελιγμένο υπολογιστή ή PLC έως ένα απλό κουμπί χειριστή.
Ακολουθεί η κάρτα ευρετηρίου ή PLC, η οποία επικοινωνεί συγκεκριμένες οδηγίες στο βηματικός κινητήρας . Παράγει τον απαιτούμενο αριθμό παλμών για κίνηση και ρυθμίζει τη συχνότητα παλμού για να ελέγχει την επιτάχυνση, την ταχύτητα και την επιβράδυνση του κινητήρα. Ο δείκτης μπορεί να είναι είτε μια αυτόνομη μονάδα, όπως το BesFoc, είτε μια κάρτα γεννήτριας παλμών που συνδέεται σε ένα PLC. Ανεξάρτητα από τη μορφή του, αυτό το εξάρτημα είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία του κινητήρα.
Ο οδηγός κινητήρα αποτελείται από τέσσερα βασικά μέρη:
Logic for Phase Control: Αυτή η λογική μονάδα λαμβάνει παλμούς από τον δείκτη και καθορίζει ποια φάση του κινητήρα πρέπει να ενεργοποιηθεί. Η ενεργοποίηση των φάσεων πρέπει να ακολουθεί μια συγκεκριμένη σειρά για να διασφαλιστεί η σωστή λειτουργία του κινητήρα.
Λογικό Τροφοδοτικό: Πρόκειται για μια τροφοδοσία χαμηλής τάσης που τροφοδοτεί τα ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC) εντός του προγράμματος οδήγησης, που λειτουργούν συνήθως γύρω στα 5 βολτ, με βάση το σετ τσιπ ή τη σχεδίαση.
Τροφοδοσία κινητήρα: Αυτή η τροφοδοσία παρέχει την απαραίτητη τάση για την τροφοδοσία του κινητήρα, συνήθως γύρω στα 24 VDC, αν και μπορεί να είναι υψηλότερη ανάλογα με την εφαρμογή.
Ενισχυτής ισχύος: Αυτό το εξάρτημα αποτελείται από τρανζίστορ που επιτρέπουν στο ρεύμα να ρέει μέσα από τις φάσεις του κινητήρα. Αυτά τα τρανζίστορ ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται με τη σωστή σειρά για να διευκολύνουν την κίνηση του κινητήρα.
Τέλος, όλα αυτά τα εξαρτήματα συνεργάζονται για να μετακινήσουν το φορτίο, το οποίο θα μπορούσε να είναι μια βίδα, ένας δίσκος ή ένας μεταφορικός ιμάντας, ανάλογα με τη συγκεκριμένη εφαρμογή.
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι βηματικών κινητήρων:
Αυτοί οι κινητήρες διαθέτουν δόντια στον ρότορα και στον στάτορα, αλλά δεν περιλαμβάνουν μόνιμο μαγνήτη. Ως αποτέλεσμα, δεν έχουν ροπή συγκράτησης, που σημαίνει ότι δεν κρατούν τη θέση τους όταν δεν ενεργοποιούνται.
Οι βηματικοί κινητήρες PM έχουν μόνιμο μαγνήτη στον ρότορα αλλά δεν έχουν δόντια. Ενώ συνήθως παρουσιάζουν λιγότερη ακρίβεια στις γωνίες βημάτων, παρέχουν συγκρατημένη ροπή, επιτρέποντάς τους να διατηρούν τη θέση τους όταν η τροφοδοσία είναι απενεργοποιημένη.
Η BesFoc ειδικεύεται αποκλειστικά στο Hybrid βηματικός κινητήρας s. Αυτοί οι κινητήρες συγχωνεύουν τις μαγνητικές ιδιότητες των μόνιμων μαγνητών με τον οδοντωτό σχεδιασμό των κινητήρων μεταβλητής απροθυμίας. Ο ρότορας είναι αξονικά μαγνητισμένος, που σημαίνει ότι σε μια τυπική διαμόρφωση, το πάνω μισό είναι ένας βόρειος πόλος και το κάτω μισό είναι ένας νότιος πόλος.
Ο ρότορας αποτελείται από δύο οδοντωτά κύπελλα, το καθένα με 50 δόντια. Αυτά τα κύπελλα μετατοπίζονται κατά 3,6°, επιτρέποντας την ακριβή τοποθέτηση. Όταν το δείτε από ψηλά, μπορείτε να δείτε ότι ένα δόντι στο κύπελλο του βόρειου πόλου ευθυγραμμίζεται με ένα δόντι στο κύπελλο του νότιου πόλου, δημιουργώντας ένα αποτελεσματικό σύστημα γραναζιών.
Οι υβριδικοί βηματικοί κινητήρες λειτουργούν σε διφασική κατασκευή, με κάθε φάση να περιέχει τέσσερις πόλους σε απόσταση 90° μεταξύ τους. Κάθε πόλος σε μια φάση τυλίγεται έτσι ώστε οι πόλοι σε απόσταση 180° μεταξύ τους να έχουν την ίδια πολικότητα, ενώ οι πολικότητες είναι αντίθετες για εκείνους που απέχουν 90° μεταξύ τους. Αντιστρέφοντας το ρεύμα σε οποιαδήποτε φάση, η πολικότητα του αντίστοιχου πόλου του στάτη μπορεί επίσης να αντιστραφεί, επιτρέποντας στον κινητήρα να μετατρέψει οποιονδήποτε πόλο στάτορα σε βόρειο ή νότιο πόλο.
Ο ρότορας του βηματικού κινητήρα διαθέτει 50 δόντια, με βήμα 7,2° μεταξύ κάθε δοντιού. Καθώς ο κινητήρας λειτουργεί, η ευθυγράμμιση των δοντιών του ρότορα με τα δόντια του στάτορα μπορεί να ποικίλλει—συγκεκριμένα, μπορεί να αντισταθμιστεί κατά τρία τέταρτα του βήματος δοντιού, μισό βήμα δοντιού ή ένα τέταρτο του βήματος δοντιού. Όταν ο κινητήρας πατάει, παίρνει φυσικά τη συντομότερη διαδρομή για να ευθυγραμμιστεί ξανά, πράγμα που μεταφράζεται σε κίνηση 1,8° ανά βήμα (καθώς το 1/4 των 7,2° ισούται με 1,8°).
Ροπή και ακρίβεια σε Οι βηματικοί κινητήρες επηρεάζονται από τον αριθμό των πόλων (δόντια). Γενικά, ένας υψηλότερος αριθμός πόλων οδηγεί σε βελτιωμένη ροπή και ακρίβεια. Η BesFoc προσφέρει βηματικούς κινητήρες 'Υψηλής Ανάλυσης', οι οποίοι έχουν το μισό βήμα των δοντιών από τα τυπικά μοντέλα τους. Αυτοί οι ρότορες υψηλής ανάλυσης έχουν 100 δόντια, με αποτέλεσμα μια γωνία 3,6° μεταξύ κάθε δοντιού. Με αυτήν τη ρύθμιση, μια κίνηση του 1/4 του βήματος των δοντιών αντιστοιχεί σε ένα μικρότερο βήμα 0,9°.
Ως αποτέλεσμα, τα μοντέλα 'High Resolution' παρέχουν διπλάσια ανάλυση σε σχέση με τους τυπικούς κινητήρες, επιτυγχάνοντας 400 βήματα ανά περιστροφή σε σύγκριση με 200 βήματα ανά περιστροφή στα τυπικά μοντέλα. Οι μικρότερες γωνίες βημάτων οδηγούν επίσης σε χαμηλότερους κραδασμούς, καθώς κάθε βήμα είναι λιγότερο έντονο και πιο σταδιακό.
Το παρακάτω διάγραμμα απεικονίζει μια διατομή ενός βηματικού κινητήρα 5 φάσεων. Αυτός ο κινητήρας αποτελείται κυρίως από δύο κύρια μέρη: τον στάτορα και τον ρότορα. Ο ίδιος ο ρότορας αποτελείται από τρία εξαρτήματα: κύπελλο ρότορα 1, κύπελλο ρότορα 2 και έναν μόνιμο μαγνήτη. Ο ρότορας μαγνητίζεται στην αξονική κατεύθυνση. Για παράδειγμα, εάν το κύπελλο ρότορα 1 έχει οριστεί ως βόρειος πόλος, το κύπελλο ρότορα 2 θα είναι ο νότιος πόλος.
Ο στάτορας διαθέτει 10 μαγνητικούς πόλους, ο καθένας εξοπλισμένος με μικρά δόντια και αντίστοιχες περιελίξεις. Αυτές οι περιελίξεις είναι σχεδιασμένες έτσι ώστε το καθένα να συνδέεται με την περιέλιξη του αντίθετου πόλου του. Όταν το ρεύμα ρέει μέσω ενός ζεύγους περιελίξεων, οι πόλοι που συνδέουν μαγνητίζονται προς την ίδια κατεύθυνση—είτε βόρεια είτε νότια.
Κάθε αντίθετο ζεύγος πόλων σχηματίζει μια φάση του κινητήρα. Δεδομένου ότι υπάρχουν συνολικά 10 μαγνητικοί πόλοι, αυτό έχει ως αποτέλεσμα πέντε διακριτές φάσεις σε αυτό το 5-φασικό βηματικός κινητήρας.
Είναι σημαντικό ότι κάθε κύπελλο ρότορα έχει 50 δόντια κατά μήκος της εξωτερικής περιμέτρου του. Τα δόντια στο κύπελλο ρότορα 1 και στο κύπελλο ρότορα 2 είναι μηχανικά μετατοπισμένα το ένα από το άλλο κατά μισό βήμα δοντιού, επιτρέποντας την ακριβή ευθυγράμμιση και κίνηση κατά τη λειτουργία.
Η κατανόηση του τρόπου ανάγνωσης μιας καμπύλης ταχύτητας-ροπής είναι ζωτικής σημασίας, καθώς παρέχει πληροφορίες για το τι μπορεί να επιτύχει ένας κινητήρας. Αυτές οι καμπύλες αντιπροσωπεύουν τα χαρακτηριστικά απόδοσης ενός συγκεκριμένου κινητήρα όταν συνδυάζονται με έναν συγκεκριμένο οδηγό. Μόλις ο κινητήρας τεθεί σε λειτουργία, η απόδοση της ροπής του επηρεάζεται από τον τύπο του κινητήρα και την εφαρμοζόμενη τάση. Ως αποτέλεσμα, ο ίδιος κινητήρας μπορεί να παρουσιάζει σημαντικά διαφορετικές καμπύλες ταχύτητας-ροπής ανάλογα με τον οδηγό που χρησιμοποιείται.
Το BesFoc παρέχει αυτές τις καμπύλες ταχύτητας-ροπής ως αναφορά. Εάν χρησιμοποιείτε κινητήρα με οδηγό που έχει παρόμοιες τιμές τάσης και ρεύματος, μπορείτε να περιμένετε συγκρίσιμες επιδόσεις. Για μια διαδραστική εμπειρία, ανατρέξτε στην καμπύλη ταχύτητας-ροπής που παρέχεται παρακάτω:
Ροπή συγκράτησης
Αυτή είναι η ποσότητα της ροπής που παράγεται από τον κινητήρα όταν είναι σε ηρεμία, με το ονομαστικό ρεύμα να ρέει μέσα από τις περιελίξεις του.
Περιοχή εκκίνησης/διακοπής
Αυτή η ενότητα υποδεικνύει τις τιμές ροπής και ταχύτητας στις οποίες ο κινητήρας μπορεί να ξεκινήσει, να σταματήσει ή να αντιστραφεί στιγμιαία.
Ροπή έλξης
Αυτές είναι οι τιμές ροπής και ταχύτητας που επιτρέπουν στον κινητήρα να ξεκινήσει, να σταματήσει ή να αντιστραφεί ενώ παραμένει σε συγχρονισμό με τους παλμούς εισόδου.
Ροπή έλξης
Αναφέρεται στις τιμές ροπής και ταχύτητας στις οποίες ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει χωρίς στάσιμο, διατηρώντας συγχρονισμό με τις φάσεις εισόδου. Αντιπροσωπεύει τη μέγιστη ροπή που μπορεί να δώσει ο κινητήρας κατά τη λειτουργία.
Μέγιστη ταχύτητα εκκίνησης
Αυτή είναι η υψηλότερη ταχύτητα με την οποία μπορεί να ξεκινήσει να λειτουργεί ο κινητήρας όταν δεν εφαρμόζεται φορτίο.
Μέγιστη ταχύτητα λειτουργίας
Αυτό υποδεικνύει τη μεγαλύτερη ταχύτητα που μπορεί να επιτύχει ο κινητήρας ενώ λειτουργεί χωρίς φορτίο.
Για να λειτουργήσει εντός της περιοχής μεταξύ της ροπής έλξης και εξαγωγής, ο κινητήρας πρέπει αρχικά να ξεκινήσει στην περιοχή εκκίνησης/παύσης. Καθώς ο κινητήρας αρχίζει να λειτουργεί, ο ρυθμός παλμού αυξάνεται σταδιακά μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή ταχύτητα. Για να σταματήσει ο κινητήρας, η ταχύτητα μειώνεται στη συνέχεια μέχρι να πέσει κάτω από την καμπύλη ροπής έλξης.
Η ροπή είναι ευθέως ανάλογη με το ρεύμα και τον αριθμό των στροφών του σύρματος στον κινητήρα. Για να αυξηθεί η ροπή κατά 20%, το ρεύμα θα πρέπει επίσης να αυξηθεί κατά περίπου 20%. Αντίθετα, για να μειωθεί η ροπή κατά 50%, το ρεύμα θα πρέπει να μειωθεί κατά 50%.
Ωστόσο, λόγω του μαγνητικού κορεσμού, δεν υπάρχει κανένα όφελος στην αύξηση του ρεύματος πέρα από το διπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος, καθώς πέρα από αυτό το σημείο, περαιτέρω αυξήσεις δεν θα ενισχύσουν τη ροπή. Η λειτουργία με περίπου δέκα φορές το ονομαστικό ρεύμα ενέχει τον κίνδυνο απομαγνητισμού του ρότορα.
Όλοι οι κινητήρες μας είναι εξοπλισμένοι με μόνωση κατηγορίας Β, η οποία μπορεί να αντέξει σε θερμοκρασίες έως και 130°C πριν αρχίσει να υποβαθμίζεται η μόνωση. Για να διασφαλιστεί η μακροζωία, συνιστούμε να διατηρείτε μια διαφορά θερμοκρασίας 30°C από το εσωτερικό προς το εξωτερικό, που σημαίνει ότι η εξωτερική θερμοκρασία της θήκης δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 100°C.
Η αυτεπαγωγή παίζει σημαντικό ρόλο στην απόδοση ροπής υψηλής ταχύτητας. Εξηγεί γιατί οι κινητήρες δεν παρουσιάζουν ατελείωτα υψηλά επίπεδα ροπής. Κάθε περιέλιξη του κινητήρα έχει ξεχωριστές τιμές αυτεπαγωγής και αντίστασης. Η επαγωγή που μετράται σε henrys, διαιρούμενη με την αντίσταση σε ohms, έχει ως αποτέλεσμα μια χρονική σταθερά (σε δευτερόλεπτα). Αυτή η χρονική σταθερά δείχνει πόσο χρόνο χρειάζεται για να φτάσει το πηνίο στο 63% του ονομαστικού ρεύματος. Για παράδειγμα, εάν ο κινητήρας είναι ονομαστικός για 1 amp, μετά από μία σταθερά χρόνου, το πηνίο θα φτάσει περίπου τα 0,63 amp. Συνήθως χρειάζονται περίπου τέσσερις έως πέντε χρονικές σταθερές για να φτάσει το πηνίο πλήρες ρεύμα (1 amp). Εφόσον η ροπή είναι ανάλογη του ρεύματος, εάν το ρεύμα φτάσει μόνο το 63%, ο κινητήρας θα παράγει περίπου το 63% της μέγιστης ροπής του μετά από μία σταθερά χρόνου.
Σε χαμηλές ταχύτητες, αυτή η καθυστέρηση στη συσσώρευση ρεύματος δεν αποτελεί πρόβλημα, καθώς το ρεύμα μπορεί αποτελεσματικά να εισέλθει και να εξέλθει γρήγορα από τα πηνία, επιτρέποντας στον κινητήρα να αποδώσει την ονομαστική του ροπή. Ωστόσο, σε υψηλές ταχύτητες, το ρεύμα δεν μπορεί να αυξηθεί αρκετά γρήγορα πριν από την επόμενη αλλαγή φάσης, με αποτέλεσμα τη μείωση της ροπής.
Η τάση του οδηγού επηρεάζει σημαντικά την απόδοση υψηλής ταχύτητας του α βηματικός κινητήρας . Ένας υψηλότερος λόγος τάσης μετάδοσης κίνησης προς τάση κινητήρα οδηγεί σε βελτιωμένες δυνατότητες υψηλής ταχύτητας. Αυτό συμβαίνει επειδή οι αυξημένες τάσεις επιτρέπουν στο ρεύμα να ρέει στις περιελίξεις πιο γρήγορα από το όριο του 63% που συζητήθηκε προηγουμένως.
Όταν ένας βηματικός κινητήρας μεταβαίνει από το ένα βήμα στο επόμενο, ο ρότορας δεν σταματάει αμέσως στη θέση στόχου. Αντίθετα, κινείται πέρα από την τελική θέση, στη συνέχεια τραβιέται προς τα πίσω, κάνοντας υπέρβαση προς την αντίθετη κατεύθυνση και συνεχίζει να ταλαντώνεται μπρος-πίσω μέχρι να σταματήσει τελικά. Αυτό το φαινόμενο, που αναφέρεται ως «κουδούνισμα», εμφανίζεται με κάθε βήμα που κάνει ο κινητήρας (δείτε το διαδραστικό διάγραμμα παρακάτω). Σαν ένα κορδόνι bungee, η ορμή του ρότορα το μεταφέρει πέρα από το σημείο ακινητοποίησης του, αναγκάζοντάς το να 'αναπηδήσει' πριν ηρεμήσει. Σε πολλές περιπτώσεις, ωστόσο, ο κινητήρας λαμβάνει οδηγίες να προχωρήσει στο επόμενο βήμα πριν σταματήσει τελείως.
Τα παρακάτω γραφήματα απεικονίζουν τη συμπεριφορά κουδουνίσματος ενός βηματικού κινητήρα υπό διάφορες συνθήκες φόρτισης. Όταν ο κινητήρας εκφορτώνεται, εμφανίζει σημαντικό κουδούνισμα, που μεταφράζεται σε αυξημένους κραδασμούς. Αυτή η υπερβολική δόνηση μπορεί να οδηγήσει σε στάσιμο του κινητήρα όταν είναι είτε εκφορτωμένο είτε ελαφρά φορτισμένο, καθώς μπορεί να χάσει τον συγχρονισμό. Επομένως, είναι απαραίτητο να ελέγχετε πάντα το α βηματικός κινητήρας με κατάλληλο φορτίο.
Τα άλλα δύο γραφήματα απεικονίζουν την απόδοση του κινητήρα όταν είναι φορτωμένο. Η σωστή φόρτωση του κινητήρα βοηθά στη σταθεροποίηση της λειτουργίας του και στη μείωση των κραδασμών. Στην ιδανική περίπτωση, το φορτίο θα πρέπει να απαιτεί από 30% έως 70% της μέγιστης απόδοσης ροπής του κινητήρα. Επιπλέον, ο λόγος αδράνειας του φορτίου προς τον ρότορα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 1:1 και 10:1. Για πιο σύντομες και γρήγορες κινήσεις, είναι προτιμότερο αυτή η αναλογία να είναι πιο κοντά στο 1:1 έως 3:1.
Οι ειδικοί εφαρμογών και οι μηχανικοί της BesFoc είναι διαθέσιμοι για να βοηθήσουν με το σωστό μέγεθος κινητήρα.
ΕΝΑ Ο βηματικός κινητήρας θα παρουσιάσει σημαντικά αυξημένους κραδασμούς όταν η συχνότητα του παλμού εισόδου συμπίπτει με τη φυσική του συχνότητα, ένα φαινόμενο γνωστό ως συντονισμός. Αυτό συμβαίνει συχνά γύρω στα 200 Hz. Σε συντονισμό, η υπέρβαση και η υποσκλήρυνση του ρότορα ενισχύονται σημαντικά, αυξάνοντας την πιθανότητα απώλειας βημάτων. Ενώ η συγκεκριμένη συχνότητα συντονισμού μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με την αδράνεια του φορτίου, συνήθως αιωρείται γύρω στα 200 Hz.
Οι βηματικοί κινητήρες 2 φάσεων μπορούν να χάσουν βήματα μόνο σε ομάδες των τεσσάρων. Εάν παρατηρήσετε απώλεια βήματος σε πολλαπλάσια των τεσσάρων, αυτό σημαίνει ότι οι κραδασμοί προκαλούν τον συγχρονισμό του κινητήρα ή ότι το φορτίο μπορεί να είναι υπερβολικό. Αντίθετα, εάν τα χαμένα βήματα δεν είναι πολλαπλάσια των τεσσάρων, υπάρχει ισχυρή ένδειξη ότι είτε η μέτρηση παλμών είναι λανθασμένη είτε ότι ο ηλεκτρικός θόρυβος επηρεάζει την απόδοση.
Διάφορες στρατηγικές μπορούν να βοηθήσουν στον μετριασμό των επιδράσεων συντονισμού. Η απλούστερη προσέγγιση είναι να αποφύγετε εντελώς τη λειτουργία με την ταχύτητα συντονισμού. Δεδομένου ότι τα 200 Hz αντιστοιχούν σε περίπου 60 RPM για έναν διφασικό κινητήρα, δεν είναι εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα. Πλέον Οι βηματικοί κινητήρες έχουν μέγιστη ταχύτητα εκκίνησης περίπου 1000 παλμούς ανά δευτερόλεπτο (pps). Επομένως, σε πολλές περιπτώσεις, μπορείτε να ξεκινήσετε τη λειτουργία του κινητήρα με ταχύτητα μεγαλύτερη από τη συχνότητα συντονισμού.
Εάν πρέπει να εκκινήσετε τον κινητήρα με ταχύτητα που είναι κάτω από τη συχνότητα συντονισμού, είναι σημαντικό να επιταχύνετε γρήγορα μέσω της περιοχής συντονισμού για να ελαχιστοποιήσετε τις επιπτώσεις των κραδασμών.
Μια άλλη αποτελεσματική λύση είναι να χρησιμοποιήσετε μικρότερη γωνία βήματος. Μεγαλύτερες γωνίες βημάτων τείνουν να οδηγούν σε μεγαλύτερη υπέρβαση και χαμηλότερη υπέρβαση. Εάν ο κινητήρας έχει μικρή απόσταση για να διανύσει, δεν θα παράγει αρκετή δύναμη (ροπή) για σημαντική υπέρβαση. Μειώνοντας τη γωνία βήματος, ο κινητήρας υφίσταται λιγότερους κραδασμούς. Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο οι τεχνικές μισού βήματος και μικροβήματος είναι τόσο αποτελεσματικές στη μείωση των κραδασμών.
Φροντίστε να επιλέξετε τον κινητήρα με βάση τις απαιτήσεις φορτίου. Το σωστό μέγεθος κινητήρα μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερη συνολική απόδοση.
Οι αποσβεστήρες είναι μια άλλη επιλογή που πρέπει να εξετάσετε. Αυτές οι συσκευές μπορούν να τοποθετηθούν στον πίσω άξονα του κινητήρα για να απορροφούν μέρος της δονητικής ενέργειας, βοηθώντας στην εξομάλυνση της λειτουργίας ενός δονούμενου κινητήρα με οικονομικά αποδοτικό τρόπο.
Μια σχετικά νέα εξέλιξη στο Η τεχνολογία βηματικού κινητήρα είναι ο βηματικός κινητήρας 5 φάσεων. Η πιο αξιοσημείωτη διαφορά μεταξύ διφασικών και 5φασικών κινητήρων (δείτε το διαδραστικό διάγραμμα παρακάτω) είναι ο αριθμός των πόλων του στάτη: οι διφασικοί κινητήρες έχουν 8 πόλους (4 ανά φάση), ενώ οι 5φασικοί κινητήρες διαθέτουν 10 πόλους (2 ανά φάση). Ο σχεδιασμός του ρότορα είναι παρόμοιος με αυτόν ενός διφασικού κινητήρα.
Σε έναν διφασικό κινητήρα, κάθε φάση κινεί τον ρότορα κατά 1/4 βήμα δοντιού, ενώ σε έναν κινητήρα 5 φάσεων, ο ρότορας κινεί το 1/10 του βήματος των δοντιών λόγω του σχεδιασμού του. Με βήμα δοντιού 7,2°, η γωνία βήματος για τον 5φασικό κινητήρα γίνεται 0,72°. Αυτή η κατασκευή επιτρέπει στον 5φασικό κινητήρα να επιτυγχάνει 500 βήματα ανά περιστροφή, σε σύγκριση με τα 200 βήματα ανά περιστροφή του κινητήρα 2 φάσεων, παρέχοντας ανάλυση που είναι 2,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του διφασικού κινητήρα.
Μια υψηλότερη ανάλυση οδηγεί σε μικρότερη γωνία βήματος, η οποία μειώνει σημαντικά τους κραδασμούς. Δεδομένου ότι η γωνία βήματος του 5φασικού κινητήρα είναι 2,5 φορές μικρότερη από εκείνη του 2φασικού κινητήρα, υφίσταται πολύ χαμηλότερο κουδούνισμα και δονήσεις. Και στους δύο τύπους κινητήρα, ο ρότορας πρέπει να υπερβεί ή να υποχωρήσει περισσότερο από 3,6° για να χάσει βήματα. Με τη γωνία βήματος του 5-φασικού κινητήρα μόνο 0,72°, καθίσταται σχεδόν αδύνατο για τον κινητήρα να υπερβεί ή να υποχωρήσει κατά τέτοιο περιθώριο, με αποτέλεσμα πολύ μικρή πιθανότητα απώλειας του συγχρονισμού.
Υπάρχουν τέσσερις κύριες μέθοδοι οδήγησης για βηματικός κινητήρας s:
Wave Drive (Full Step)
2 Φάσεις Ενεργοποίηση (Πλήρες Βήμα)
1-2 Φάσεις Ενεργοποίηση (Μισό βήμα)
Microstep
Στο παρακάτω διάγραμμα, η μέθοδος κίνησης κυμάτων απλοποιείται για να απεικονίσει τις αρχές της. Κάθε στροφή 90° που απεικονίζεται στην εικόνα αντιπροσωπεύει 1,8° περιστροφής του ρότορα σε έναν πραγματικό κινητήρα.
Στη μέθοδο μετάδοσης κίνησης κυμάτων, γνωστή και ως μέθοδος ενεργοποίησης 1 φάσης, ενεργοποιείται μόνο μία φάση τη φορά. Όταν ενεργοποιείται η φάση Α, δημιουργείται ένας νότιος πόλος που έλκει τον βόρειο πόλο του ρότορα. Στη συνέχεια, η φάση Α απενεργοποιείται και η φάση Β ενεργοποιείται, προκαλώντας την περιστροφή του ρότορα κατά 90° (1,8°) και αυτή η διαδικασία συνεχίζεται με κάθε φάση να ενεργοποιείται ξεχωριστά.
Η κίνηση κυμάτων λειτουργεί με μια ηλεκτρική ακολουθία τεσσάρων βημάτων για την περιστροφή του κινητήρα.
Στη μέθοδο μετάδοσης κίνησης '2 Phases On', και οι δύο φάσεις του κινητήρα ενεργοποιούνται συνεχώς.
Όπως φαίνεται παρακάτω, κάθε στροφή 90° αντιστοιχεί σε περιστροφή ρότορα 1,8°. Όταν και οι δύο φάσεις Α και Β ενεργοποιούνται ως νότιοι πόλοι, ο βόρειος πόλος του ρότορα έλκεται εξίσου και στους δύο πόλους, με αποτέλεσμα να ευθυγραμμιστεί απευθείας στη μέση. Καθώς η ακολουθία προχωρά και ενεργοποιούνται οι φάσεις, ο ρότορας θα περιστρέφεται για να διατηρήσει την ευθυγράμμιση μεταξύ των δύο ενεργοποιημένων πόλων.
Η μέθοδος '2 Phases On' λειτουργεί χρησιμοποιώντας μια ηλεκτρική ακολουθία τεσσάρων βημάτων για την περιστροφή του κινητήρα.
Οι τυπικοί διφασικοί και διφασικοί κινητήρες τύπου M της BesFoc χρησιμοποιούν αυτήν τη μέθοδο μετάδοσης κίνησης '2 Phases On'.
Το κύριο πλεονέκτημα της μεθόδου '2 Phases On' έναντι της μεθόδου '1 Phase On' είναι η ροπή. Στη μέθοδο '1 Phase On', ενεργοποιείται μόνο μία φάση κάθε φορά, με αποτέλεσμα μια ενιαία μονάδα ροπής να ενεργεί στον ρότορα. Αντίθετα, η μέθοδος '2 Phases On' ενεργοποιεί και τις δύο φάσεις ταυτόχρονα, παράγοντας δύο μονάδες ροπής. Το ένα διάνυσμα ροπής δρα στη θέση 12 η ώρα και το άλλο στη θέση 3 η ώρα. Όταν αυτά τα δύο διανύσματα ροπής συνδυάζονται, δημιουργούν ένα προκύπτον διάνυσμα σε γωνία 45° με μέγεθος που είναι 41,4% μεγαλύτερο από αυτό ενός μεμονωμένου διανύσματος. Αυτό σημαίνει ότι η χρήση της μεθόδου '2 Φάσεις Ενεργοποίηση' μας επιτρέπει να επιτύχουμε την ίδια γωνία βήματος με τη μέθοδο '1 Φάση Ενεργοποίηση' ενώ παρέχουμε 41% περισσότερη ροπή.
Οι πενταφασικοί κινητήρες, ωστόσο, λειτουργούν κάπως διαφορετικά. Αντί να χρησιμοποιούν τη μέθοδο '2 Phases On', χρησιμοποιούν τη μέθοδο '4 Phases On'. Σε αυτή την προσέγγιση, τέσσερις από τις φάσεις ενεργοποιούνται ταυτόχρονα κάθε φορά που ο κινητήρας κάνει ένα βήμα.
Ως αποτέλεσμα, ο πενταφασικός κινητήρας ακολουθεί μια ηλεκτρική ακολουθία 10 βημάτων κατά τη λειτουργία.
Η μέθοδος '1-2 Phases On', γνωστή και ως μισό βήμα, συνδυάζει τις αρχές των δύο προηγούμενων μεθόδων. Σε αυτή την προσέγγιση, ενεργοποιούμε πρώτα τη φάση Α, προκαλώντας την ευθυγράμμιση του ρότορα. Ενώ διατηρούμε τη φάση Α ενεργοποιημένη, ενεργοποιούμε στη συνέχεια τη φάση Β. Σε αυτό το σημείο, ο ρότορας έλκεται εξίσου και στους δύο πόλους και ευθυγραμμίζεται στη μέση, με αποτέλεσμα μια περιστροφή 45° (ή 0,9°). Στη συνέχεια, απενεργοποιούμε τη φάση Α ενώ συνεχίζουμε να ενεργοποιούμε τη φάση Β, επιτρέποντας στον κινητήρα να κάνει άλλο ένα βήμα. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται, εναλλάσσοντας την ενεργοποίηση μιας φάσης και δύο φάσεων. Με αυτόν τον τρόπο, μειώνουμε αποτελεσματικά τη γωνία βήματος στο μισό, γεγονός που βοηθά στη μείωση των κραδασμών.
Για έναν κινητήρα 5 φάσεων, εφαρμόζουμε παρόμοια στρατηγική εναλλάσσοντας μεταξύ 4 φάσεων ενεργοποίησης και 5 φάσεων ενεργοποίησης.
Η λειτουργία μισού βήματος αποτελείται από μια ηλεκτρική ακολουθία οκτώ βημάτων. Στην περίπτωση ενός πενταφασικού κινητήρα που χρησιμοποιεί τη μέθοδο '4-5 Phases On', ο κινητήρας περνάει από μια ηλεκτρική ακολουθία 20 βημάτων.
(Μπορούν να προστεθούν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το microstepping εάν χρειάζεται.)
Το Microstepping είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για να κάνει τα μικρότερα βήματα ακόμα πιο λεπτά. Όσο μικρότερα είναι τα βήματα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση και τόσο καλύτερα τα χαρακτηριστικά δόνησης του κινητήρα. Στο microstepping, μια φάση δεν είναι ούτε πλήρως ενεργοποιημένη ούτε πλήρως απενεργοποιημένη. Αντίθετα, ενεργοποιείται μερικώς. Τα ημιτονοειδή κύματα εφαρμόζονται τόσο στη Φάση Α όσο και στη Φάση Β, με διαφορά φάσης 90° (ή 0,9° σε πενταφασικό βηματικός κινητήρας ).
Όταν η μέγιστη ισχύς εφαρμόζεται στη Φάση Α, η Φάση Β είναι στο μηδέν, με αποτέλεσμα ο ρότορας να ευθυγραμμιστεί με τη Φάση Α. Καθώς το ρεύμα προς τη Φάση Α μειώνεται, το ρεύμα προς τη Φάση Β αυξάνεται, επιτρέποντας στον ρότορα να κάνει μικροσκοπικά βήματα προς τη Φάση Β. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται καθώς το ρεύμα κυκλώνει μεταξύ των δύο φάσεων, με αποτέλεσμα ομαλή κίνηση μικροβημάτων.
Ωστόσο, το microstepping παρουσιάζει ορισμένες προκλήσεις, κυρίως όσον αφορά την ακρίβεια και τη ροπή. Δεδομένου ότι οι φάσεις ενεργοποιούνται μόνο μερικώς, ο κινητήρας υφίσταται τυπικά μείωση ροπής περίπου 30%. Επιπλέον, επειδή η διαφορά ροπής μεταξύ των βημάτων είναι ελάχιστη, ο κινητήρας μπορεί να δυσκολευτεί να ξεπεράσει ένα φορτίο, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε καταστάσεις όπου ο κινητήρας λαμβάνει εντολή να κινηθεί αρκετά βήματα πριν αρχίσει πραγματικά να κινείται. Σε πολλές περιπτώσεις, η ενσωμάτωση κωδικοποιητών είναι απαραίτητη για τη δημιουργία ενός συστήματος κλειστού βρόχου, αν και αυτό προσθέτει στο συνολικό κόστος.
Συστήματα ανοιχτού βρόχου Συστήματα
κλειστού βρόχου
σερβομηχανισμού
Οι βηματικοί κινητήρες σχεδιάζονται συνήθως ως συστήματα ανοιχτού βρόχου. Σε αυτή τη διαμόρφωση, μια γεννήτρια παλμών στέλνει παλμούς στο κύκλωμα αλληλουχίας φάσεων. Ο προσδιοριστής ακολουθίας φάσεων καθορίζει ποιες φάσεις πρέπει να ενεργοποιηθούν ή να απενεργοποιηθούν, όπως περιγράφηκε προηγουμένως στις μεθόδους πλήρους και μισού βήματος. Ο sequencer ελέγχει τα FET υψηλής ισχύος για να ενεργοποιήσει τον κινητήρα.
Ωστόσο, σε ένα σύστημα ανοιχτού βρόχου, δεν υπάρχει επαλήθευση της θέσης, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει τρόπος να επιβεβαιωθεί εάν ο κινητήρας έχει εκτελέσει την εντολόμενη κίνηση.
Μία από τις πιο κοινές μεθόδους για την εφαρμογή ενός συστήματος κλειστού βρόχου είναι η προσθήκη ενός κωδικοποιητή στον πίσω άξονα ενός κινητήρα διπλού άξονα. Ο κωδικοποιητής αποτελείται από ένα λεπτό δίσκο που επισημαίνεται με γραμμές που περιστρέφεται μεταξύ ενός πομπού και ενός δέκτη. Κάθε φορά που μια γραμμή διέρχεται μεταξύ αυτών των δύο στοιχείων, δημιουργεί έναν παλμό στις γραμμές σήματος.
Αυτοί οι παλμοί εξόδου τροφοδοτούνται στη συνέχεια στον ελεγκτή, ο οποίος κρατά έναν αριθμό από αυτούς. Συνήθως, στο τέλος μιας κίνησης, ο ελεγκτής συγκρίνει τον αριθμό των παλμών που έστειλε στον οδηγό με τον αριθμό των παλμών που έλαβε από τον κωδικοποιητή. Εκτελείται μια συγκεκριμένη ρουτίνα κατά την οποία, εάν οι δύο μετρήσεις διαφέρουν, το σύστημα προσαρμόζεται για να διορθώσει τη διαφορά. Εάν οι μετρήσεις ταιριάζουν, αυτό σημαίνει ότι δεν έχει συμβεί κανένα σφάλμα και η κίνηση μπορεί να συνεχιστεί ομαλά.
Το σύστημα κλειστού βρόχου έχει δύο βασικά μειονεκτήματα: κόστος (και πολυπλοκότητα) και χρόνο απόκρισης. Η συμπερίληψη ενός κωδικοποιητή προσθέτει στο συνολικό κόστος του συστήματος, μαζί με την αυξημένη πολυπλοκότητα του ελεγκτή, η οποία συμβάλλει στο συνολικό κόστος. Επιπλέον, επειδή οι διορθώσεις γίνονται μόνο στο τέλος μιας κίνησης, αυτό μπορεί να προκαλέσει καθυστερήσεις στο σύστημα, ενδεχομένως επιβραδύνοντας τους χρόνους απόκρισης.
Μια εναλλακτική λύση στα βηματικά συστήματα κλειστού βρόχου είναι ένα σερβο σύστημα. Τα συστήματα σερβομηχανισμού χρησιμοποιούν συνήθως κινητήρες με χαμηλό αριθμό πόλων, επιτρέποντας απόδοση υψηλής ταχύτητας, αλλά χωρίς εγγενή ικανότητα εντοπισμού θέσης. Για τη μετατροπή ενός σερβομηχανισμού σε συσκευή θέσης, απαιτούνται μηχανισμοί ανάδρασης, συχνά χρησιμοποιώντας έναν κωδικοποιητή ή έναν αναλυτή μαζί με βρόχους ελέγχου.
Σε ένα σύστημα σερβομηχανισμού, ο κινητήρας ενεργοποιείται και απενεργοποιείται έως ότου ο αναλυτής υποδείξει ότι έχει επιτευχθεί μια καθορισμένη θέση. Για παράδειγμα, εάν ο σερβομηχανισμός έχει εντολή να κινήσει 100 στροφές, αρχίζει με το πλήθος του αναλυτή στο μηδέν. Ο κινητήρας λειτουργεί έως ότου ο αριθμός του αναλυτή φτάσει τις 100 στροφές, οπότε και σβήνει. Εάν υπάρχει οποιαδήποτε αλλαγή θέσης, ο κινητήρας ενεργοποιείται ξανά για να διορθωθεί η θέση.
Η απόκριση του σερβομηχανισμού σε σφάλματα θέσης επηρεάζεται από μια ρύθμιση απολαβής. Μια ρύθμιση υψηλού κέρδους επιτρέπει στον κινητήρα να αντιδρά γρήγορα σε αλλαγές σφάλματος, ενώ μια ρύθμιση χαμηλής απολαβής οδηγεί σε πιο αργή απόκριση. Ωστόσο, η προσαρμογή των ρυθμίσεων απολαβής μπορεί να εισάγει χρονικές καθυστερήσεις στο σύστημα ελέγχου κίνησης, επηρεάζοντας τη συνολική απόδοση.
Το AlphaStep είναι το καινοτόμο της BesFoc Λύση βηματικού κινητήρα , που διαθέτει ενσωματωμένο αναλυτή που προσφέρει ανάδραση θέσης σε πραγματικό χρόνο. Αυτός ο σχεδιασμός διασφαλίζει ότι η ακριβής θέση του ρότορα είναι πάντα γνωστή, ενισχύοντας την ακρίβεια και την αξιοπιστία του συστήματος.
Το πρόγραμμα οδήγησης AlphaStep διαθέτει έναν μετρητή εισόδου που παρακολουθεί όλους τους παλμούς που αποστέλλονται στη μονάδα δίσκου. Ταυτόχρονα, η ανάδραση από τον αναλυτή κατευθύνεται σε έναν μετρητή θέσης ρότορα, επιτρέποντας τη συνεχή παρακολούθηση της θέσης του ρότορα. Τυχόν αποκλίσεις καταγράφονται σε μετρητή απόκλισης.
Τυπικά, ο κινητήρας λειτουργεί σε λειτουργία ανοιχτού βρόχου, δημιουργώντας διανύσματα ροπής που θα ακολουθήσει ο κινητήρας. Ωστόσο, εάν ο μετρητής απόκλισης υποδεικνύει μια απόκλιση μεγαλύτερη από ±1,8°, ο ρυθμιστής φάσης ενεργοποιεί το διάνυσμα ροπής στο άνω τμήμα της καμπύλης μετατόπισης ροπής. Αυτό δημιουργεί τη μέγιστη ροπή για να ευθυγραμμίσει εκ νέου τον ρότορα και να τον επαναφέρει σε συγχρονισμό. Εάν ο κινητήρας είναι απενεργοποιημένος κατά πολλά βήματα, ο sequencer ενεργοποιεί πολλαπλά διανύσματα ροπής στο υψηλό άκρο της καμπύλης μετατόπισης ροπής. Ο οδηγός μπορεί να χειριστεί συνθήκες υπερφόρτωσης για έως και 5 δευτερόλεπτα. Εάν αποτύχει να αποκαταστήσει το συγχρονισμό εντός αυτού του χρονικού πλαισίου, ενεργοποιείται ένα σφάλμα και εκδίδεται συναγερμός.
Ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό του συστήματος AlphaStep είναι η ικανότητά του να κάνει διορθώσεις σε πραγματικό χρόνο για τυχόν χαμένα βήματα. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά συστήματα που περιμένουν μέχρι το τέλος μιας κίνησης για να διορθώσουν τυχόν σφάλματα, το πρόγραμμα οδήγησης AlphaStep λαμβάνει διορθωτικά μέτρα μόλις ο ρότορας πέσει εκτός του εύρους 1,8°. Μόλις ο ρότορας επανέλθει εντός αυτού του ορίου, ο οδηγός επανέρχεται στη λειτουργία ανοιχτού βρόχου και συνεχίζει τις κατάλληλες ενεργοποιήσεις φάσης.
Το συνοδευτικό γράφημα απεικονίζει την καμπύλη μετατόπισης ροπής, υπογραμμίζοντας τους τρόπους λειτουργίας του συστήματος—ανοιχτό βρόχο και κλειστό βρόχο. Η καμπύλη μετατόπισης ροπής αντιπροσωπεύει τη ροπή που παράγεται από μία μόνο φάση, επιτυγχάνοντας μέγιστη ροπή όταν η θέση του ρότορα αποκλίνει κατά 1,8°. Ένα βήμα μπορεί να χαθεί μόνο εάν ο ρότορας υπερβεί κατά περισσότερο από 3,6°. Επειδή ο οδηγός αναλαμβάνει τον έλεγχο του διανύσματος ροπής κάθε φορά που η απόκλιση υπερβαίνει τις 1,8°, ο κινητήρας είναι απίθανο να χάσει βήματα εκτός εάν αντιμετωπίσει υπερφόρτωση που διαρκεί περισσότερο από 5 δευτερόλεπτα.
Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα ότι η ακρίβεια βήματος του κινητήρα AlphaStep είναι ±1,8°. Στην πραγματικότητα, το AlphaStep έχει ακρίβεια βήματος 5 λεπτών τόξου (0,083°). Ο οδηγός διαχειρίζεται τα διανύσματα ροπής όταν ο ρότορας βρίσκεται εκτός του εύρους 1,8°. Μόλις ο ρότορας πέσει σε αυτό το εύρος, τα δόντια του ρότορα ευθυγραμμίζονται ακριβώς με το διάνυσμα ροπής που δημιουργείται. Το AlphaStep διασφαλίζει ότι το σωστό δόντι ευθυγραμμίζεται με το διάνυσμα ενεργού ροπής.
Η σειρά AlphaStep διατίθεται σε διάφορες εκδόσεις. Το BesFoc προσφέρει μοντέλα με στρογγυλό άξονα και γρανάζια με πολλαπλές σχέσεις μετάδοσης είτε για ενίσχυση της ανάλυσης και της ροπής είτε για ελαχιστοποίηση της ανακλώμενης αδράνειας. Οι περισσότερες εκδόσεις μπορούν να εξοπλιστούν με μαγνητικό φρένο ασφαλείας. Επιπλέον, το BesFoc παρέχει μια έκδοση 24 VDC που ονομάζεται σειρά ASC.
Συμπερασματικά, οι βηματικοί κινητήρες είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για εφαρμογές τοποθέτησης. Επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο τόσο της απόστασης όσο και της ταχύτητας μεταβάλλοντας απλώς τον αριθμό παλμών και τη συχνότητα. Ο υψηλός αριθμός πόλων τους επιτρέπει την ακρίβεια, ακόμη και όταν λειτουργεί σε λειτουργία ανοιχτού βρόχου. Όταν έχει το σωστό μέγεθος για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, α βηματικός κινητήρας δεν θα χάσει βήματα. Επιπλέον, επειδή δεν απαιτούν ανάδραση θέσης, οι βηματικοί κινητήρες είναι μια οικονομικά αποδοτική λύση.
