تعد المحركات السائر واحدة من أبسط المحركات التي يتم تنفيذها في تصميمات الإلكترونيات حيث يلزم مستوى من الدقة والتكرار. يضع بناء محركات السائر قيودًا منخفضة السرعة على المحرك ، أقل من السرعة التي يمكن أن تقود بها الأجهزة الإلكترونية المحرك. عندما يتطلب الأمر تشغيل محرك متدرج بسرعة عالية ، تزداد صعوبة التنفيذ.
عوامل محرك متدرج عالي السرعة
العديد من العوامل تصبح تحديات في التصميم والتنفيذ عندما تقود محركات السائر بسرعات عالية. مثل العديد من المكونات ، فإن سلوك العالم الحقيقي لمحركات السائر ليس مثاليًا وبعيدًا عن النظرية.تختلف السرعة القصوى للمحركات السائر حسب الشركة المصنعة ، والطراز ، ومحاثة المحرك ، مع سرعات من 1000 دورة في الدقيقة إلى 3000 دورة في الدقيقة يمكن بلوغها عادة.
للحصول على سرعات أعلى ، تعد المحركات المؤازرة خيارًا أفضل.
القصور الذاتي
أي جسم متحرك لديه قصور ذاتي ، والذي يقاوم التغييرات في تسارع الجسم. في التطبيقات ذات السرعة المنخفضة ، من الممكن قيادة محرك متدرج بالسرعة المطلوبة دون فقد خطوة. ومع ذلك ، فإن محاولة قيادة حمولة على محرك متدرج بسرعة عالية على الفور هي طريقة رائعة لتخطي الخطوات وفقدان موضع المحرك.
يجب أن يرتفع المحرك المتدرج من السرعة المنخفضة إلى السرعة العالية للحفاظ على الموضع والدقة باستثناء الأحمال خفيفة الوزن مع تأثيرات بالقصور الذاتي قليلة. تتضمن أدوات التحكم المتقدمة في محرك السائر قيود التسارع والاستراتيجيات للتعويض عن القصور الذاتي.
منحنيات عزم الدوران
عزم دوران المحرك السائر ليس هو نفسه لكل سرعة تشغيلية. ينخفض كلما زادت سرعة التحرك.
تولد إشارة القيادة لمحركات السائر مجالًا مغناطيسيًا في ملفات المحرك لإنشاء القوة اللازمة لاتخاذ خطوة. يعتمد الوقت الذي يستغرقه المجال المغناطيسي للوصول إلى القوة الكاملة على محاثة الملف ، وجهد القيادة ، وحد التيار. مع زيادة سرعة القيادة ، يقصر الوقت الذي تبقى فيه الملفات في القوة الكاملة ، ويمكن أن يولد عزم الدوران الذي يولده المحرك.
الخط السفلي
يجب أن يصل تيار إشارة القيادة إلى الحد الأقصى لتيار القيادة لزيادة القوة في محرك السائر. في التطبيقات عالية السرعة ، يجب أن تحدث المطابقة في أسرع وقت ممكن. يساعد تشغيل محرك متدرج بإشارة جهد أعلى في تحسين عزم الدوران بسرعات عالية.
منطقة ميتة
يسمح المفهوم المثالي للمحرك بقيادته بأي سرعة مع ، في أسوأ الأحوال ، تقليل عزم الدوران مع زيادة السرعة. ومع ذلك ، غالبًا ما تطور محركات السائر منطقة ميتة حيث لا يستطيع المحرك دفع الحمل بسرعة معينة.تنشأ المنطقة الميتة من الرنين في النظام وتختلف لكل منتج وتصميم.
الرنين
محركات الخطوة تقود الأنظمة الميكانيكية ، ويمكن أن تعاني جميع الأنظمة الميكانيكية من الرنين. يحدث الرنين عندما يتطابق تردد القيادة مع التردد الطبيعي للنظام. تميل إضافة الطاقة إلى النظام إلى زيادة اهتزازه وفقدان عزم الدوران ، بدلاً من سرعته.
في التطبيقات التي تكون فيها الاهتزازات المفرطة مشكلة ، فإن العثور على سرعات محرك السائر بالرنين وتخطيها أمر مهم بشكل خاص. يجب أن تتجنب التطبيقات التي تتحمل الاهتزازات الرنين قدر الإمكان. يمكن أن يجعل الرنين نظامًا أقل كفاءة على المدى القصير ويقصر عمره بمرور الوقت.
حجم الخطوة
تستخدم المحركات السائر بعض استراتيجيات القيادة التي تساعد المحرك على التكيف مع الأحمال والسرعات المختلفة. أحد الأساليب هو التدرج الجزئي ، والذي يسمح للمحرك بعمل خطوات أصغر من الخطوات الكاملة.توفر هذه الخطوات الدقيقة دقة أقل وتجعل تشغيل محرك السائر أكثر هدوءًا عند السرعات المنخفضة.
لا يمكن للمحركات السائر القيادة إلا بسرعة كبيرة ، ولا يرى المحرك أي فرق في خطوة صغيرة أو خطوة كاملة. للتشغيل بأقصى سرعة ، ستحتاج عادةً إلى قيادة محرك متدرج بخطوات كاملة. ومع ذلك ، فإن استخدام خطوة صغيرة عبر منحنى تسريع محرك السائر يمكن أن يقلل بشكل كبير من الضوضاء والاهتزاز في النظام.
