Léptetőmotorok

A léptetőmotorok olyan szénkefe nélküli villanymotorok, amelyeket digitális impulzusokból álló jelek diszkrét mechanikai lépésekké történő átalakításával végzett pontos és ismételhető helyzetbeállításra terveztek. Belsejükben egy fogazott forgórész lép kölcsönhatásba egy többfázisú állórésszel, és ahogy a vezérlőegység egymás után feszültség alá helyezi az egyes tekercseket, forgó mágneses mezőt hoz létre, amely rögzített lépésekben mozgatja a forgórészt. Egy lépés jellemzően 1,8° vagy 0,9°-os. Ez az elektronikus kommutáció visszacsatolás nélküli pontos mozgást tesz lehetővé, így a legtöbb léptetőrendszer nyílt hurokban működik. A léptetőmotorok két osztályba sorolhatók, különböző meghajtási követelményekkel: az egyszerűbb vezérléshez egypólusú, a nagyobb nyomatékhoz kétpólusú kialakításokat használnak, míg az olyan léptetési módok, mint a teljes lépéses, a féllépéses és a mikrolépéses léptetés, lehetőséget adnak a tervezők számára, hogy egyensúlyt keressenek a nyomaték, az egyenletes forgás és a felbontás között. A mikrolépcsős léptetés javítja a mozgás egyenletességét, és csökkenti a rezgéseket, bár nem mindig eredményez tökéletesen egyforma lépéseket a helyzetbeállítási pontosság terén.

A szervo- és egyenáramú motorokhoz képest a léptetőmotorok középutat kínálnak a teljesítmény és az egyszerűség között. Költségtakarékosak és könnyen megvalósíthatóak, így ideálisak a nagy pontosságú helyzetbeállítást igénylő, kis és közepes fordulatszámú felhasználási területekre, például CNC-gépekbe, 3D nyomtatókba és automatizálási rendszerekbe. A nyomatékuk azonban nagyobb fordulatszámnál az induktivitás és a korlátozott áramerősség miatt csökken, és nem tudják kialakításuknál fogva helyesbíteni a kihagyott lépéseket, mint a zárt hurkú szervorendszerek. A szervmotorok nagy fordulatszámon jobb teljesítményt és hatásfokot nyújtanak, és jobb dinamikus reakciójuk, de drágábbak és bonyolultabbak, míg az egyenáramú motorok leginkább egyszerű folyamatos forgásra alkalmasak, minimális helyzetbeállítási vezérléssel. A gyakorlatban a léptetőmotorok akkor jelentik a megfelelő választást, ha a készülékben a pontosság, a tartási nyomaték és a rendszer egyszerűsége élvez előnyt a fordulatszámmal és az alkalmazkodó vezérléssel szemben.