HOE STAPPENMOTOREN WERKEN
21 maart 2018|
Weergave: 1230We hebben allemaal geëxperimenteerd met kleine "hobbymotoren", oftewel vrijdraaiende gelijkstroommotoren. Heb je ooit geprobeerd om er iets nauwkeurig mee te positioneren? Dat kan behoorlijk lastig zijn. Zelfs als je de timing voor het starten en stoppen van de motor precies goed hebt, stopt het anker niet onmiddellijk. Gelijkstroommotoren hebben een zeer geleidelijke acceleratie- en deceleratiecurve; de stabilisatie is traag. Het toevoegen van een overbrenging aan de motor kan dit probleem helpen verminderen, maar overshoot blijft aanwezig en zal de verwachte stoppositie verstoren. De enige manier om een gelijkstroommotor effectief te gebruiken voor nauwkeurige positionering is door een servo te gebruiken. Servo's maken meestal gebruik van een kleine gelijkstroommotor, een feedbackmechanisme (meestal een potentiometer die met een overbrenging of andere middelen aan de as is bevestigd) en een regelcircuit dat de positie van de motor vergelijkt met de gewenste positie en de motor dienovereenkomstig beweegt. Dit kan voor de meeste hobbytoepassingen behoorlijk complex en duur zijn.
Stappenmotoren gedragen zich echter anders dan standaard gelijkstroommotoren. Ten eerste kunnen ze niet zelfstandig draaien. Stappenmotoren doen wat hun naam al doet vermoeden: ze 'stappen' beetje bij beetje. Stappenmotoren verschillen ook van gelijkstroommotoren in hun koppel-toerentalverhouding. Gelijkstroommotoren zijn over het algemeen niet erg goed in het produceren van een hoog koppel bij lage snelheden, zonder de hulp van een tandwielmechanisme. Stappenmotoren werken daarentegen omgekeerd. Zij produceren het hoogste koppel bij lage snelheden. Stappenmotoren hebben ook een andere eigenschap: houdkoppel, die niet aanwezig is in gelijkstroommotoren. Houdkoppel zorgt ervoor dat een stappenmotor zijn positie stevig kan behouden wanneer deze niet draait. Dit kan handig zijn voor toepassingen waarbij de motor start en stopt, terwijl de kracht die tegen de motor werkt aanwezig blijft. Dit elimineert de noodzaak van een mechanisch remmechanisme. Stappenmotoren reageren niet alleen op een kloksignaal, ze hebben verschillende wikkelingen die in de juiste volgorde bekrachtigd moeten worden voordat de as van de motor gaat draaien. Het omkeren van de volgorde van de sequentie zorgt ervoor dat de motor de andere kant op draait. Als de stuursignalen niet in de juiste volgorde worden verzonden, zal de motor niet goed draaien. Hij kan simpelweg zoemen en niet bewegen, of hij kan wel draaien, maar dan ruw of schokkerig. Een schakeling die verantwoordelijk is voor het omzetten van stap- en richtingssignalen in bekrachtigingspatronen voor de wikkelingen, wordt een converter genoemd. De meeste stappenmotorbesturingssystemen bevatten naast de converter ook een driver om de stroom die door de motorwikkelingen wordt opgenomen, te verwerken.









