Modello attuale·Macchine di posizionamento

Motore passo-passo

Osserva il rotore avanzare di un passo discreto per ogni impulso, e cosa succede quando la frequenza di passo supera la coppia disponibile.
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Velocità del rotore0 rpm
Coppia0 Nm
Coppia disponibile0,328 Nm
Corrente di fase0 A
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Esperimento operativo

Curve di velocità e corrente

Osservare la transizione del motore dall'avvio allo stato stazionario nel tempo.

00125325053758500100 S4 S8 S11 S15 SLe misurazioni verranno visualizzate qui quando avvii l'esperimento

Che cos'è un motore passo-passo?

Principio di funzionamento

Un motore passo-passo divide un giro completo in un numero fisso di passi uguali e avanza esattamente di un passo per ogni impulso inviato dal driver. Un passo-passo ibrido combina un rotore dentato a magnete permanente con uno statore dentato, dando l'angolo di passo tipico di 1,8 gradi, cioè 200 passi per giro. Poiché ogni impulso corrisponde a un angolo meccanico noto, la posizione si controlla contando gli impulsi: non servono encoder né anello di retroazione.

Coppia di tenuta e microstepping

Con gli avvolgimenti alimentati ma senza impulsi in arrivo, il passo-passo mantiene attivamente la posizione; la coppia a cui resiste prima di saltare un dente è la coppia di tenuta, il dato di punta di qualsiasi datasheet. Pilotare le due fasi con correnti proporzionate anziché tutto-o-niente permette di collocare il rotore fra passi interi. Questo microstepping rende il moto più fluido e riduce le risonanze, anche se la precisione del singolo microstep è assai peggiore di quella del passo intero.

Velocità, driver chopper e passi persi

A limitare la velocità del passo-passo è l'induttanza dell'avvolgimento: più veloce è la pulsazione, meno tempo ha la corrente per salire, così la coppia cala al crescere della frequenza di passo. I driver chopper contrastano il fenomeno alimentandosi da una tensione molte volte superiore a quella nominale di fase e regolando la corrente con commutazioni rapide, il che alza parecchio la velocità di ginocchio. Se il carico chiede più coppia di quella disponibile a quella velocità, il motore perde passi in silenzio e, essendo il sistema ad anello aperto, il controllore non se ne accorge mai.

Dove si usa

I motori passo-passo sono l'attuatore standard del posizionamento ad anello aperto: stampanti 3D, macchine CNC e taglierine laser, scanner e stampanti, montature per fotocamere e telescopi, pompe a siringa e automazione da laboratorio. Sono economici, precisi e non richiedono retroazione, ma assorbono corrente piena anche da fermi, sono poco efficienti ad alta velocità e, quando il rischio di perdere passi è serio, il progetto si sposta su un servo ad anello chiuso.

Domande frequenti

Come si calcolano i passi per giro e la velocità di un motore passo-passo?
I passi per giro sono 360° divisi per l'angolo di passo: un motore da 1,8° compie 200 passi interi per giro; il microstepping divide ulteriormente ogni passo, per esempio 3200 micropassi a 1/16. La velocità in giri/min è la frequenza di passo per 60 divisa per i passi per giro: 400 passi al secondo su un motore da 1,8° danno 120 giri/min.
Perché un motore passo-passo perde passi?
Un passo-passo funziona ad anello aperto, quindi il driver non sa mai se il rotore ha seguito. I passi si perdono quando la coppia resistente supera la coppia disponibile. La coppia cala all'aumentare della velocità perché l'induttanza degli avvolgimenti limita la salita della corrente, e risonanze o accelerazioni troppo rapide peggiorano la situazione. Il simulatore segnala i passi persi quando aumenti frequenza di passo o carico.
Esiste un simulatore online gratuito di motore passo-passo?
Sì. Il simulatore di motore passo-passo di Curvo Studio funziona gratis nel browser, senza installazione né account. Imposti angolo di passo, corrente, coppia di tenuta, tensione di alimentazione, frequenza di passo, carico e direzione, e vedi in 3D il rotore di un passo-passo ibrido avanzare, con velocità, coppia e avvisi quando comincia a perdere passi.
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