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.