מנועי צעד הם אחד המנועים הפשוטים יותר ליישום בעיצובי אלקטרוניקה שבהם יש צורך ברמת דיוק וחזרה. בניית מנועי צעד מציבה מגבלה של מהירות נמוכה על המנוע, נמוכה מהמהירות שבה האלקטרוניקה יכולה להניע את המנוע. כאשר נדרשת פעולה מהירה של מנוע צעד, הקושי ביישום עולה.
גורמי מנוע צעד במהירות גבוהה
כמה גורמים הופכים לאתגרי תכנון ויישום כאשר אתה נוהג במנועי צעד במהירויות גבוהות. כמו רכיבים רבים, ההתנהגות בעולם האמיתי של מנועי צעד אינה אידיאלית ורחוקה מתיאוריה.המהירות המקסימלית של מנועי צעד משתנה בהתאם ליצרן, דגם והשראות המנוע, כאשר בדרך כלל ניתן להשיג מהירויות של 1000 סל"ד עד 3000 סל"ד.
עבור מהירויות גבוהות יותר, מנועי סרוו הם בחירה טובה יותר.
אינרציה
לכל עצם נע יש אינרציה, המתנגדת לשינויים בתאוצה של עצם. ביישומי מהירות נמוכה יותר, אפשר להניע מנוע צעד במהירות הרצויה מבלי לפספס צעד. עם זאת, ניסיון להניע עומס על מנוע צעד במהירות גבוהה באופן מיידי הוא דרך מצוינת לדלג על שלבים ולאבד את מיקומו של המנוע.
מנוע צעד חייב לעלות ממהירות נמוכה למהירות גבוהה כדי לשמור על מיקום ודיוק למעט עומסים קלים עם השפעות אינרציה מועטות. בקרות מנוע צעד מתקדמות כוללות מגבלות תאוצה ואסטרטגיות לפיצוי על האינרציה.
עקומות מומנט
מומנט של מנוע צעד אינו זהה עבור כל מהירות פעולה. הוא יורד ככל שמהירות הצעדה עולה.
אות ההנעה עבור מנועי צעד יוצר שדה מגנטי בסלילי המנוע כדי ליצור את הכוח לבצע צעד. הזמן שלוקח לשדה המגנטי להגיע לעוצמה מלאה תלוי בהשראות הסליל, במתח ההנעה ובמגבלת הזרם. ככל שמהירות הנסיעה עולה, הזמן שבו הסלילים נשארים במלוא עוצמתם מתקצר, והמומנט שהמנוע יכול ליצור יורד.
שורה התחתונה
זרם אות ההנעה חייב להגיע לזרם ההנעה המרבי כדי למקסם את הכוח במנוע צעד. ביישומים במהירות גבוהה, ההתאמה חייבת להתרחש מהר ככל האפשר. הנעת מנוע צעד עם אות מתח גבוה יותר עוזרת לשפר את המומנט במהירויות גבוהות.
אזור מת
המושג האידיאלי של מנוע מאפשר להניע אותו בכל מהירות ובמקרה הרע, הפחתת המומנט ככל שהמהירות עולה. עם זאת, מנועי צעד מפתחים לעתים קרובות אזור מת שבו המנוע אינו יכול להניע את העומס במהירות נתונה.השטח המת נובע מהדהוד במערכת ומשתנה עבור כל מוצר ועיצוב.
Resonance
מנועי צעד מניעים מערכות מכניות, וכל המערכות המכניות עלולות לסבול מתהודה. תהודה מתרחשת כאשר תדר ההנעה תואם את התדר הטבעי של המערכת. הוספת אנרגיה למערכת נוטה להגביר את הרטט ואובדן המומנט שלה, ולא את מהירותה.
ביישומים שבהם רעידות מוגזמות מתגלות כבעייתיות, חשוב במיוחד למצוא ודילוג על מהירויות מנוע הצעד התהודה. יישומים שסובלים רטט צריכים להימנע מהדהוד במידת האפשר. תהודה יכולה להפוך מערכת לפחות יעילה בטווח הקצר ולקצר את חייה לאורך זמן.
צעד גודל
מנועי צעד משתמשים בכמה אסטרטגיות נהיגה שעוזרות למנוע להסתגל לעומסים ולמהירויות שונות. טקטיקה אחת היא מיקרו צעדים, המאפשרים למנוע לעשות צעדים קטנים יותר מאשר מלאים.שלבי מיקרו אלה מציעים דיוק מופחת והופכים את פעולת מנוע הצעד לשקטה יותר במהירויות נמוכות יותר.
מנועי צעד יכולים לנהוג רק כל כך מהר, והמנוע לא רואה הבדל בין צעד מיקרו או צעד מלא. לפעולה במהירות מלאה, בדרך כלל תרצה לנהוג במנוע צעד עם שלבים מלאים. עם זאת, שימוש במיקרו-צעד דרך עקומת האצה של מנוע הצעד יכול להפחית משמעותית את הרעש והרעידות במערכת.
