Wat is een stappenmotor?
Een stappenmotor is een elektrisch apparaat dat de volledige rotatie van de motor verdeelt in afzonderlijke delen die stappen worden genoemd. Over het algemeen zijn deze motoren borstelloos om een synchrone rotatie te vergemakkelijken en werken zonder de invoer van een externe bron op het tandwiel zelf. Ze werken via het gebruik van elektromagneten die op verschillende locaties rond de schacht zijn gerangschikt, elk met tanden gegraveerd. Deze tanden komen overeen met de tanden die op het tandwiel zelf zijn geplaatst. Terwijl het tandwiel roteert, komt één sectie overeen met de tanden van de eerste elektromagneet, waarbij de tanden van de andere elektromagneten worden gecompenseerd en deze actie wordt herhaald terwijl deze roteert.
Het algemene principe van stappenmotoren is om elke rotatie in een specifieke fase te degraderen. Elke stappenmotorfase wordt geregeld door de elektromagneet in een herhaald patroon in en uit te schakelen. Dit betekent dat, in tegenstelling tot gelijkstroommotoren (DC) die borstels gebruiken en worden geregeld door spanning, stappenmotoren alleen op de as zelf hoeven te worden opgeladen.
Er bestaan drie soorten stappenmotorbesturingsmechanismen binnen het ontwerp van het apparaat. Eén formaat gebruikt een permanente magneet in de rotor om de elektromagneten te regelen door aantrekking en afstoting op het tandwiel te creëren. Anderen gebruiken een magnetische controle op de as zelf en trekken het tandwiel in wezen in de richting van de as op de tegenovergestelde manier van het vorige formaat. Nog een ander ontwerp is een combinatietechniek, die magnetische reacties van zowel het tandwiel als de as gebruikt.
Sommige van de negatieve eigenschappen van stappenmotoren maken ze zeer uniek op het gebied van motion control. Ten eerste heeft een stappenmotoraandrijving een constante stroombron nodig om te werken. Bovendien betekent de fysica van het apparaat dat naarmate de snelheid van de versnelling toeneemt, het werkelijke koppel afneemt. Dit creëert een situatie waarin de motor begint te trillen, die alleen kan worden geregeld door een demper aan de as zelf toe te voegen. Een manier om dit algemene effect te verminderen is door meer elektromagneten aan het systeem toe te voegen, waardoor het aantal stappen toeneemt en de trillingen afnemen.
Het merendeel van de moderne stappenmotoren wordt bestuurd via een computersysteem, dat de juiste positionering behoudt door middel van digitale opdrachten. Ze kunnen veel kleiner worden ontworpen dan DC-motoren, vanwege het gebrek aan spanningsbehoeften op de versnelling zelf. Voorbeelden van kleine stappenmotoren die in moderne apparatuur worden gebruikt, zijn die in compact disc-drives, computerprinters en andere precisiegestuurde apparaten die kleine gedetailleerde acties vereisen om goed te functioneren.