คุณจะเข้าใจศัพท์เฉพาะของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เมื่อได้อ่านบทความนี้!

พันขดลวดบางส่วนระหว่างจุดต่อตรงกลางของสายไฟ หรือระหว่างสายไฟสองเส้น (ในกรณีที่ไม่มีจุดต่อตรงกลาง)

มุมการหมุนของมอเตอร์ขณะไม่มีโหลด ในขณะที่เฟสที่อยู่ติดกันสองเฟสได้รับพลังงาน

อัตราของมอเตอร์สเต็ปเปอร์การเคลื่อนไหวแบบก้าวเดินอย่างต่อเนื่อง

แรงบิดสูงสุดที่เพลาสามารถทนได้โดยไม่ต้องหมุนอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่สายไฟถูกตัดการเชื่อมต่อ

แรงบิดสถิตสูงสุดที่เพลาของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เมื่อได้รับกระแสไฟฟ้าตามพิกัด จะสามารถทนทานได้โดยไม่ต้องหมุนอย่างต่อเนื่อง

อัตราพัลส์สูงสุดที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่ถูกกระตุ้นด้วยโหลดที่กำหนดสามารถสตาร์ทได้โดยไม่เกิดการไม่ซิงโครไนซ์

อัตราพัลส์สูงสุดที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่ถูกกระตุ้นซึ่งขับเคลื่อนโหลดที่กำหนดสามารถทำได้โดยไม่เกิดการไม่ซิงโครไนซ์

แรงบิดสูงสุดที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่ถูกกระตุ้นสามารถเริ่มต้นทำงานได้ที่อัตราพัลส์ที่กำหนด โดยไม่เกิดการไม่ซิงโครไนซ์

แรงบิดสูงสุดที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์ซึ่งทำงานภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดและอัตราพัลส์ที่แน่นอนสามารถทนได้โดยไม่เกิดการไม่ประสานกัน

ช่วงอัตราการเต้นของชีพจรที่มอเตอร์สเต็ปเปอร์สามารถเริ่มต้น หยุด หรือกลับทิศทางได้โดยมีการกำหนดโหลดล่วงหน้า และรักษาไว้ซึ่งการไม่ซิงโครไนซ์

แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่วัดได้คร่อมเฟสหนึ่ง เมื่อหมุนเพลาของมอเตอร์ด้วยความเร็วคงที่ 1000 รอบต่อนาที

ความแตกต่างระหว่างมุม (ตำแหน่ง) แบบบูรณาการตามทฤษฎีและตามความเป็นจริง

ความแตกต่างระหว่างมุมขั้นบันไดตามทฤษฎีและมุมขั้นบันไดจริง

ความแตกต่างระหว่างตำแหน่งหยุดสำหรับการหมุนตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา

วงจรขับกระแสคงที่แบบชอปเปอร์เป็นโหมดการขับชนิดหนึ่งที่มีประสิทธิภาพดีกว่าและใช้งานกันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน แนวคิดพื้นฐานคือการรักษาระดับกระแสของขดลวดเฟสตัวนำให้คงที่ ไม่ว่ากระแสจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ก็ตามมอเตอร์สเต็ปเปอร์อยู่ในสถานะล็อกหรือทำงานที่ความถี่ต่ำหรือสูง รูปด้านล่างเป็นแผนผังวงจรขับกระแสคงที่แบบชอปเปอร์ ซึ่งแสดงเฉพาะวงจรขับเฟสเดียว และอีกเฟสหนึ่งก็เหมือนกัน การเปิด-ปิดของขดลวดเฟสถูกควบคุมร่วมกันโดยหลอดสวิตช์ VT1 และ VT2 ตัวส่งสัญญาณของ VT2 เชื่อมต่อกับตัวต้านทานสุ่มตัวอย่าง R และแรงดันตกคร่อมบนตัวต้านทานจะเป็นสัดส่วนกับกระแส I ของขดลวดเฟส

เมื่อสัญญาณควบคุม UI มีแรงดันสูง ทั้งหลอดสวิตช์ VT1 และ VT2 จะเปิดทำงาน และแหล่งจ่ายไฟ DC จะจ่ายไฟให้กับขดลวด เนื่องจากอิทธิพลของค่าเหนี่ยวนำของขดลวด แรงดันบนตัวต้านทานสุ่มตัวอย่าง R จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อค่าแรงดัน Ua เกินกว่าค่าที่กำหนด ตัวเปรียบเทียบจะส่งสัญญาณระดับต่ำ ทำให้เกตส่งสัญญาณระดับต่ำด้วย VT1 จะถูกปิด และแหล่งจ่ายไฟ DC จะถูกปิดเช่นกัน เมื่อแรงดันบนตัวต้านทานสุ่มตัวอย่าง R น้อยกว่าแรงดัน Ua ที่กำหนด ตัวเปรียบเทียบจะส่งสัญญาณระดับสูง และเกตก็ส่งสัญญาณระดับสูงด้วย VT1 จะเปิดทำงานอีกครั้ง และแหล่งจ่ายไฟ DC จะเริ่มจ่ายไฟให้กับขดลวดอีกครั้ง วงจรนี้จะทำงานซ้ำไปเรื่อยๆ จนกระทั่งกระแสในขดลวดเฟสคงที่ที่ค่าที่กำหนดโดยแรงดัน Ua

เมื่อใช้ไดรฟ์แรงดันคงที่ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจะตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของมอเตอร์และคงที่อยู่เสมอ ไดรฟ์แรงดันคงที่นั้นง่ายกว่าและถูกกว่าไดรฟ์กระแสคงที่ ซึ่งควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้แน่ใจว่ามีกระแสไฟฟ้าคงที่จ่ายให้กับมอเตอร์ สำหรับไดรฟ์แรงดันคงที่ ความต้านทานของวงจรไดรฟ์จะจำกัดกระแสสูงสุด และความเหนี่ยวนำของมอเตอร์จะจำกัดความเร็วที่กระแสเพิ่มขึ้น ที่ความเร็วต่ำ ความต้านทานเป็นปัจจัยจำกัดในการสร้างกระแส (และแรงบิด) มอเตอร์มีแรงบิดและการควบคุมตำแหน่งที่ดีและทำงานได้อย่างราบรื่น อย่างไรก็ตาม เมื่อความเร็วของมอเตอร์เพิ่มขึ้น ความเหนี่ยวนำและเวลาในการเพิ่มขึ้นของกระแสจะเริ่มขัดขวางไม่ให้กระแสไปถึงค่าเป้าหมาย นอกจากนี้ เมื่อความเร็วของมอเตอร์เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำย้อนกลับ (Back EMF) ก็เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจะถูกใช้มากขึ้นเพื่อเอาชนะแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำย้อนกลับเท่านั้น ดังนั้น ข้อเสียหลักของไดรฟ์แรงดันคงที่คือแรงบิดที่ลดลงอย่างรวดเร็วที่ความเร็วต่ำของมอเตอร์สเต็ปเปอร์

วงจรขับมอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบไบโพลาร์แสดงในรูปที่ 2 วงจรนี้ใช้ทรานซิสเตอร์แปดตัวในการขับเฟสสองชุด วงจรขับแบบไบโพลาร์สามารถขับมอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบสี่สายหรือหกสายได้พร้อมกัน ถึงแม้ว่ามอเตอร์แบบสี่สายจะใช้ได้เฉพาะวงจรขับแบบไบโพลาร์เท่านั้น แต่ก็สามารถลดต้นทุนในการผลิตจำนวนมากได้อย่างมาก จำนวนทรานซิสเตอร์ในวงจรขับมอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบไบโพลาร์เป็นสองเท่าของวงจรขับแบบยูนิโพลาร์ โดยปกติแล้วทรานซิสเตอร์สี่ตัวล่างจะถูกขับโดยตรงจากไมโครคอนโทรลเลอร์ และทรานซิสเตอร์ตัวบนต้องใช้วงจรขับตัวบนที่มีราคาสูงกว่า ทรานซิสเตอร์ในวงจรขับแบบไบโพลาร์ต้องการเพียงแค่รับแรงดันไฟของมอเตอร์เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีวงจรหน่วงแรงดันเหมือนกับวงจรขับแบบยูนิโพลาร์

 

วงจรขับมอเตอร์สเต็ปปิ้งที่ใช้กันทั่วไปมีสองแบบ คือ แบบขั้วเดียวและแบบสองขั้ว วงจรขับแบบขั้วเดียวใช้ทรานซิสเตอร์สี่ตัวในการขับเฟสสองชุดของมอเตอร์สเต็ปปิ้ง โครงสร้างขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ประกอบด้วยขดลวดสองชุดที่มีจุดต่อกลาง (จุดต่อกลางของขดลวด AC คือ O และขดลวด BD คือ m) และมอเตอร์ทั้งหมดมีสายไฟทั้งหมดหกเส้นที่ต่อภายนอก ด้าน AC ไม่ควรจ่ายไฟ (ด้าน BD) มิฉะนั้นฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดทั้งสองบนขั้วแม่เหล็กจะหักล้างกัน ทำให้เกิดการสิ้นเปลืองทองแดงของขดลวดเท่านั้น เนื่องจากในความเป็นจริงแล้วมีเพียงสองเฟส (ขดลวด AC เป็นหนึ่งเฟส ขดลวด BD เป็นหนึ่งเฟส) ดังนั้นคำกล่าวที่ถูกต้องควรเป็นมอเตอร์สเต็ปปิ้งแบบสองเฟสหกสาย (แน่นอนว่าตอนนี้มีห้าสายแล้ว เพราะต่อกับสายไฟสองเส้น)

ระบบไฟฟ้าแบบเฟสเดียว ใช้ขดลวดจ่ายไฟเพียงเฟสเดียว สลับกระแสเฟสตามลำดับเพื่อสร้างมุมการหมุน (เครื่องจักรไฟฟ้าต่างชนิดกัน มุมการหมุน 18 องศา 15 องศา 7.5 องศา 5 องศา มอเตอร์ผสม 1.8 องศา และ 0.9 องศา โดยอ้างอิงจาก 1.8 องศา วิธีการกระตุ้นนี้จะทำให้มุมการหมุนตอบสนองเมื่อแต่ละพัลส์มาถึง หากความถี่สูงเกินไป อาจทำให้เกิดความผิดพลาดได้ง่าย)

การกระตุ้นแบบสองเฟส: กระแสหมุนเวียนพร้อมกันสองเฟส โดยใช้วิธีการสลับกระแสเฟสทีละเฟส มุมการเปลี่ยนแปลงความเข้มของเฟสที่สองคือ 1.8 องศา กระแสรวมของทั้งสองเฟสเป็น 2 เท่า และความถี่เริ่มต้นสูงสุดที่เพิ่มขึ้น สามารถให้ความเร็วสูง ประสิทธิภาพเพิ่มเติม และประสิทธิภาพสูงเกินคาด

การกระตุ้นแบบ 1-2: วิธีนี้คือการสลับการกระตุ้นแบบเฟสอิน การกระตุ้นแบบสองเฟส และกระแสเริ่มต้น โดยแต่ละแบบจะสลับกันไปเรื่อยๆ ทำให้มุมการสลับอยู่ที่ 0.9 องศา กระแสกระตุ้นสูง และประสิทธิภาพการทำงานเกินกำลังดี ความถี่เริ่มต้นสูงสุดก็สูงเช่นกัน โดยทั่วไปเรียกว่าการขับเคลื่อนแบบกระตุ้นครึ่งทาง