11. Krokový motor a chopper
Krokový motor se od ostatních liší v jedné zásadní věci: nemá zpětnou vazbu. Poručíš krok a věříš, že ho udělal. Aby to platilo, musí v každém okamžiku téct plný jmenovitý proud — a právě to je problém.
Proč se nedá napájet napětím
Typický NEMA 23: R = 0,9 Ω, jmenovitý proud 2,8 A. „Jmenovité napětí" by tedy bylo I·R = 2,5 V. Jenže vinutí má L = 3,8 mH, takže časová konstanta je L/R = 4,2 ms.
Při 2,5 V trvá náběh proudu na 95 % asi 12 ms. Na 200 kroků za sekundu má krok 5 ms — proud by se nestihl ani z poloviny. Motor by při pár desítkách kroků za sekundu prostě přestal mít moment.
Řešení: vysoké napětí a chopper
Napájí se z mnohonásobně vyššího napětí — 24, 48 nebo i 80 V — a proud se hlídá: jakmile dosáhne žádané hodnoty, spínač se rozepne a nechá ho klesnout; pak zase sepne. Tomu se říká chopper a je to proudový regulátor s hysterezí.
Rychlý a pomalý rozpad
Když chopper proud „pustí", má na výběr:
- Pomalý rozpad — vinutí se zkratuje samo na sebe (oba dolní spínače). Napětí na něm je skoro nula, proud klesá pomalu podle I·R/L. Malé zvlnění, tiché.
- Rychlý rozpad — na vinutí se přiloží obrácené napětí sběrnice. Proud klesá prudce. Velké zvlnění, hlučné, ale nutné při mikrokrokování, kde proud musí umět i klesat podle sinusovky.
Dobré budiče používají smíšený rozpad: nejdřív kus rychlého, pak pomalý. Tím se kompromis nastaví.