Il controllo a circuito chiuso del motore passo-passo con compensazione della perdita di passo è un algoritmo comune per migliorare le prestazioni dei sistemi a motore passo-passo.

In una forma diffusa di compensazione della perdita di passi, un sensore angolare o un encoder traccia la posizione del rotore del motore e gli eventuali passi mancanti. Il controllore registra quindi i propri comandi e la posizione effettiva del motore rilevata dall'encoder, convertendo i dati di posizione nel numero equivalente di passi. Quando il controllore rileva passi mancanti, attiva la correzione di posizione con passi di recupero.

Questa forma di compensazione della perdita di passo è utile quando un motore passo-passo deve erogare la massima velocità o funzionare vicino al suo carico massimo (o quando l'albero di uscita rischia di bloccarsi).

Controllo nel contesto: impedire ai motori di saltare dei passi

In un'altra configurazione senza sensori di compensazione della perdita di passo,il controllore rileva gli stalli tramite l'uso di misurazioni della forza controelettromotrice per il feedback.

In questo caso, il controllore utilizza un anello di posizione per evitare la perdita di passi dovuta a disturbi esterni tramite un anello di corrente che modifica l'input al motore... e mantiene il motore in funzione, anche sotto carico variabile.

I motori passo-passo hanno il vantaggio di funzionare in una configurazione ad anello aperto, ma i sistemi ad anello chiuso, come quelli a perdita di passo o a controllo di posizione del carico, richiedono un feedback di sistema. Ciononostante, queste configurazioni sono meno complesse e necessitano di un feedback inferiore rispetto ai sistemi basati su servomotori.

Definizioni diverse per il controllo a circuito chiuso del motore passo-passo

Si noti che alcuni produttori definiscono il controllo a circuito chiuso dei motori passo-passo come commutazione sinusoidale tramite feedback dell'encoder, per tracciare la posizione del rotore e consentire un vero controllo orientato al campo. Essi sostengono che i motori passo-passo dotati di encoder senza controllo orientato al campo (o controllo di corrente a commutazione sinusoidale) non rappresentano vere opzioni a circuito chiuso. La logica alla base di questo ragionamento è che tali sistemi possono solo tracciare la posizione del passo e non possono correggere la perdita di un passo durante il funzionamento.

Al contrario, i veri sistemi stepper a circuito chiuso possono compensare le perdite di passo. In questo caso, gli avvolgimenti del motore sono percorsi da correnti di fase sinusoidali e l'azionamento garantisce che i campi magnetici dello statore e del rotore siano complementari, in modo che l'intensità del campo fornisca il livello di coppia desiderato. Una corrente così ben dosata negli avvolgimenti permette al motore di erogare una forza costante con rumore e dissipazione di calore minimi.

Un altro modo per differenziare la compensazione della perdita di passo

In contrasto con i controlli di posizione del carico,I controlli di perdita di passo non compensano continuamente gli errori lungo tutto il profilo di movimento.

Piuttosto, il sistema intraprende azioni correttive solo se rileva dei passi persi.

La compensazione della perdita di passi è più semplice del controllo della posizione del carico. Tuttavia, quando si valuta l'opportunità di utilizzare un controllo a circuito chiuso per motori passo-passo con compensazione della perdita di passi, è importante considerare le esigenze specifiche del sistema. La perdita di passi può compromettere l'intero funzionamento di un sistema azionato da un motore passo-passo. Il grado di sensibilità di una particolare configurazione a tali guasti determinerà se valga la pena includere la compensazione della perdita di passi.

Un'ulteriore avvertenza: la compensazione della perdita di passi può correggere gli errori e fungere da assicurazione. Tuttavia, non dovrebbe essere considerata la prima linea di difesa per rendere infallibile un sistema di controllo per motori passo-passo. È preferibile adottare misure per ridurre al minimo il numero di passi persi fin dall'inizio:

1)Selezionare un motore di dimensioni adeguate.In questo caso, utilizzare fattori di sicurezza e assicurarsi che cause esterne non provochino arresti.

2)Testate sempre i sistemi per assicurarvi che non saltino alcun passaggio.Solitamente, quando un progetto di movimento salta dei passaggi, ne perde diversi e non solo uno alla volta. Un'attenta verifica e collaudo, unitamente alla compensazione della perdita di passaggi, possono portare a sistemi più stabili e affidabili.