La chiave sta nell'aggiungere rotori e statori impilati, ma è necessario convivere con un motore fisicamente più lungo.

I motori passo-passo forniscono un controllo accurato della posizione senza la necessità di feedback, tradizionalmente negli schemi di controllo ad anello aperto. L'albero di un motore passo-passo esegue normalmente movimenti angolari discreti di entità essenzialmente uniforme quando è azionato da un alimentatore CC. Un impulso digitale provoca un incremento del movimento angolare per il motore passo-passo. All'aumentare degli impulsi digitali, il motore passo-passo ruota. Un numero specifico di impulsi sposta il motore in una posizione esatta.

I motori passo-passo sono la tecnologia preferita per molte applicazioni di controllo del movimento grazie al loro funzionamento semplicistico, all'eccellente posizionamento e al basso costo. Se utilizzati come dispositivi ad anello aperto, i motori passo-passo sono i migliori in applicazioni con velocità inferiori, carichi ben definiti e movimenti ripetitivi. SH: dimensioni del telaio

La National Electric Manufacturers Association (NEMA) ha stabilito la standardizzazione delle dimensioni del telaio per rendere più semplici le scelte intelligenti tra le diverse dimensioni del motore. I motori passo-passo sono classificati in base alla dimensione del telaio, ad esempio "dimensione 11" o "dimensione 23". I numeri delle dimensioni del telaio indicano le dimensioni della piastra frontale del motore. Un motore passo-passo di dimensione 11, ad esempio, ha un diametro di 1,1 × 1,1 pollici. mentre il frontalino di un motore passo-passo di dimensione 23 misura circa 2,3 × 2,3 pollici. (56,4 × 56,4 millimetri).

Gli standard NEMA consentono agli utenti di passare da un produttore di motori passo-passo a un altro senza dover modificare in modo significativo staffe di montaggio, giunti e altri componenti di montaggio. Tuttavia, due motori con la stessa dimensione NEMA ma di produttori diversi potrebbero comunque differire leggermente. La lunghezza dell'albero e la presenza di una superficie piana da utilizzare con le viti di fissaggio variano a seconda dei fornitori. Inoltre, gli standard NEMA non determinano le caratteristiche elettriche come il numero di conduttori o l'impedenza dell'avvolgimento. Considera attentamente tutte le specifiche prima di acquistare motori passo-passo da un altro produttore.

I motori passo-passo con dimensioni 8, 11 e 14 sono ideali per applicazioni in cui lo spazio è fondamentale, come dispositivi medici, apparecchiature di automazione di laboratorio, stampanti, bancomat, apparecchiature di sorveglianza ed elettronica di consumo. I motori passo-passo di dimensioni maggiori vengono spesso utilizzati in applicazioni industriali come macchinari per l'imballaggio, apparecchiature di test e misurazione, macchinari di assemblaggio, apparecchiature per la fabbricazione di semiconduttori e apparecchiature per la movimentazione dei materiali.

I motori passo-passo di dimensioni più grandi creano una coppia maggiore rispetto ai motori di dimensioni più piccole. Sebbene aumentino la coppia, questi motori più grandi non sempre si adattano allo spazio limitato di un'applicazione. Tuttavia, se il limite di spazio principale è il diametro del motore, gli ingegneri possono aumentare la coppia del motore passo-passo all'interno di una determinata dimensione del telaio aumentando la lunghezza del motore. Per costruire un motore passo-passo con una coppia più elevata, diverse sezioni di rotore e statore vengono “impilate” insieme, da qui la maggiore lunghezza. Il motore passo-passo genera più coppia a scapito di essere più lungo, ma non più largo o più alto. L'effetto della lunghezza dello stack nei motori di taglia 17 può essere visto nell'immagine vicina.

La tabella qui mostra le specifiche tipiche della coppia di tenuta (in unità di Newton-metri) per motori di diverse dimensioni di telaio e lunghezze di stack. Le diverse lunghezze di stack all'interno di una stessa dimensione del telaio offrono flessibilità ai progettisti nella scelta dei motori per un'applicazione. A volte è disponibile spazio per un motore più lungo, mentre altre volte è vantaggioso utilizzare un motore più corto con un telaio più grande.

I motori passo-passo a coppia ultraelevata rappresentano un altro modo per aumentare efficacemente la coppia all'interno di una determinata dimensione del telaio. Possono aumentare la coppia di tenuta dal 25 al 45% in un motore passo-passo di dimensioni identiche a un motore convenzionale. Pertanto, i motori passo-passo a coppia ultraelevata evitano la necessità di specificare dimensioni del telaio più grandi per ottenere una coppia sufficiente per un'applicazione.

Un design magnetico migliorato consente a questi motori passo-passo di produrre una coppia maggiore in base alla variazione della permeabilità magnetica creata dai denti del rotore e dello statore. L'aggiunta di magneti in terre rare tra i denti migliora la variazione della permeabilità magnetica.

Ad esempio, un motore passo-passo convenzionale di dimensione 34 può produrre 5,9 Nm di coppia di tenuta. La versione a coppia ultraelevata dello stesso motore produce fino a 9 Nm di coppia di tenuta. Affinché un motore convenzionale raggiunga la stessa coppia nominale sarebbe necessario un motore più lungo del 31%.

Sebbene la coppia e la velocità del motore siano fattori critici nella scelta del miglior motore passo-passo per un'applicazione, non trascurare l'importanza delle dimensioni, della lunghezza e del tipo del telaio del motore. Un motore troppo grande può sprecare denaro o generare troppo calore. Un motore troppo piccolo potrebbe non fornire una coppia sufficiente per un controllo affidabile del movimento. Considera la lunghezza dello stack e i design dei motori a coppia ultraelevata per aumentare la coppia quando non è possibile passare a un telaio di dimensioni maggiori. E in caso di dubbi, è sempre una buona idea discutere le migliori opzioni per la tua applicazione con il tuo fornitore di motori.