Come funziona il controllo del motore passo-passo ad anello chiuso?

               

I motori passo-passo sono essenzialmente dispositivi ad anello aperto. Non necessitano di feedback perché ogni impulso di corrente erogato dal driver corrisponde ad un passo (o una frazione nel caso dei micropassi) del motore. In combinazione con la piccola dimensione del passo (o angolo di passo), la posizione del motore può essere determinata in modo molto preciso senza la necessità di dispositivi di feedback e schemi di controllo complessi. Allora perché aggiungere il costo e la complessità del controllo ad anello chiuso a un motore passo-passo quando ciò può essere determinato in un sistema ad anello aperto? 

I motori passo-passo possono determinare con precisione la posizione del motore solo se il motore non perde mai passo. Nel mondo reale, esistono diverse situazioni che possono causare la perdita o la perdita della sincronizzazione di un motore: ad esempio, una macchina si blocca e impedisce la rotazione dell'albero del motore. Per soddisfare queste possibilità, i motori passo-passo sono spesso sovradimensionati per gestire picchi di coppia, stalli o altre condizioni insolite che altrimenti causerebbero la perdita di passo del motore. Tuttavia, se i passaggi mancanti possono essere dannosi per l'applicazione o il processo, un'altra soluzione consiste nel far funzionare il motore passo-passo in un anello chiuso con feedback di posizione per rilevare e correggere gli errori di posizionamento. In generale, esistono tre tipi di controlli del motore passo-passo, ciascuno dei quali offre diversi livelli di controllo del posizionamento e complessità. 

Un metodo avanzato di controllo del motore passo-passo a circuito chiuso fa funzionare il motore come un motore bifase senza spazzole (BLDC). (Si noti che molti motori passo-passo hanno due fasi sfasate di 90°, mentre i motori CC senza spazzole hanno tre fasi sfasate di 120°.) Questo metodo è chiamato servomotore passo-passo o controllo motore passo-passo ad anello chiuso. Quando si controlla tramite servomotore un motore passo-passo, il driver non fornisce tutta la corrente al motore per produrre movimento, ma il feedback dell'encoder rileva la posizione dell'asse e un circuito di controllo (solitamente un circuito PID) determina la coppia esatta che l'asse deve seguire deve essere il profilo di movimento.  In altre parole, il motore è azionato da comandi di coppia e non da impulsi di corrente. 

Poiché il metodo di servocontrollo fornisce solo la corrente necessaria per ottenere la curva di movimento, è più efficiente di altri metodi di controllo a gradini. Una maggiore efficienza significa meno calore e una maggiore durata del motore. Il servocontrollo elimina inoltre i problemi di risonanza riscontrati con altri metodi di controllo, fornisce una coppia elevata a basse velocità e consente al motore di utilizzare l'intera coppia nominale senza limitazioni di coppia di stallo. Sebbene sia più complesso di un sistema ad anello aperto, l'implementazione del servocontrollo di un motore passo-passo è comunque meno impegnativo rispetto all'implementazione di un servosistema completo.

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