خانه / آموزش / step motor چیست؟

step motor چیست؟

step motor چیست؟

یک موتور پله ای یک موتور الکتریکی بدون برس است که پالس های دیجیتال را به چرخش های شفت مکانیکی تبدیل می کند.هر چرخش یک موتور پله به تعداد مشخصی از مراحل تقسیم می شود، گاهی اوقات به اندازه 200 مرحله میباشد.موتور پله باید برای هر مرحله یک پالس جداگانه ارسال کند.موتور پله فقط می تواند یک پالس را دریافت کند و در یک زمان یک گام بگذارد و هر مرحله باید یکسان باشد.

یک موتور پله ای (stepper motor)برای دستیابی به یک موقعیت دقیق از طریق کنترل دیجیتالی مورد استفاده قرار میگیرد.این موتور با داشتن توانایی تولید گشتاور بالا با سرعت کند و حداقل لرزش,بسیار ایده آل برای برنامه هایی که نیاز به موقعیت سریع در فاصله کوتاه دارند میباشد.این موتور قادر است که موقعیت های دقیق را به راحتی ایجاد کند.آنها در انواع مختلف تجهیزات برای ایجاد زاویه دقیق و کنترل سرعت با استفاده از سیگنالهای پالسی مورد استفاده قرار میگیرند.آنها گشتاور بالا را با اجزای بهم پیوسته فراهم میکند و بسیار مناسب برای شتاب و واکنش سریع میباشند.

موقعیت دقیق در مراحل مناسب:

یک موتور پله ای با یک زاویه گام ثابت,دقیقا همانند عقربه دقیقه شمار ساعت عمل میکند که به این زاویه “زاویه پایه” گفته میشود.زاویه های پایه این موتور عبارتند از 0.36,0.72,0.9,1.8 درجه میباشند.

کنترل آسان با سیگنال های پالس:

پیکربندی یک سیستم برای موقعیت با دقت بالا در شکل زیر نشان داده شده است.زاویه چرخش و سرعت موتور با دقت فراوان توسط سیگنالهای پالس کنترل کننده,کنترل میگردد.

سیگنال پالس چیست:

سیگنال پالس یک سیگنال الکتریکی است که سطح ولتاژ آن بین ON و OFF بطور مکرر تغییر می کند.هر چرخه ON / OFF به عنوان یک پالس شمارش می شود.یک فرمان با یک پالس باعث می شود که شفت خروجی موتور به یک مرحله برسد.سطوح سیگنال مربوط به شرایط ولتاژ ON و OFF  به ترتیب H و L می باشند.

مقدار چرخش متناسب با تعداد پالس ها:

مقدار چرخش های موتور پله ای متناسب با تعداد سیگنال های پالس داده شده به درایور است.رابطه چرخش موتور پله ای و تعداد پالس ها به صورت زیر است:

سرعت به نسبت سرعت پالس:

سرعت موتور پله ای متناسب با سرعت پالس ها میباشد(فرکانس پالس ها) که به درایور داده میشود.رابطه ی بین سرعت پالس [Hz] و سرعت موتور[r/min] به صورت زیر است.

سرعت به نسبت سرعت پالس

تولید گشتاور بالا با بدنه فشرده:

موتور های پله ای با یک بدنه فشرده تولید گشتاور بالا میکنند.این ویژگی ها به این موتور ها شتاب و واکنش عالی میدهد, که به نوبه خود باعث میشود که این موتور های مناسب برای کاربری های که نیاز به گشتاور دارند باشند که موتور مکرارا باید متوقف شود و حرکت کند.

موتور خودش را در موقعیت stop نگه میدارد:

موتور پله ای حتی در حالت تعلیق نیز تولید گشتاور خود نگه دار میکند. این به این معنی است که موتور بدون یک ترمز مکانیکی میتواند در یک موقعیت نگه داشته شود.اما هنگامی که قدرت قطع می شود، گشتاور خود نگه دار موتور از بین می رود و موتور دیگر نمی تواند در موقعیت متوقف شود.و موتور در مواقعی که نیروی خارجی به آن اعمال میشود یا در حالت عمودی نمیتواند خودش را در حالت معلق نگه دارد.مانند آسانسور که باید از ترمز الکترومغناطیسی استفاده شود.

انواع موتور پله ای:

سه نوع موتور پله ای وجود دارد:آهنربای دائمی,هیبرید و مقاومت مغناطیسی متغییر.موتورهای گشتاور هیبرید بیشترین قابلیت انعطاف پذیری را ارائه می دهند و بهترین ویژگی های رله های متغیر و موتورهای قیمتی مغناطیسی دائمی را ترکیب می کنند.موتورهای هیبرید پله ای با چند قطعه استاتور و یک روتور دائمی مغناطیسی ساخته می شوند.موتور استاندارد هیبرید 200  روتور و 1.8 درجه در هر مرحله چرخش دارد.موتورهای هیبرید پله ای گشتاور با استقامت بالا و پویا را ارائه می دهند و با سرعت بسیار بالایی عمل می کنند.موتورهای هیبرید پله ای در رباتیک، کنترل حرکت، برش خودکار سیم، و حتی در تلگراف های مایع با سرعت بالا استفاده می شود.

انواع مدهای موتور پله ای:

درایوها کنترل می کند که چگونه یک موتور پله ای عمل کند، سه حالت مختلف تحریک برای موتورهای پله، مرحله کامل، نیمه گام و میکروگام وجود دارد.

FULL step:

دو نوع حالت برای full step وجود دارد:مرحله تک فاز:موتور تنها با یک فاز انرژی در یک زمان عمل می کند.این حالت نیاز به حداقل مقدار قدرت از درایور دارد.

مرحله دو فاز:  موتور با هر دو فاز که  هم زمان به انرژی وصل می شود، عمل می کند.این حالت عملکرد گشتاور و سرعت را بهبود می بخشد.دو فاز در حدود 30 تا 40 درصد گشتاور بیشتر از یک فاز را فراهم می کند، با این وجود نیاز به دو برابر قدرت درایور دارد.

HALF STEP:

مرحله half step ترکیبی از یک فاز و دو فاز مرحله full step میباشد. نتیجه ان نیمی از زاویه گام اولیه است.این زاویه گام کوچکتر به دلیل افزایش رزولوشن زاویه، عملیات نرم تر را انجام می دهد.half step حدود 15 درصد, گشتاور کمتری را نسبت به دو فاز در full step تولید می کند.

MICRO STEPPING:

برای کنترل دقیقتر و عملکرد نرم تر کاربرد دارد.Microstepping می تواند یک گام اساسی موتور را تا 256 بار تقسیم کند و گام های کوچکتر را کوچکتر کند.یک درایور میکرو از دو موج جریان در حدود 90 درجه استفاده می کند، این برای انجام کار نرم تر موتور است.با کنترل مسیر و دامنه جریان  در هر سیم پیچ، رزولوشن افزایش می یابد و ویژگی های موتور بهبود می یابد، باعث ارتعاش کمتر و عملیات نرم تر می شود.از آنجا که موجهای سینوسی با هم کار می کنند، یک انتقال صاف از یک سیم پیچ به سمت دیگر وجود دارد.

موتور های پله ای در سه پیکربندی اولیه موجود می باشند:

Universal Stepper Motor
یک موتور پله ای universal می تواند به عنوان
یک موتور پله ای دو قطبی یا  یک قطبی متصل شود.
uni-polar Stepper Motor
یک موتور پله ی تک قطبی می تواند به عنوان
یک موتور پله ای یک قطب یا دوقطبی استفاده شود.
Bipolar stepper Motor
یک موتور پله دوقطبی فقط می تواند به عنوان دو قطبی استفاده شود.

مهندسین برتر

همچنین ببینید

Floating regulator(تنظیم کننده متغییر)

Floating regulator(تنظیم کننده متغییر) Voltage Regulators رگولاتور شناور یک نوع رگولاتور ولتاژ است که بدون …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *