المشاهدات: 9 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 16-05-2023 المنشأ: موقع
في هذه المقالة، سنغطي أساسيات المحركات السائر.سوف تتعرف على مبدأ العمل وطريقة التحكم والاستخدام وأنواع محركات السائر.
محرك السائر هو محرك كهربائي ميزته الرئيسية هي أن عموده يدور عن طريق أداء خطوات، أي عن طريق التحرك بمقدار ثابت من الدرجات.يتم الحصول على هذه الميزة بفضل الهيكل الداخلي للمحرك، وتسمح بمعرفة الموضع الزاوي الدقيق للعمود ببساطة عن طريق حساب الخطوات التي تم تنفيذها، دون الحاجة إلى جهاز استشعار.هذه الميزة أيضًا تجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
كما هو الحال مع جميع المحركات الكهربائية، تحتوي المحركات السائر على جزء ثابت (الجزء الثابت) وجزء متحرك (الدوار).يوجد في الجزء الثابت أسنان يتم توصيل الملفات عليها، بينما يكون الجزء المتحرك إما مغناطيسًا دائمًا أو قلبًا حديديًا متغير الممانعة.سوف نتعمق أكثر في الهياكل الدوارة المختلفة لاحقًا.مبدأ العمل الأساسي للمحرك السائر هو ما يلي: من خلال تنشيط واحد أو أكثر من أطوار الجزء الثابت، يتم إنشاء مجال مغناطيسي بواسطة التيار المتدفق في الملف ويتوافق الجزء الدوار مع هذا المجال.من خلال توفير مراحل مختلفة بالتسلسل، يمكن تدوير الدوار بمقدار محدد للوصول إلى الموضع النهائي المطلوب.
هناك محركات مختلفة متوفرة في السوق، والتي تعرض ميزات مختلفة لتطبيقات محددة.وتشمل أهم الخصائص واجهة الإدخال.الخيارات الأكثر شيوعًا هي:
الخطوة/الاتجاه - عن طريق إرسال نبضة على دبوس الخطوة، يقوم السائق بتغيير مخرجاته بحيث يقوم المحرك بتنفيذ خطوة، ويتم تحديد اتجاهها من خلال المستوى الموجود على دبوس الاتجاه.
الطور/التمكين - لكل مرحلة من مراحل لف الجزء الثابت، تحدد الطور الاتجاه الحالي وتقوم بتشغيل التمكين إذا تم تنشيط الطور.
PWM - يتحكم مباشرة في إشارات البوابة الخاصة بـ FETs ذات الجانب المنخفض والعالي.
ميزة أخرى مهمة لمشغل المحرك السائر هي أنه قادر فقط على التحكم في الجهد عبر الملف، أو أيضًا التيار المتدفق من خلاله:
مع التحكم في الجهد، يقوم السائق فقط بتنظيم الجهد عبر الملف.يعتمد عزم الدوران الذي تم تطويره والسرعة التي يتم بها تنفيذ الخطوات فقط على خصائص المحرك والحمل.
تعد محركات التحكم الحالية أكثر تقدمًا، لأنها تنظم التدفق الحالي عبر الملف النشط من أجل التحكم بشكل أفضل في عزم الدوران الناتج، وبالتالي السلوك الديناميكي للنظام بأكمله.
يتكون الجزء الثابت من محرك السائر التفاعلي من صفائح فولاذية من السيليكون، ويتم لف القطبين المغناطيسيين المعاكسين بنفس اللف مع اتجاهات لف مختلفة.عند تنشيطه، يتم تشكيل زوج من الأقطاب N وS، ولا يوجد أي لف في دوار المحرك.دوار المحرك مصنوع من مادة مغناطيسية ناعمة.هناك العديد من الأسنان الصغيرة بنفس الحجم ونفس التباعد على السطح الخارجي لعمود الجزء الدوار والسطح الداخلي لعمود الجزء الثابت.القوة الكهرومغناطيسية هي القوة الدافعة لتحرك محرك السائر التفاعلي.تحت تأثير القوة الكهرومغناطيسية، سيتحرك الدوار إلى موضع أقصى نفاذية مغناطيسية (أو أدنى مقاومة مغناطيسية) ويكون في حالة متوازنة.
مادة دوار محرك السائر ذو المغناطيس الدائم هي مغناطيسية دائمة، وعدد أقطاب الدوار والجزء الثابت هو نفسه، وعزم دوران الخرج للمحرك كبير، وزاوية الخطوة كبيرة نسبيًا، ولكن أداء العمل جيد.
هيكل الجزء الثابت لمحرك السائر الهجين هو نفس هيكل محرك السائر التفاعلي.ينقسم الدوار إلى قسمين في الاتجاه المحوري.يتم توزيع نفس العدد والحجم من الأسنان الصغيرة بالتساوي في الاتجاه المحيطي للنواة الحديدية للقسمين، ولكنها في غير مكانها بمقدار نصف درجة السن.يتم وضع مغناطيس دائم في منتصف القلبين الحديديين، بحيث يكون القلب الحديدي عند أحد طرفي الجزء المتحرك هو القطب N والقلب الحديدي في الطرف الآخر هو القطب S، كما هو موضح في الشكل 1.1.تظل أقطاب N وS للعضو الدوار دون تغيير، ويتم تحقيق التغيير المتسلسل لأقطاب N وS للأقطاب المغناطيسية للجزء الثابت من خلال التحكم في تيار لف الجزء الثابت، ويتم إنشاء قوة مقابلة على القطبين N وS للدوار لدفع الدوار للدوران كما هو مطلوب.نظرًا لأن المجال المغناطيسي الدائم لدوار محرك السائر الهجين يولد أيضًا جزءًا من عزم الدوران، فهو أكبر من عزم الدوران الناتج عن المجال المغناطيسي للجزء الثابت لمحرك السائر التفاعلي.
إن اختيار محرك متدرج لـ CNC يتعلق بفهم متطلبات عزم الدوران وRPM (السرعة).
سيكون أفضل محرك متدرج قادرًا على توفير عزم الدوران المطلوب بينما يكون سريعًا بدرجة كافية أيضًا. سأخبرك بأفضل اختياراتي اعتمادًا على فئة المحرك المتدرج:
الآن بعد أن فهمنا مبادئ عمل المحركات السائرة، من المفيد تلخيص إيجابياتها وسلبياتها مقارنة بأنواع المحركات الأخرى.
محركات السائر هي محركات كهربائية تقوم بتحويل النبضات الكهربائية إلى حركات ميكانيكية دقيقة، مما يجعلها حلاً مثاليًا للعديد من التطبيقات الطبية.غالبًا ما تتطلب الأجهزة والمعدات الطبية تحديد المواقع بدقة عالية، وضوضاء منخفضة، وقدرات عزم دوران عالية، وكل ذلك يمكن تحقيقه باستخدام محركات السائر.
إحدى الفوائد الأساسية لمحركات السائر هي قدرتها على توفير حركات دقيقة ودقيقة.وهذا يجعلها خيارًا ممتازًا للتطبيقات الطبية مثل الروبوتات الجراحية، ومضخات التسريب، والماسحات الضوئية المقطعية، حيث يمكن أن تؤدي الانحرافات الصغيرة عن المسار أو الموضع المقصود إلى عواقب وخيمة.يمكن أيضًا برمجة محركات السائر لتوفير حركة سلسة ومضبوطة، وهو أمر ضروري في العمليات الجراحية والتصوير الطبي.لا يتراكم خطأ النسبة المئوية أثناء دوران المحرك.
1. إنها قادرة على العمل بنطاق واسع من السرعات، بما في ذلك السرعات البطيئة جدًا دون تقليل التروس.
2. يوفر المحرك المتدرج استجابة ممتازة أثناء وضع التشغيل والإيقاف والعكس.
3. إنها موثوقة للغاية حيث لا يتم استخدام أي فرش أو مبدل التيار.يعتمد وقت حياتها على عمر المحمل.
4. دائرة التحكم في محرك السائر بسيطة ومنخفضة التكلفة.يتم استخدامه بشكل أساسي لتطبيقات الطاقة المنخفضة. عدد مراحل محرك السائر: يشير إلى عدد مجموعات الملفات داخل المحرك.حاليا، يتم استخدام مرحلتين وثلاث مراحل بشكل شائع.
1. زاوية الخطوة: المقابلة لإشارة النبض، الإزاحة الزاوية لدوار المحرك.
المعلمات الكهربائية: التيار، المقاومة، الحث.
عزم الدوران القابضة: يشير إلى اللحظة التي يتم فيها تنشيط المحرك السائر ولكن لا يدور، ويقوم الجزء الثابت بقفل الدوار.
2. عزم الدوران لتحديد المواقع: عزم دوران قفل دوار المحرك نفسه عندما لا يتم تشغيل المحرك.
3. خصائص تردد عزم الدوران: منحنى العلاقة بين عزم الدوران الناتج والتردد أثناء تشغيل المحرك المقاس تحت ظروف اختبار معينة.
أولاً، يتم استخدام المحرك المتدرج بشكل أساسي في بعض المناسبات التي تتطلب تحديد المواقع، مثل: سحب طاولة قطع الأسلاك، وطاولة آلة الخصل (تحديد موضع المسام)، وآلة التغليف (طول ثابت)، بشكل أساسي جميع المناسبات التي تتضمن تحديد المواقع تستخدمه.
ثانيًا، يتم استخدامه على نطاق واسع في الطابعات ثلاثية الأبعاد، ومعدات المراقبة، والأقفال الذكية، ومحللات الدم، والمجاهر الذكية، واختبارات الرؤية وغيرها من المجالات، ومناسب بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا مستقرًا، وانخفاض مستوى الضجيج، والاستجابة السريعة، وعمر الخدمة الطويل، وعزم دوران الإخراج العالي .
ثالثًا، تُستخدم المحركات المتدرجة على نطاق واسع في آلات ومعدات النسيج مثل آلات التطريز المحوسبة.خصائص هذا النوع من المحركات المتدرجة هي أن عزم الدوران ليس مرتفعًا، وسرعة الاستجابة لبدء التشغيل المتكررة سريعة، وضوضاء التشغيل منخفضة، والتشغيل مستقر، وأداء التحكم جيد.، تكلفة الجهاز كله منخفضة.
احتياطات تطبيق محرك السائر:
1. يتم استخدام المحرك المتدرج في المناسبات منخفضة السرعة --- لا تتجاوز السرعة 1000 دورة في الدقيقة (6666PPS عند 0.9 درجة)، ويفضل أن يكون بين 1000-3000PPS (0.9 درجة)، ويمكن أن يكون تستخدم هنا عن طريق جهاز التباطؤ.في هذا الوقت، يتمتع المحرك بكفاءة عمل عالية وضوضاء منخفضة.
2. من الأفضل عدم استخدام المحرك المتدرج في حالة الخطوة الكاملة، ويكون الاهتزاز كبيرًا في حالة الخطوة الكاملة.
3. بالنسبة للأحمال ذات عزم القصور الذاتي الكبير، يجب اختيار محرك ذو حجم إطار كبير.
4. عندما يكون المحرك بسرعة أعلى أو حمل كبير بالقصور الذاتي، فهذا جين.
