مقاله ای به شما امکان می دهد موتورهای پله ای را درک کنید

موتور پله ای که به عنوان موتور پالس نیز شناخته می شود، نوعی موتور القایی است که دانش حرفه ای زیادی مانند ماشین آلات، موتور، الکترونیک و کامپیوتر را در بر می گیرد.موتور پله ای به عنوان یک محرک، یکی از محصولات کلیدی مکاترونیک است و به طور گسترده در سیستم های کنترل اتوماسیون مختلف استفاده می شود.با پیشرفت میکروالکترونیک و فناوری کامپیوتر، تقاضا برای موتورهای پله ای روز به روز در حال افزایش است و از آنها در زمینه های مختلف اقتصادی ملی استفاده می شود.

استپر موتور چیست

آ استپر موتور محرکی است که پالس های الکتریکی را به جابجایی زاویه ای تبدیل می کند.سیگنال های پالس الکتریکی را به جابجایی زاویه ای یا جابجایی خطی تبدیل می کند و محرک اصلی در سیستم های کنترل برنامه های دیجیتال مدرن است و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

سیستم کنترل استپر موتور از سه بخش تشکیل شده است: کنترل کننده استپر موتور، درایور استپر موتور و استپر موتور.کنترل کننده استپر موتور مرکز فرمان است که پالس های سیگنال را به درایور استپر موتور می فرستد و درایور استپر موتور را دریافت می کند هنگامی که پالس سیگنال به یک پالس الکتریکی تبدیل می شود، موتور پله ای رانده می شود تا بچرخد.هر بار که کنترل کننده یک پالس سیگنال ارسال می کند، استپر موتور با یک زاویه می چرخد ​​و چرخش آن گام به گام با زاویه ثابت انجام می شود.کنترل‌کننده می‌تواند زاویه چرخش موتور پله‌ای را با کنترل تعداد پالس‌ها کنترل کند تا به موقعیت‌یابی دقیق دست یابد.سرعت چرخش استپر موتور دقیقاً با کنترل فرکانس پالس کنترل می شود.

ساختار و اصل کار موتور پله ای

معمولا روتور موتور یک آهنربای دائمی است.هنگامی که جریان از سیم پیچ استاتور عبور می کند، سیم پیچ استاتور یک میدان مغناطیسی برداری تولید می کند.میدان مغناطیسی روتور را به سمت چرخش در یک زاویه سوق می دهد، به طوری که جهت یک جفت میدان مغناطیسی روتور با جهت میدان مغناطیسی استاتور سازگار است.هنگامی که میدان مغناطیسی برداری استاتور یک زاویه می چرخد.روتور نیز با این میدان مغناطیسی زاویه می‌چرخاند.

هر بار که یک پالس الکتریکی وارد می شود، موتور یک زاویه می چرخد ​​و یک پله پیش می رود.جابجایی زاویه ای خروجی آن متناسب با تعداد پالس های ورودی است و سرعت چرخش متناسب با فرکانس پالس است.ترتیب روشن شدن سیم پیچ ها را تغییر دهید و موتور معکوس می شود.بنابراین، چرخش استپر موتور را می توان با کنترل تعداد پالس ها، فرکانس و ترتیب انرژی هر یک از سیم پیچ های فاز موتور کنترل کرد.

اصل استپر موتور

وقتی که موتور پله ای جریان تحریک سیم پیچ استاتور را یک بار سوئیچ می کند، روتور در یک زاویه ثابت می چرخد ​​که به آن زاویه گام می گوییم.زاویه گام به طور کلی توسط گشتاور دورانی تولید شده توسط جریان فاز سوئیچ شده به دست می آید، بنابراین تعداد قطب ها در هر فاز باید زوج باشد.موتورهای پله ای معمولا بیش از دو فاز هستند و البته تکفاز خاصی نیز وجود دارد موتورهای پله ای تنها با یک سیم پیچاگرچه تک فاز است، اما در واقع جهت شار مغناطیسی تولید شده توسط یک سیم پیچ است که به طور متناوب معکوس می شود تا روتور را به چرخش سوق دهد.البته در عملکرد واقعی ما تعداد فازهای استپر موتور عملی تکفاز، دوفاز، سه فاز، چهارفاز و پنج فاز می باشد.

عوامل تعیین کننده زاویه استپر موتور

هر چه بالاتر باشد وضوح موتور پله ای (تعداد مراحل در هر دور، 360 درجه تقسیم بر زاویه گام)، دقت موقعیت بالاتر است.برای به دست آوردن وضوح بالا، تعداد قطب ها باید بیشتر طراحی شود.روتور نوع PM دارای قطب های N و S است که به طور متناوب در سطح بیرونی هسته روتور در فواصل مساوی قرار می گیرند.تعداد قطب های روتور مجموع تعداد قطب های N و قطب های S است.برای ساده‌تر شدن توضیح، تعداد جفت قطب‌ها 1 در نظر گرفته می‌شود. در اینجا مشخص می‌شود که زاویه پله θs موتور پله‌ای که روتور آن آهنربای دائمی است با فرمول زیر بیان می‌شود، که در آن Nr تعداد روتور است. جفت قطب، P تعداد فازهای استاتور است،

θs=180 درجه/PNr

معنای فیزیکی فرمول فوق به شرح زیر است: زاویه مکانیکی برای یک دور چرخش روتور 360 درجه است.اگر از قطب شماره 2Nr برای حذف آن استفاده شود، معادل زاویه مکانیکی اشغال شده توسط یک قطب است که 180 درجه / Nr است.یعنی زاویه مکانیکی یک قطب بر تعداد فازهای استاتور تقسیم می شود تا زاویه گام به دست آید.این مفهوم در شکل زیر نشان داده شده است.

از فرمول θs=180°/PNr می توان دریافت که هر چه زاویه پله کوچکتر باشد، وضوح بالاتری دارد، بنابراین برای بهبود وضوح موتور پله ای باید تعداد جفت قطب های روتور را افزایش داد یا از یک فرمول چند فازی با فازهای بیشتر استاتور روش P.با این حال، افزایش Nr با ماشین کاری محدود می شود، بنابراین برای ساخت یک موتور پله ای با وضوح بالا، باید از دو روش با هم استفاده شود.

طبقه بندی موتور پله ای

بهترین موتور پله ای می تواند گشتاور مورد نیاز شما را ارائه دهد و در عین حال به اندازه کافی سریع باشد. من بهترین انتخاب هایم را بسته به دسته موتور پله ای به شما می گویم:

موتورهای پله ای هیبریدی

موتورهای حلقه بسته

موتورهای پله ای گیربکس

موتورهای پله ای PM

موتورهای پله ای ویژه

ویدئویی از استپر موتور