استپر موتور
استپر موتور چیست؟
استپر موتور Stepper motor نوعی موتور الکتریکی است که روتور با درجه خاصی می چرخد. تعداد سیم پیچی های استاتور میزان چرخش استپر موتور را در هرگام مشخص می کند. به عبارت دیگر استپر موتورها نوعی موتور Dc بدون جاروبک نیز می باشند که چرخش روتور آن پیوسته نمی باشد.
معرفی نحوه عملکرد استپر موتور
یک استپر موتور به گونه ای طراحی شده است که یک چرخش کامل را با چرخش های کوچک ( گام های کوچک تر) انجام دهد. استاتور و روتور به صورت دندانه دار طراحی و ساخته می شوند. هریک از فازهای استاتور بوسیله جریان مجزا تغذیه می شود. فازهای استاتور به طور کامل از یکدیگر عایق می شوند. با مغناطیسه شدن هریک از فاز ها روتور در راستای فاز قرار گرفته و با جابجایی فاز روتور می چرخد.
در شکل زیر مراحل جریان دهی استاتور و چرخش روتور را نشان می دهد. در این شکل روتور به صورت یک آهنربا نشان داده شده است و استاتور به صورت سیم پیچ های A وB هستند که با تغییر نحوه جریان دهی به استپر موتور چرخش روتور تعیین می شود.
موارد استفاده استپر موتور
موتورهای Stepper کاربردهای گسترده‌ای در صنایع و رشته‌های متعدد دارند و برخی از کاربردهای رایج آن عبارتند از:
- رباتیک
- دوربین
- چاپ از جمله در چاپگر سه‌بعدی
- اتوماسیون فرآیند و ماشین‌آلات بسته‌بندی
- موقعیت یابی مراحل آزمایشی شیر برای سیستم‌های کنترل سیال
- تجهیزات موقعیت دقیق
رایج ترین موارد استفاده از استپر موتور در دستگاه پرینتر سه بعدی و دستگاه سی ان سی است.
انواع استپر موتور یا Stepper motor
عملکرد موتور پله‌ای – هم از نظر وضوح ( یا اندازه گام ), سرعت و گشتاور – تحت‌تاثیر جزییات طراحی وساخت آن است , که در عین حال ممکن است بر چگونگی کنترل موتور تاثیر بگذارد. در حقیقت , همه موتورهای پله‌ای یک ساختار داخلی یک‌سان دارند، ولی برای روتور و پیکربندی استاتور متفاوتی وجود دارند
مشخصات و اجزا استپرها
مهم ترین مشخصه های استپر موتور گشتاور و سرعت آن می باشد. اجزای آن نیز به شرح زیر است:
روتور
برای استپرموتورها سه نوع روتور وجود دارد. که در ادامه هریک از آنها شرح داده شده است.
1- روتور مغناطیس دایم
روتورآهنربای دایم با میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط مدار استاتور همخوانی دارد
مزایای روتور مغناطیس دایم
- گشتاور خوب و ثابت
معایت روتور مغناطیس دایم
- سرعت کم تر
- رزولوشن کمتر
2- روتور با رلوکتانس متغیر
روتور از یک هسته آهنی ساخته شده است که به علت شکل خاص روتور، با میدان مغناطیسی ایجاد شده همراستا می شود.
مزایای روتور با رلوکتانس متغیر
- دقت بالاتر
- سرعت بالاتر
معایب روتور با رلوکتانس متغیر
- گشتاور پایین تر
3- روتور ترکیبی
ساختار این نوع روتور خاص می باشد زیرا روتور ترکیبی از مغناطیس دایم و رلوکتانس متغیر می باشد. این ساختار به روتور اجازه می دهد که مزایای هردو روتور را داشته باشد. در عین حال داشتن همه این ویژگی ها در کنار یکدیگر ساختار پیچیده تری برای موتور در پی دارد.
مزایای روتور ترکیبی
- سرعت بالاتر
- دقت بالاتر
- گشتاور بالا
معایب روتور ترکیبی
- هزینه بر
استاتور
روتور بخشی از الکتروموتور می باشد که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی را برعهده دارد. که در نهایت روتور با این میدان همراستا می شود. ساختار یک استاتور از تعدادی فاز و قطب تشکیل شده است.رایج ترین استپرموتورها با استاتور دو فاز هستند.
مزایای استپر موتور
- زاویه چرخش متناسب با پالس‌های ورودی است
- چرخش همزمان با سرعت بسیار کم
- قابل اعتماد به دلیل عدم وجود brush
- گستره وسیعی از سرعت به علت متناسب بودن سرعت و فرکانس ورودی
- سرعت پایین با دقت بالا
معایب استپر موتور
- هیچ سیستم بازخورد وجود ندارد .
- راندمان پایین دارد.
- ممکن است صدای زیادی تولید کند .
- کار کردن با سرعت بسیار بالا دشوار است .
- برای حرکت نرم ، گام کوچک مورد نیاز است .
اشتباهات رایج در استپر موتورها
انتخاب براساس گشتاور
بدیهی است که با افزایش سرعت میزان گشتاور در موتور کاهش می یابد. برخی از اشتباهات رایج بدین صورت می باشد که کاربرد گشتاور مورد نیاز خود را محاسبه کرده و استپر موتور را براساس گشتاور محاسبه شده انتخاب می نماید این درحالی است که با سرعت گرفتن استپر موتور میزان گشتاور افت می کند.
بنابراین هنگام خرید استپر موتور ابتدا به نمودار گشتاور- سرعت مراجعه کرده و میزان گشتاور مورد نیاز خود را در سرعت خاصی که مد نظر شماست بیابید سپس استپر موتور را انتخاب کنید.
درک نادرست از نمودار سرعت-گشتاور
نمودار گشتاور- سرعت آورده شده در مشخصات یک استپر موتور، حرکت موتور را در حالت بدون بار نشان می دهد. با بارگذاری استپر موتور، روتور از حالت سنکرون بودن با استاتور خارج شده و متوقف می شود. بنابراین هنگام انتخاب ابتدا نمودار گشتاور- سرعت تخمینی را رسم کنید.
مقدار این تخمین ۱/۲ تا ۲/۳ ارتفاع نمودار اصلی است. به شکل زیر توجه کنید.
نکته: استپر موتور بسیار داغ است پس باید حتما مشکلی در آن وجود داشته باشد.
موتورهای پله‌ای به گونه‌ای طراحی شده‌اند که داغ باشند. رایج‌ترین طبقه عایق‌بندی استفاده‌شده در موتورهای پله‌ای کلاس B است که برای عملیات تا دمای ۱۳۰ درجه سانتی گراد مجاز است. این به این معنی است که دمای سطح یک موتور مرحله‌ای می‌تواند به ۹۰ درجه سانتیگراد یا بیشتر قبل از شکست برسد.
این دما خیلی گرم‌تر از آن است که فرد بتواند بدون سوزاندن پوست دست به آن بزند به همین دلیل در مناطقی دور از دسترس انسان نصب می شوند.
تولیدکنندگان موتورهای پله ای آن ها را با عایق کلاس B در ذهن مشخص می کنند. بنابراین این موتورها برای به حداکثر رساندن گشتاور بدون گرم شدن بیش از حد طراحی شده اند و نتیجه نهایی به این صورت است که بیشتر گشتاور را تولید می کنند اما در طی انجام این کار بسیار داغ می شوند.
آیا می‌توان از یک منبع برق ۱۲ ولت برای درایو استپر موتور استفاده کرد؟
همانند تمام موتورهای الکتریکی ، وقتی شفت شروع به حرکت می‌کند، موتور پله‌ای نیز یک ولتاژ back EMF تولید می‌کند که مانع جریان جاری در سیم‌پیچ‌ها می‌شود. برای تولید گشتاور قابل‌استفاده، ولتاژ تغذیه باید به طور قابل ملاحظه‌ای بالاتر از ولتاژ BEMF باشد.
از آنجا که هیچ قانون برای تعیین میزان ولتاژ تغذیه وجود ندارد، کاربران باید منحنی‌های سرعت – گشتاور منتشر شده برای یک موتور پله ای، را مورد بازبینی قرار دهند. ولتاژ تغذیه مشخص در منحنی گشتاور – گشتاور اطلاعات ضروری است.
اگر نادیده گرفته شود، با استفاده از یک منبع ۱۲ V هنگامی که منحنی از یک منبع ۴۸ V استفاده می‌کند، موتور به گشتاور مورد انتظار نمی‌رسد. به شکل زیر توجه کنید.
نکته: موتور بسیار پر سرو صدا است در آن مشکلی وجود دارد!
هر زمان که استپر موتور یک گام حرکت می کند کمی سروصدا ایجاد می شود. مساله اصلی سرو صدا زمانی ایجاد می شود که کاربر برای اولین بار موتور پله ای را آزمایش می کند. در این حالت موتور آزاد است هر اندازه که دوست دارده بچرخد. نتیجه نهایی این است که سرو صدای استپر موتورها طبیعی است.
سوال: برای راه اندازی استپر موتور به انکودر نیاز است؟
خیر نیازی نیست .موتور پله ای تنها یک موتور DC بدون برس است.
سایت خرید و قیمت بهترین استپر موتور با قیمت مناسب
فروشگاه اینرژی با ارئه انواع الکتروموتورها و اطلاعات فنی آن ها در تلاش است تا مراحل انتخاب و خرید تجهیزات صنعتی را برای کاربران تسهیل نماید. جهت خرید استپر موتور Stepper Motor نیز می توانید به وب سایت اینرژی مراجعه نموده و با وارد کردن مشخصات فنی لازم، جهت خرید استپر موتور مناسب اقدام نمایید.
انواع الکتروموتورهای AC، DC، کلاچ دار و گیربکس دار، در زنجیره تامین کالای اینرژی وجود دارد. کارشناسان مجموعه اینرژی استپر موتورهای موجود در بازار را با قیمت مناسب به شما معرفی خواهند کرد. همچنین اینرژی آماده همکاری با وارد کنندگان و تولید کنندگان انواع الکتروموتور بوده و جهت فروش و بازاربایی استپر موتور دست دوم نیز زیر ساخت های مناسب را فراهم نموده است.
جهت دریافت اطلاعات بیشتر در مورد انواع برندها، مشخصات فنی و استعلام قیمت استپر موتور، با کارشناسان اینرژی در تماس باشید.
ارسال دیدگاه
با سلام برای ربات های دانشجویی چه موتوری رو پیشنهاد میکنید؟