موتورهای الکتریکی

استپر موتور چیست؟

How does a Stepper Motor work

استپر موتور چیست ؟

امروز در ادامه آموزشهای تصویری، یکی دیگر از مستندهای مهندسی را برای شما آماده کرده ایم.

آیا تا کنون به این فکر کرده اید که نحوه کار استپر موتور  چگونه است؟

 نحوه عملکرد استپر موتور

چگونه یک بازوی رباتیک در یک تاسیسات صنعتی یک عمل را به طور مستمر تکرار می کند؟

چطور یک ماشین فرزکاری با این دقت حرکت می کند؟

همه این ها به خاطر موتور پله ای یا  استپر موتور است

چیز خاصی که در مورد موتور پله ای وجود دارد

که باعث می شود بتواند بدون کمک کنترل حلقه بسته زاویه قرارگیری روتور را کنترل کند

یک سیستم ساده و دقیق حلقه باز است

استپر موتور رلوکتانس

بگزارید ابتدا نحوه عملکرد استپر موتور رلوکتانس متغیر که ساده ترین نوع آن هاست را یاد بگیریم

بعداً به سراغ انواع رایج تر و دقیق تر آن می رویم

این موتور دارای شش دندانه استاتور می باشد که می تواند با سه منبع تغذیه مجزا تغذیه شود

روتور از مجموعه ای از ورقه های فولادی تشکیل شده است

تعداد دندانه ها در روتور با استاتور متفاوت است که برای این موتور ۴ تا است

این کار عمدی است تا در هر زمان تنها یک ردیف دندانه در راستای استاتور قرار گیرند

خودتان هم می توانید نحوه عملکرد موتور پله ای را توضیح دهید

اگر سیم پیچAرا بی برق کنیدوBرا برق دار کنید

واضح است که روتور همانطور که نشان داده شد می چرخد

از نظر هندسی واضح است که اندازه هر گام ۳۰ درجه است

برای گام بعد سیم پیچB را برق دار و Cرا بی برق می کنیم

بعد از آن سیم پیچ  Aرا دوباره برق دار می کنیم

به طور خلاصه اینکه روتور به سمتی که کمترین رلوکتانس را دارد می چرخد

اندازه گام های این موتور ۳۰ درجه است

با یک ترفند کوچک می توانید دقت هر گام را به ۱۵ درجه بهبود ببخشید

وقتی سیم پیچ A  برقدار می شود روتور در این وضعیت قرار دارد

می دانیم که وقتی سیم پیچ B برقدار می شود روتور ۳۰ درجه می چرخد

حالا اگر سیم پیچB و A با هم برقدار شوند چه اتفاقی می افتد؟

روتور در وضعیت مابین این دو حالت قرار می گیرد یا ۱۵ درجه می چرخد

بعد از این A را بی برق کنیدبعد از اینکه به Bرسید Cرا برقدار کنید

این نحوه عملکرد موتور را “نیم پله” گویند

موتوری که در موردش بحث کرده ایم را موتور رلوکتانس متغیر می گویند

استپر موتور هیبریدی

یکی از موتورهای پرکاربرد و رایج از نوع استپر موتور موتور هیبریدی است

بگزارید عملکرد یک موتور هیبریدی ۱٫۸ درجه مرسوم را بررسی کنیم

موتور هیبریدی دارای روتور مغناطیسی شده با برجستگی های دندانه ای شکل فولادی است

یک انتهای روتور قطب شمال و انتهای دیگر قطب جنوب می شود

دقت این موتور ناشی از آرایش هوشمندانه روتور و دندانه های استاتور آن است

اجازه دهید ابتدا این را درک کنیم روتور ۵۰ دندانه دارد

برای درک آرایش دندانه های استاتور ابتدا فرض کنید استاتور هم ۵۰ تا دندانه دارد

هر چند در واقع استاتور دو دندانه کمتر از روتور دارد

پس ما ۴۸ دندانه در استاتور داریم

اجازه بدید ۴۸ دندانه را همانند تصویر به ۴ جفت تقسیم کنیم

اجازه بدید آرایش این دندانه ها را دوباره تنظیم کینم

دسته سبز را جابه جا می کنیم تا به صورت نصفه در راستای روتور قرار گیرد

دندانه های زرد کاملاً با دندانه های روتور غیر هم راستا هستند

دسته آبی به صورت نصفه در راستای روتور قرار گیرد ،دسته قرمز سرجایش باقی می ماند

به طور خلاصه دسته قرمز با روتور در یک راستا قرار دارد در حالی که دسته زرد ناهم راستاست

در حالی که دو دسته دیگر در وسط قرار دارند

لطفا توجه داشته باشید که روتوری که می بینید همانند قطب جنوب عمل می کند

سیم پیچ های استاتور همانند تصویر به هم متصلند

این ها دو دسته سیم پیچ مستقل هستند

هنگامی که دسته A برقدار می شود

نحوه عملکرد استپر موتور هیبریدی

یک طرح مغناطیسی همانند تصویر روی  می دهد

یک جفت از قطب های استاتور مثل قطب شمال و جفت دیگر مثل قطب جنوب عمل می کنند

در حالی که قطب های مخالف همدیگر را جذب می کنند و در یک راستا قرار می گیرند

قطبهای هم نام همدیگر را دفع و ناهمراستا خواهند شد

هنگامی که سیم پیچBبرقدار می شود

مشاهده کنید که چه اتفاقی برای روتور می افتد

روتور باید مقدار کمی بچرخد تا با قطب شمال جدید همراستا شود

واضح است که این زاویه چرخش یک چهارم زاویه گام می باشد

به عبارت دیگر روتور به اندازه ۱٫۸ درجه می چرخد

دفعه بعد دستهAبا قطبیت متفاوتی برقدار می شود، دوباره روتور ۱٫۸ درجه می چرخد

این فرآیند تکرار می شود و اینگونه حرکت بسیار دقیق، توسط موتور حاصل می شود

دقت زوایای هر گام را می توان بوسیله نیم پله بیشتر هم بهبود بخشید

بین دندانه های قطب جنوب قرار گرفته اند جالب توجه که برجستگی های دندانه قطب شمال

به این ترتیب همراستا شدن دوباره ی قطبهای ناهمنام تضمین شده است

خوباستپر موتور  هیبریدی اینطور کار می کند

این موتورها در کاربردهایی که نیاز به دقت در جابه جایی و سادگی کنترل هست، ایده آل هستند

در ادامه می توانید مطالب گفته شده را درباره نحوه کار یک  استپر موتور در فیلم زیر مشاهده نمایید

گوینده : فائزه نوروزی 
مترجم : مهندس امین جمال لیوانی

کاری از گروه دوبلاژ آترینا
و کانال مستند های مهندسی

 

برچسب ها

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

همچنین ببینید

بستن
دکمه بازگشت به بالا
بستن