موتور پله‌ای
موتور پله‌ای

موتور پله‌ای، یک موتور بدون جاروبک سنکرون است که پالس‌های دیجیتال را به چرخش مکانیک شفت تبدیل می‌کند. هر چرخش موتور به چندین پله تقسیم می‌شود و برای هر پله باید پالسی جداگانه به موتور ارسال شود. موتور پله‌ای در هر لحظه فقط یک پله می‌تواند جابجا شود و هر پله اندازه‌ای یکسان دارد. از آن جایی که به ازای هر پالس، موتور زاویه مشخصی را طی می‌کند (مثلا ۸/۱ درجه)، موقعیت موتور بدون هیچگونه بازخوردی قابل کنترل است. با افزایش فرکانس پالس‌های دیجیتال ورودی، حرکت موتور پیوسته‌تر  و سرعت آن متناسب با فرکانس ورودی خواهد شد.  از موتورهای پله‌ای به خاطر ارزان بودن، قابلیت اطمینان بالا، گشتاور بالا در سرعت‌های پایین و کارایی در اکثر محیط‌ها، در صنایع و کاربردهای تجاری استفاده می‌شود.

شکل ۱: ساختار یک موتور پله‌ای
مزیت‌های موتور پله‌ای
  • زاویه چرخش موتور متناسب با پالس ورودی است.
  • در حالت توقف، موتور بیشترین گشتاور را دارد.
  • موقعیت دقیق و تکرارپذیری حرکت برای موتورهای با دقت ۳ تا ۵ درصد
  • پاسخ عالی به شروع، توقف و حرکت معکوس
  • قابلیت اطمینان بالا به خاطر عدم وجود جاروبک در موتور. از همین رو عمر موتور پله‌ای به عمر بلبرینگ‌های آن بستگی دارد.
  • کنترل حلقه باز آن سبب ارزان بودن کنترل کننده آن می‌شود.
  • قابلیت دستیابی به سرعت‌های خیلی پایین پیوسته با باری که مستقیم به شفت آن متصل شده است.
  • دستیابی به طیف گسترده‌ای زا سرعت‌ها به خاطر ارتباط بین سرعت و فرکانس پالس ورودی

انواع موتورهای پله‌ای


سه نوع پایه موتور پله‌ای وجود دارند؛ مقاومت مغناطیسی متغیر، مغناطیس دائم و هیبرید. موتورهای پله‌ای هیبرید، بهترین ویژگی‌های موتورهای مغناطیس دائم و مقاومت مغناطیسی متغیر را در خود جمع کرده است. این موتورها با قطب‌های استاتور چند دندانه‌ای و روتور مغناطیس دائم ساخته شده‌اند. موتورهای هیبرید استاندارد، ۲۰۰ دندانه روتور دارند و به ازای هر گام ۸/۱ درجه می‌چرخند. به خاطر گشتاور ایستا و پویای بالا و کار با نرخ گام بالا، در کاربردهای تجاری وسیعی از جمله چاپگرها، دیسک درایوها و CD پلیرها استفاده می‌شوند. از کاربردهای صنعتی آن می‌توان به رباتیک، ابزار ماشین‌کاری، مونتاژ و جایگذاری قطعات، برش و اتصال خودکار سیم‌ها و کنترل دقیق سیالات، اشاره کرد.

شکل ۲: موتور پله‌ای هیبرید
انواع گام

انواع گام در موتورهای پله‌ای به گام کامل، نیم گام و میکرو گام تقسیم می‌شود.


گام کامل:

موتورهای پله‌ای هیبرید استاندارد، ۲۰۰ دندانه روتور دارند؛ به عبارتی برای یک چرخش کامل ۲۰۰ گام کامل طی می‌کنند. با تقسیم این ۲۰۰ گام به ۳۶۰ درجه، زاویه چرخش گام کامل معادل ۸/۱ درجه بدست می‌آید. برای دستیابی به حالت گام کامل، هر دو سیم پیچ تغذیه می‌شوند اما جریان به طور متناوب معکوس می‌شود. بر این اساس هر پالس معادل یک گام است.

شکل ۳: حرکت گام کامل؛ سمت راست تحریک دوفاز، سمت چپ تحریک تک فاز

نیم گام:

نیم گام به این معناست که برای یک دور چرخش روتور، به ۴۰۰ گام نیاز است. در این حالت یک سیم‌پیچ روشن می‌شود، سپس هر دو سیم‌پیچ روشن می‌شود و بدین صورت روتور نصف زاویه یک گام را می‌پیماید. در این حالت گشتاور تقریبا ۳۰% کمتر است و نسبت به حالت گام کامل نرم‌تر حرکت می‌کند.

میکرو گام:

میکرو گام تکنیک جدید در موتورهای پله‌ای است که با کنترل جریان سیم‌پیچ‌ها، زاویه چرخش را به قسمت‌های کوچک‌تری تقسیم می‌کند. ابتدا فاز A روشن و فاز B خاموش می‌شود. سپس جریان فاز A کاهش و جریان فاز B افزایش می‌یابد تا فاز A به طور کامل خاموش و فاز B به طور کامل روشن شود. این مراحل ادامه دارد تا شفت موتور به موقعیت مورد نظر برسد.

 

اشتراک گذاری:

یک دیدگاه بگذارید

آدرس ایمیل شما منتشر نمیشود.

نه − 5 =

0

بالا