استپ موتور چیست؟ دانلود کتاب و فیلم کامل کارکرد استپ موتور به همراه مفهوم اصلی و کاربرد

تاریخ بروز رسانی : ۱۴۰۱/۰۷/۲۶

استپ موتور چیست و مشخصه های اساسی آن کدام است؟

کلمات مترادف : استپ موتور ، استپر موتور ، موتور پله ای، استپر موتور cnc ، استب موتور

چکیده توضیحات استپ موتور چیست ( زمان مطالعه 3 دقیقه)

موتور پله ای یا استپ موتور یک موتور الکتریکی است که ورودی الکتریکی دیجیتال را به یک حرکت مکانیکی تبدیل میکند.

درون استپ موتور سیم پیچ های بسیار زیادی وجود دارد که در دسته گروهی به نام فاز قرار گرفته اند. با عبور جریان الکتریکی از هر کدام از این فاز ها موتور شروع به حرکت چرخشی با سرعت یک گام در واحد زمان میکند

میتوان گام ها را با توجه به نیاز خود در ساخت استپر موتور cnc، ساخت دستگاه و ماشین آلات صنعتی، ربات ها و… توسط یک مولد پالس مانند پی ال سی و کنترلر سی ان سی و یا کنترلر استپ موتور گام ها را کنترل کرد و با ارسال این گام ها به درایور استپ موتور کنترل سرعت دقیق دلخواه خود را داشته باشیم.

استپ موتور در گشتاور و ابعاد و اندازه مختلف با مشخصات فنی کامل در سایت فروشگاهی الکترومهسان موجود میباشد.

برای دانلود و مشاهده کتاب آموزش کامل استپ موتور به آخر صفحه این مطلب مراجعه کنید.

اجزای تشکیل دهنده استپ موتور چیست؟

استب موتور از 3 بخش اصلی استاتور، رتور و قاب های ابتدا و انتها تشکیل شده است

در تصویر زیر مقطع عرضی ساختار یک موتور پله ای و نحوه عملکرد آن را نشان میدهیم. هسته استاتور دارای شش قطب یا دندانه برجسته می باشد، رتور هم دارای چهار قطب است، هر دو هسته روتور و استاتور از جنس فولاد نرم هستند.

سه دسته سیم پیچی همانطور که در شکل نشان داده شده، آرایش داده شده اند. هر دسته دارای دو کلاف است که به صورت سری متصل شده اند، یک دسته از سیم پیچی ها فاز نامیده می شود . و این ماشین یه موتور سه فاز است. جریان ار یک منبع تغذیه DC از طریق کلیدهای 1 ، 2 ، 3 به سیم پیچی ها تامین میشود.

در بخش 1 سیم پیچی فاز 1 از طریق جریان کلید 1 تغذیه میشود، یا به اصطلاح فنی فاز 1 تحریک میشود، شار مغناطیسی ناشی از تحریک که در فاصله هوایی واقع میشود با پیکانهایی نشان داده شد است. در وضعیت 1، دو قطب برجسته استاتور فاز 1 که تحریک شده اند با دو دندانه از چهار دندانه روتور همردیف هستند.

این حالت از نظر دینامیکی یک حالت تعادل است. هنگامی که کلید 2 برای تحریک فاز 2 علاوه بر فاز 1 بسته می شود. شار مغناطیسی در قطبهای استاتور فاز 2 به حالت نشان داده شد، در وضعیت 2 بوجود می آید و گشتاوری در جهت عکس ساعتگرد بعلت کشش در خطوط خمیده میدان مغناطیسی بوجود می آید. از اینرو روتور سر انجام به وضعیت 3 خواهد رسید.

از اینرو روتور با یک زاویه ثابت می چرخد که زاویه پله خوانده می شود.که در ان مورد 15 درجه با انجام هر عمل سوییچینگ است. اکنون اگر کلید 1 برای تخلیه انرژی فاز 1 باز شود، روتور 15 درجه دیگر برای رسیدن به وضعیت 4 حرکت خواهد کرد.

پس موقعیت زاویه ای روتور را می توان بر حسب واحد های زاویه پله از طریق فرایند سوئیچینگ کنترل کرد. اگر سوئیچینگ به ترتیب انجام شود، روتور با حرکتی پله ای خواهد چرخید، سرعت متوسط را هم می توان از طریق فرایند سوییچینگ کنترل کرد.

انواع استپ موتور چیست؟ ( استپ موتور 2 فاز | استپ موتور 3 فاز | استپ موتور 5 فاز )

استپر موتور ها به 5 فاز و 3 فاز و 2 فاز تقسیم میشوند که در این قسمت از نظر سرعت و دقت کارکرد و قیمت و موجودی بررسی میکنیم

سرعت کارکرد استپ موتور 5 فاز بیشتر از استپ موتور 3 فاز و استپر موتور 3 فاز بیشتر از استب موتور 2 فاز میباشد

باید توجه داشت که از نظر اقتصادی استپر 2 فاز به صرفه تر از استپر 3فاز است و همینطور استپر 3 فاز از استپ 5 فاز به صرفه تر است.

از نظر دقت کارکرد باید توجه داشت که دقت کارکرد موتور پله ای 5 فاز بیشتر از استبر 3 فاز و استپر 3فاز بیشتر از 2 فاز است

و از نظر موجودی برای دستگاه سازان، ماشین سازان و ربات سازان استپر 2 فاز 4000 هزار تا هر یک ماه بار از گمرک میرسد و استپ موتور 5 فاز 2500 تا و استبر 3 فاز 1000 عدد.. موجودی 2 فاز از 5 فاز بیشتر و 5 فاز از 3 فاز بیشتر میباشد

کاربرد استپ موتور 3 فاز در حرکت رفت و برگشت بسیار بالا و سریع میباشد و استپ موتور 5 فاز برای حرکت هایی رفت و برگشت با دقت بالا و لرزش بسیار کم

3 مزیت مهم در استفاده از استپ موتور چیست؟

1- هزینه خیلی کم و به صرفه ای دارند به این صورت که با هزینه پایین میتوانید کنترل موقعیت عالی برای دستگاه های خود داشته باشید

2- استپر موتورها ابعاد و اندازه کوچکی دارند به طوری که با این ابعاد کوچک گشتاور بسیار بالایی را میتوانند اعمال کنند

3- درایور های استپ موتور راه اندازی بسیار ساده ای دارند به راحتی میتوان با استپ موتور ها کار کرد

چگونه یک بازوی رباتیک در یک تاسیسات صنعتی یک عمل را به طور مستمر تکرار میکند؟ چطور یک ماشین فرز کاری با دقت بالا حرکت میکند؟

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

چیز خاصی که در موتور پله ای وجود دارد که باعث میشود که بتواند بدون کمک کنترل حلقه بسته زاویه قرار گیری رتور را کنترل کند یک سیستم ساده و دقیق حلقه باز است

بگذارید ابتدا نحوه عملکرد موتور پله ای رولکتانس متغیر که ساه ترین نوع آن است را یاد بگیریم در ادامه به سراغ انواع رایج تر و دقیق تر آن میرویم

این نوع موتور دارای 6 دندانه استاتور میباشد که میتواند با سه منبع تغذیه مجزا تغذیه شود

رتور از مجموعه ای از ورقه های فولادی تشکیل شده است تعداد دنده ها در رتور با استاتور متفاوت است که برای این موتور 4 تا است

این کار عمدی است تا در هر زمان تنها یک ردیف دندانه در راستای استاتور قرار گیرند. خودتان هم میتوانید نحوه عملکرد موتور پله ای را توضیح دهید اگر سیمپیچ آ را بی برق کنید و بی را برقدار کنید. واضح است که رتور همانطور که نشان داده شده است میچرخد از نظر هندسی واضح است که اندازه هر گام 30 درجه است.

برای گام بعد سیمپیچ بی را برقدار و سی را بی برق میکنیم. بعد از آن سیمپیچ آ را دوباره برقدار میکنیم به طور خلاصه اینکه رتور به سمتی که کمترین رولکتانس را دارد میچرخد.

اندازه گام های این موتور 30 درجه است. با یک ترفند کوچک میتوانید دقت هر گام را به 15 درجه بهبود ببخشید.

وقتی سیمپیچ آ برقدار میشود رتور در این وضعیت قرار میگیرد. میدانیم وقتی سیمپیچ بی برقدار میشود رتور 30 درجه میچرخد حالا اگر سیمپیچ آ و بی باهم برقدار شوند چه اتفاقی می افتد. رتور در وضعیت مابین این دو حالت قرار میگیرد یا 15 درجه میچرخد. بعد از این آ را بی برق کنید بعد از اینکه به بی رسید سی را برقدار کنید. این نحوه عملکرد موتور را نیم پله گویند.

موتوری که در موردش بحث کردیم راموتور رولکتانس متغیر گویند

یکی از موتور های پر کاربرد و رایج از نوع موتور پله ای موتور هیبریدی است

بگذارید عملکرد یک موتور هیبریدی 1.8 درجه مرسوم را برسی کنیم.

موتور هیبریدی دارای روتور مغناطیسی شده با برجستگی های دندانه ای شکل فولادی است یک انتهای رتور قطب شمال و انتهای دیگر قطب جنوب میشود.

دقت این موتور ناشی از آرایش هوشمندانه روتور و دندانه استاتور ان است.

اجازه دهید ابتدا این را درک کنیم. رتور 50 دندانه دارد. برای درک آرایش دندانه استاتور ابتدا فرض کنید استاتور هم 50 تا دندانه دارد هرچند درواقع استاتور دو دندانه کمتر از روتور دارد پس ما 48 دندانه در استاتور داریم .

اجازه بدهید 48 دندانه را همانند تصویر به 4 جفت تقسیم کنیم.

اجازه دهید آرایش این دندانه ها را دوباره تنظیم کنیم. دسته سبز را جابهجا می کنیم تا به صورت نصفه در راستای رتور قرار گیرد دندانه های زرد با دندانه رتور غیر همراستا هستند.

دسته آبی به صورت نصفه در راستای رتور قرار گیرد دسته قرمز سره جایش باقی میماند به طور خلاصه دسته قرمز با رتور در یک راستا قرار دارند در حالی که دسته زرد ناهمراستا است در حالی که دو دسته دیگر در وسط قرار دارند

لطفا توجه داشته باشید رتوری که میبینید همانند قطب جنوب عمل میکند. سیمپیچ های استاتور در تصویر به هم متصل اند اینها دو دسته سیم پیج مستقل هستند.

هنگامی که دسته آ برقدار میشود یک طرح مغناطیسی همانند تصویر روی میدهد. یک جفت از قطبهای استاتور مثل قطب شمال و جفت دیگر مانند قطب جنوب عمل میکند. در حالی که قطب های مخالف همدیگر را جذب میکنند و در یک راستا قرار میگیرند. قطب های همنام. همدیگر را دفع و ناهمراستا خواهند شد.

هنگامی که سیمپیچ بی برق دار میشود. مشاهده کنید که چه اتفاقی برای رتور می افتد. رتور باید مقدار کمی بچرخد تا با قطب شمال جدید همراستا شود. واضح است که این زاویه چرخش یک چهارم زاویه گام میباشد. به عبارت دیگر رتور به اندازه 1/8 درجه میچرخد. دفعه بعد دسته آ با قطبیت متفاوت برقدار میشود.دوباره رتور1/8 درجه میچرخد .