موتور پله ای (استپ موتور یا استپر موتور نیز نامیده می شود) موتوری است که به صورت متناوب می چرخد و در هر مرحله با یک زاویه ثابت حرکت می کند تا اینکه شافت خود را بطور مداوم بچرخاند.
حرکت عقربه دوم روی ساعت ، به عنوان مثال ، که هر بار یک ثانیه پیش می رود ، می تواند با استفاده از یک موتور پله ای که با 6 درجه افزایش حرکت می کند ، هر ثانیه یک بار انجام شود.
بنابراین ، چگونه یک موتور پله ای به این ویژگی چرخش شافت خود با یک زاویه ثابت در هر مرحله دست می یابد؟
راز استفاده از پالس های الکتریکی است. پالس یک سیگنال الکتریکی است که با روشن و خاموش کردن منبع تغذیه تولید می شود و هر سوئیچینگ به عنوان یک پالس شمارش می شود. یک موتور پله ای از این پالس ها برای دستیابی به کنترل مکانیکی دقیق بر زاویه و سرعت چرخش استفاده می کند.
انواع موتورهای پله ای (طبقه بندی شده براساس ساختار روتور)
موتورهای پله ای را می توان بسته به ساختار روتور خود به طور کلی در سه دسته زیر گروه بندی کرد.
موتور آهنربای دائمی (PM)
روتور شامل یک آهنربا دائمی است. یک عیب این ساختار این است که نمی تواند انعطاف پذیری بیش از زاویه چرخش (زاویه گام) را فراهم کند.
موتور مقاومت مغناطیسی متغیر (VR)
روتور شامل هسته هایی است که مانند دندانه های دنده ساخته شده اند. این امکان انعطاف پذیری بیشتر در تنظیم زاویه گام را فراهم می کند.
موتور هیبریدی (HB)
روتور هم شامل آهن رباهای دائمی است و هم هسته های آنها مانند دندانه های دنده ساخته شده است. این نوع موتورها در ترکیب با مزایای موتورهای PM و VR در کاربردهای بسیار متنوعی مورد استفاده قرار می گیرند.
اصل عملکرد موتورهای پله ای HB
روتور با یک آهنربای دائمی استوانه ای که بین دو هسته قرار گرفته طراحی شده است ، این هسته ها به شافت موتور متحدالمرکز هستند و با نیم قدم از یکدیگر جبران می شوند. روتور با هر بار ورود پالس با یک زاویه گام ثابت می چرخد. همانطور که یک موتور پله ای دو فاز HB با زاویه گام 1.8 درجه برای هر پالس 1.8 درجه می چرخد ، برای ایجاد یک چرخش کامل ، 360 درجه / 1.8 درجه = 200 پالس طول می کشد.
انواع موتورهای پله ای (طبقه بندی شده بر اساس جریان کنونی در سیم پیچ)
موتورهای پله ای را نیز می توان بر اساس جریان کنونی الکتریکی در سیم پیچ به دو دسته زیر دسته بندی کرد.
موتور تک قطبی
جریان در یک موتور تک قطبی همیشه از طریق سیم پیچ در همان جهت جریان می یابد. در حالی که این مدار کنترل مرتبط را ساده نگه می دارد ، اما گشتاور کمتری نسبت به موتور دو قطبی تولید می کند.
موتور دو قطبی
جریان در یک موتور دو قطبی می تواند از طریق سیم پیچ در هر دو جهت جریان یابد. گرچه این به مدار کنترل پیچیده تری نسبت به موتور تک قطبی نیاز دارد ، اما گشتاور بیشتری تولید می کند.
استپ موتور درایور چیست؟
موتورهای پله ای همراه با مدار درایور استفاده می شوند. درایور بر اساس ورودی پالس های الکتریکی از کنترل کننده ، زاویه و سرعت چرخش موتور را کنترل می کند.
درایور پله ای دو فاز HB
ویژگی های موتورهای پله ای
موتورهای پله ای از راه های زیر با سایر موتورها متفاوت هستند.
مزایا
- همانطور که زاویه چرخش توسط تعداد پالس (ورودی دیجیتال) تعیین می شود ، کنترل موقعیت (زاویه چرخش) ساده است
- می تواند با سرعت کم بچرخد
- می توانید از کنترل موقعیت حلقه باز (بدون بازخورد) استفاده کنید
- توانایی عالی در قفل ماندن در حالت توقف
معایب
- به مدار درایو نیاز دارد
- از دست دادن همگام سازی می تواند به دلیل عواملی مانند تغییرات غیرمنتظره بار رخ دهد
- سطح بالایی از لرزش و صدا
کاربرد استپ موتور ها
دقت توقف عالی ، گشتاور زیاد در سرعتهای متوسط و پایین و پاسخگویی برتر موتورهای پله ای به این معنی است که می توان از آنها در طیف وسیعی از برنامه های درایو که نیاز به کنترل دقیق دارند استفاده کرد.
- تجهیزات پزشکی
- خودپردازها
- دستگاه های فروش بلیط
- ربات ها
- چاپگرهای لیزری
- پنجره های تهویه مطبوع
- ماشین آلات تولید
- ابزار تحلیلی آزمایشگاهی
- دستگاه فروش خودکار
- دستگاه های کپی
- درایوهای دیسک نوری (درایوهای Blu-ray و DVD و غیره)
- دوربین های دیجیتال
- ماشین های تفریحی