موتور پله ای یا استپ موتور یا استپر موتور
نام انگلیسی: Stepper Motor or Step Motor or Stepping Motor
شرح خلاصه مقاله موتور پله ای
در این مقاله آموزشی نحوه کارکرد یک موتور پله ای ( استپر موتور )و همچنین نحوه راه اندازی (Drive) آنها را بصورت کلی بیان خواهیم کرد.
همچنین انواع آنها و ساختار را تشریح خواهیم کرد.
در ادامه ویدئو و تصاویر را می توانید مشاهده نمایید.
موتور پله ای
استپر موتور یا موتور پله ای از انواع موتور های DC بدون جاروبک (بدون جرقه- یعنی در این موتور ها پدیده کموتاسون را نداریم.) به حساب می آیند که با آتش پالس های فرمان شروع به کار می کنند. این موتور دور چرخش را در قالب تعدادی چرخش با زاویه‌ی مشخص انجام می‌دهد.
به عنوان مثال یک دور چرخش را با 100 چرخش 3.6 درجه‌ای کامل می‌کند. به هر یک از این چرخش‌ها اصطلاحا گام یا استپ گفته می‌شود.
این موتورها به علت کارکرد با پالس های الکتریکی ، در کنترل سرعت و قرار گیری در موقیعیت دقیق کاربرد دارند.
بعنوان مثال تنظیم دقیق ماهواره ها در فضا و قرار گیری جهت چرخش و تنظیم دقیق جهت دریافت و ارسال کننده سیگنال ها با استفاده از این نوع موتور صورت می گیرد.
در ادامه ویدئو و تصاویر را می توانید مشاهده نمایید.
ساختار موتور پله ای
Stepper Motor or Step Motor or Stepping Motor
همانطور که می دانید ، موتور های الکتریکی از دو قسمت اصلی روتور (قسمت مرکزی و چرخنده) و استاتور (قسمت ثابت) تشکیل شده اند ، از همین رو استپر موتور هم از دو قسمت روتور و استاتور تشکیل شده است :
روتور:
در ساده ترین استپر موتورها ، روتور از جنس آهنربای دائمی و دارای ذوج قطب هایی با فواصل برابر (دندانه دار)، با قطب های یک درمان N و S می باشد.
استاتور :
استاتور استپر موتور از دو تا چند ذوج قطب سیم پیچی شده (آهنربای غیر دائم یا الکترومگنت (Electromagnet))درست شده است. که با اتصال جریان الکتریکی با توجه به دستور مدارات فرمان N و یا S می گردند.
این موتور ها در هر پله یا استپ به میزان خاصی بر حسب درجه دوران می کنند ،یعنی یک دور کامل( 360 درجه ) را به تعداد مساوی تقسیم نموده که به هرکدام پله (Step) گویند.
مقدار فاصله‌ی هر دو استپ مقدار خاصی بر حسب درجه بوده که برای هر استپ موتور مشخص می‌گردد که دستگاه برحسب آن (واحد) دوران می‌نماید ، به عنوان مثال محور استپ موتور ۲۰۰ استپ در هر استپ ۱/۸ درجه دوران می کنند. کنترل موقعیت موتور پله ای برای رفتن به یک پله خاص یا ماندن در آن پله بدون فیدبک (حلقه باز)می باشد که دقت بالای این موتور را در تنظیم موقعیت و جایگاه نشان می دهد.
اساس کار(نحوه عملکرد)
Stepper Motor or Step Motor or Stepping Motor
فاز و قطب
استاتور استپر موتور که شامل سیم‌پیچ‌ها (الکترو مگنت ها)می‌باشد از تعدادی فاز و قطب تشکیل شده است. به هر یک از سیم‌پیچ‌های موجود در استاتور یک قطب (Pole) گفته می‌شود.
هر جفت قطب روبروی هم در استاتور که سیم‌پیچ‌های آنها به صورت موازی یا سری به هم متصل هستند یک فاز را تشکیل می‌دهند (در بعضی موارد هر فاز از چهار قطب روبروی هم تشکیل می‌شود).
موتورهای استپر معمولا بین 4 تا 12 قطب دارند و به صورت 2، 3، 4 و 5 فازی وجود دارند.
با اعمال یک پالس و با فعال و غیرفعال شدن هرقطب ( الکترومگنت (Electromagnet) ) اولین سر روتور( دندانه‌دار) به سمت آن حرکت می‌نماید تا با آن در یک راستا قرار بگیرد.( جذب قطب های نا هم نام)
این روش ادامه دارد و با فعال شدن هرکدام از الکترومگنت‌ها و غیر فعال شدن الکترومگنت قبلی روتور (Rotor) به چرخش خود ادامه می‌دهد و ایجاد حرکت مکانیکی (دوار) می‌نماید.
خروجی دستگاه -کاربردها-انواع
Stepper Motor or Step Motor or Stepping Motor
انواع استپر موتور:
این موتور ها از نظر ساختاری به جهار دسته کلی تقسیم می گردند:
1. موتور های پله ای با مغناظیس دائم(Permanent magnet)
2. موتور های پله ای با مغناظیس غیر دائم(مقاوت معناظیسی متغییر) (Variable reluctance)
3. موتور های پله ای سنکرون ترکیبی (Hybrid synchronous)
4. موتور پله‌ای لاوت LAVET
ملاحظات توضیحات
Stepper Motor or Step Motor or Stepping Motor
درایور:
درایور استپر موتور در حقیقت راه انداز و فرمان دهنده کارکرد موتور است. برد کنترل در درایور دیتای عملکری را صادر و درایور آنرا به پالس های حرکتی تبدیل می نماید .
از آنجایی که دیتای صفر و یک خروجی برد کنترل توانایی تامین جریان کاری مورد نیاز موتور را ندارد از این رو از یک واسط که بتواند جریان الکتریکی کافی را تامین نماید استفاده می نماییم.
Working Principle
Stepper Motor or Step Motor or Stepping Motor
Stepper motor is a brushless DC motor that rotates in steps. This is very useful because it can be precisely positioned without any feedback sensor, which represents an open-loop controller .. . .