تعریف استپ موتور

استپر موتور (Stepper Motor)یا موتور پله ای نوعی از موتور الکتریکی DC است که می تواند یک چرخش کامل را به تعدادی پله مساوی و گسترده تقسیم کند، و برای هر مرحله باید یک پالس جداگانه به موتور ارسال شود.

هر پالس باعث می شود موتور یک زاویه دقیق بچرخد، معمولاً 1.8 درجه ، موقعیت موتور را می توان بدون استفاده از مکانیسم فیدبک کنترل کرد.

بنابراین یک استپ موتور، انرژی الکتریکی یا یک پالس دیجیتال ورودی را به چرخش محور مکانیکی تبدیل می کند.

انواع استپ موتور کدامند؟

انواع استپ موتور از نظر گام (یا اندازه پله)، سرعت و گشتاور، تحت تأثیر جزئیات ساخت و ساز است که ممکن است بر نحوه کنترل موتور نیز تأثیر بگذارد. در حقیقت، همه موتورهای پله‌ای ساختار داخلی یکسانی ندارند، زیرا پیکربندی‌های روتور و استاتور متفاوتی دارند. بهتر است هنگام خرید با هر کدام از دسته ها و ویژگی های آن ها به خوبی آشنایی داشته باشید.

به طور کلی استپ موتور های کمپانی JMC-BAHER  به سه دسته تقسیم بندی می شوند:

  1. استپ موتور هیبرید
  2. سروو موتور استپ هیبرید
  3. سروو موتور استپ مجتمع

انواع درایور موتور پله ای

درایورهای موتور پله ای مختلفی در بازار موجود است که ویژگی های متفاوتی را برای کاربردهای خاص به نمایش می گذارد. مهمترین ویژگی ها شامل رابط ورودی است. رایج ترین مدلها عبارتند از:

Step/Direction

با ارسال یک پالس روی پایه پله، درایور خروجی خود را به گونه ای تغییر می دهد که موتور یک مرحله را انجام می دهد و جهت آن با سطح روی پایه Direction تعیین می شود.

Phase/Enable

برای هر فاز سیم پیچ استاتور، Phase جهت جریان را تعیین می کند و در صورت برق دار شدن فاز، تریگر را فعال می کند.

PWM

سیگنال های گیت FET های سمت پایین و بالا را به طور مستقیم کنترل می کند.

یکی دیگر از ویژگی های مهم درایور استپر موتور این است که فقط قادر به کنترل ولتاژ در سراسر سیم پیچ یا جریان عبوری از آن باشد:

با کنترل ولتاژ، درایور فقط ولتاژ را در سراسر سیم پیچ تنظیم می کند. گشتاور ایجاد شده و سرعت اجرای مراحل فقط به مشخصات موتور و بار بستگی دارد.

درایورهای کنترل جریان پیشرفته تر هستند، زیرا جریان عبوری از سیم پیچ فعال را تنظیم می کنند تا کنترل بهتری روی گشتاور تولید شده و در نتیجه رفتار دینامیکی کل سیستم داشته باشند.

نحوه کارکرد استپ موتور

اصول کارکرد استپ موتور مانند همه موتورهای الکتریکی است، داخل استپ موتور چندین سیم پیچ قرار دارد که به گروه هایی به نام فاز تقسیم بندی شده اند از هریک از این فازها الکتریسیته عبور می کند که باعث می شود موتور با سرعت یک گام می چرخد.

موتورهای پله ای دارای دو جزء هستند؛

  • استاتور (ثابت): بخشی از موتور است که روی آن، دندانه هایی وجود دارد که سیم پیچ ها روی هم پیچ شده اند.
  • روتور (متحرک) یک آهنربای دائمی یا یک هسته آهنی با رلوکتانس متغیر است.

زمانی که به یک یا چند فاز استاتور انرژی داده می شود، توسط جریانی که در سیم پیچ می گذرد یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود و روتور با این میدان هماهنگ می شود.

با تامین فازهای مختلف به صورت متوالی می توان روتور را با مقدار مشخصی چرخاند تا به موقعیت نهایی مناسب برسد.

ساختار جانبی استپ موتور

استپ موتورها دارای ، سه نوع روتور هستند:

روتور آهنربای دائمی

استپر مغناطیس دائمی دارای روتور آهنربای دائمی است که توسط سیم پیچ های استاتور به حرکت در می آید، و باعث میشوند که روتور را به حرکت درآورند و همینطور قطب های قطبی ناهمنام ایجاد می کنند.

روتور با رلوکتانس متغیر

این نوع از موتور پله ای از روتور آهنی نرم غیر مغناطیسی استفاده می کند. روتور دارای دندانه هایی است که از استاتور جدا شده اند، و همانطور که سیم پیچ ها را به ترتیب خاصی فعال می کنیم؛ روتور به ترتیب حرکت می کند تا حداقل فاصله بین استاتور و دندانه های روتور داشته باشد.

روتور هیبریدی

موتور هیبریدی سنکرون ترکیبی از دو استپر قبلی است؛ دارای روتور دندانه دار آهنربایی دائمی و همچنین استاتور دندانه دار است. روتور دارای دو بخش است که از نظر قطبیت مخالف یکدیگر هستند.

مزایا و معایب استپ موتور

اکنون که اصول کار موتورهای پله ای را فهمیدیم، بهتر است که مزایا و معایب آنها را در مقایسه با انواع دیگر موتورها بررسی کنیم.

مزایا

  • موتورهای پله ای به دلیل ساختار داخلی خود نیازی به سنسور برای تشخیص موقعیت موتور ندارند. از آنجایی که موتور با انجام «پله ها» حرکت می‌کند، با شمارش ساده این پله، می‌توانید موقعیت موتور را در یک زمان معین به دست آورید.
  • علاوه بر این، کنترل استپر موتور بسیار ساده است. موتور نیاز به درایور دارد، اما برای کارکرد صحیح نیازی به محاسبات پیچیده یا تنظیم ندارد. به طور کلی، تلاش برای کنترل در مقایسه با سایر موتورها کمتر است. با میکرواستپینگ، می توانید به دقت موقعیت بالا، تا حدود 0.007 درجه دست پیدا کنید.
  • موتورهای پله‌ای گشتاور خوبی در سرعت‌های پایین ارائه می‌دهند، مناسب برای نگه‌داشتن موقعیت هستند و همچنین طول عمر بالایی دارند.

معایب

  • اگر گشتاور بار خیلی زیاد باشد، ممکن است یک پله را از دست بدهند و این بر کنترل تأثیر منفی می گذارد، زیرا هیچ راهی برای دانستن موقعیت واقعی موتور وجود ندارد. استفاده از میکرواستپینگ باعث می‌شود موتورهای پله‌ای بیشتر با این مشکل مواجه شوند.
  • این موتورها همیشه حداکثر جریان را حتی زمانی که ساکن هستند تخلیه می کنند، که راندمان را کم می کند و می تواند باعث گرم شدن بیش از حد شود.
  • موتورهای پله ای گشتاور پایینی دارند و در سرعت های بالا بسیار پر سر و صدا می شوند.
  • در نهایت، موتورهای پله ای چگالی توان کم و نسبت گشتاور به اینرسی پایینی دارند.

به طور خلاصه، موتورهای پله ای زمانی خوب هستند که به یک راه حل ارزان قیمت و آسان برای کنترل نیاز دارید و زمانی که کارایی و گشتاور بالا در سرعت های بالا ضروری نیست.

کاربردها و موارد استفاده از موتور پله ای

با توجه به خواصی که دارند، موتورهای پله ای در بسیاری از کاربردها که به کنترل موقعیت ساده و توانایی نگه داشتن موقعیت نیاز است استفاده می شود، از جمله:

  • چاپگرهای سه بعدی
  • CNC
  • دوربین ها
  • روباتیک
  • ماشین آلات بسته بندی

موتورهای پله برای چه کارهایی خوب هستند؟

استپ موتورها روشی فوق العاده همه کاره، قابل اعتماد، مقرون به صرفه و دقیق برای کنترل حرکات دقیق موتور هستند، که به کاربران امکان می دهد مهارت و کارایی را در طیف وسیعی از کاربردها و صنایع افزایش دهند. به این ترتیب، استپ موتور به طور گسترده ای برای استفاده در تجهیزات اتوماسیون و کنترل به کار می رود.

قیمت استپ موتور

چندین عامل در رابطه با قیمت استپ موتور تاثیر گذار می باشد از جمله: مشخصات فنی، برندهای مختلف، میزان گشتاور، سبک طراحی، امکانات و محدودیت های آنها و…

استپ موتورهای ارائه شده در فروشگاه تام باهر دارای گشتاورهای بالا و ارتعاشات کم هستند و بنابراین در سرعت های پایین به نرمی کار می کنند.

لیست انواع مدل های موجود استپ موتور در شرکت تام باهر

  • استپ موتور 45kg.cm (4.5 نیوتن متر)، φ=12.7*32 ،نما 34 ،شفت 9.5 میلی متر
  • استپ موتور  85kg.cm (8.5 نیوتن متر) φ=12.7*32 ، نما 34 ، شفت 12.7 میلی متر
  • استپ موتور 120kg.cm (12 نیوتن متر) φ=14*38 ، نما 34 ، شفت 15.875 میلی متر
  • استپ موتور 45kg.cm انکدر دار (4.5 نیوتن متر) ، سرعت 2000 rpm
  • استپ موتور 82kg.cm انکدر دار (8.2 نیوتن متر) 14 * 38 ، 1.8 درجه
  • استپ موتور 120kg.cm انکدر دار (12نیوتن متر) 14 * 38 / 73 ، 1.8 درجه ، سرعت1100 rpm

شرکت تام باهر توانسته بین رقبای خود بهترین برند استپ موتور JMC BAHER ساخت کشور چین را با بالاترین کیفیت و مناسب ترین قیمت عرضه نماید.

شما عزیزان میتوانید برای دریافت مشاوره جهت خرید، از طریق شماره های درج شده با مشاورین و مهندسین فنی شرکت تام باهر تماس بگیرید و از آنها راهنمایی بخواهید.