ما در این مقاله قصد داریم هرآنچه که باید درمورد سروو موتور بدانید را توضیح دهیم.
تعریف استپ موتور
استپر موتور (Stepper Motor) یا موتور پله‌ای نوعی از موتور الکتریکی DC است که می‌تواند 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 می‌شود موتور یک زاویه دقیق بچرخد، معمولاً 1.8 درجه ، موقعیت موتور را می‌توان بدون استفاده از مکانیسم فیدبک کنترل کرد.
بنابراین یک استپ موتور، انرژی الکتریکی یا یک پالس دیجیتال ورودی را به چرخش محور مکانیکی تبدیل می‌کند.
وظایف درایو در استپ موتور چیست؟
درایو استپ موتور (Stepper Motor Driver) یک قطعه الکترونیکی است که وظیفه کنترل حرکت یک استپ موتور را بر عهده دارد. استپ موتورها معمولاً با حرکت‌های گام به گام خود شناخته می‌شوند و در مقایسه با موتورهای DC سنجیده تر و ساده‌تر به نظر می‌آیند.
وظایف اصلی درایو استپ موتور عبارتند از:
1. تحویل پالس‌ها به موتور: درایو استپ موتور، سیگنال‌های کنترلی به نام پالس‌ها را از کنترلر یا میکروکنترلر دریافت می‌کند و این پالس‌ها را به موتور منتقل می‌کند. هر پالس موتور را یک گام حرکت می‌دهاند.
2. تعیین جهت حرکت: درایو استپ موتور بر اساس جهت پالس‌های دریافتی، تعیین می‌کند که موتور به سمت جلو یا عقب حرکت کند.
3. کنترل جریان: برخی از درایوهای استپ موتور دارای قابلیت کنترل جریان هستند. این ویژگی می‌تواند برای بهینه‌سازی عمر و عملکرد موتور مفید باشد.
4. مدیریت میکرواستپ: برخی از درایوهای استپ موتور امکان اجرای میکرواستپ را دارند که به افزایش دقت حرکت موتور کمک می‌کند.
5. محافظت در برابر افزایش جریان و دما: درایو استپ موتور ممکن است دارای محافظت‌هایی نظیر محدود کردن جریان و یا حفاظت در برابر افزایش دما باشد تا موتور در شرایط ایمن عمل کند.
در کل، درایو استپ موتور با ایجاد سیگنال‌های کنترلی مناسب، موتور را به گام‌های دقیق حرکت می‌دهد و برای کاربردهایی که نیاز به حرکت دقیق و کنترل‌شده دارند، استفاده می‌شود.
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 دسته‌ها و ویژگی‌های آن ها به خوبی آشنایی داشته باشید.
به طور کلی استپ موتورهای کمپانی JMC-BAHER به سه دسته تقسیم بندی می‌شوند:
استپ موتور هیبرید
سروو موتور استپ هیبرید
سروو موتور استپ مجتمع
انواع درایور استپر موتور پله‌ای
درایورهای موتور پله‌ای مختلفی در بازار موجود است که ویژگی‌های متفاوتی را برای کاربردهای خاص به نمایش می‌گذارد. مهمترین
ویژگی‌ها شامل رابط ورودی است. رایج ترین مدل‌ها عبارتند از:
Step/Direction
با ارسال یک پالس روی پایه پله، درایور خروجی خود را به گونه‌ای تغییر می‌دهد که موتور یک مرحله را انجام می‌دهد و جهت آن با سطح روی پایه Direction تعیین می‌شود.
Phase/Enable
برای هر فاز سیم پیچ استاتور، Phase جهت جریان را تعیین می‌کند و در صورت برق‌دار شدن فاز، تریگر را فعال می‌کند.
PWM
سیگنال‌های گیت FET های سمت پایین و بالا را به طور مستقیم کنترل می‌کند.
یکی دیگر از ویژگی‌های 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 می‌کند. گشتاور ایجاد شده و سرعت اجرای مراحل فقط به مشخصات موتور و بار بستگی دارد.
درایورهای کنترل جریان پیشرفته‌تر هستند، زیرا جریان عبوری از سیم پیچ فعال را تنظیم می‌کنند 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 گروه‌هایی به نام فاز تقسیم بندی شده‌اند از هریک از این فازها الکتریسیته عبور می‌کند که باعث می‌شود موتور با سرعت یک گام بچرخد.
موتورهای پله‌ای دارای دو جزء هستند؛
استاتور (ثابت): بخشی از موتور است که روی آن، دندانه‌هایی وجود دارد که سیم پیچ‌ها روی هم پیچ شده‌اند.
روتور (متحرک) یک آهنربای دائمی یا یک هسته آهنی با رلوکتانس متغیر است.
زمانی که به یک یا چند فاز استاتور انرژی داده می‌شود، توسط جریانی که در سیم پیچ می‌گذرد یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود و روتور با این میدان هماهنگ می‌شود.
با تامین فازهای مختلف به صورت متوالی می‌توان 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 پیچ‌های استاتور به حرکت در می‌آید، و باعث می‌شوند که روتور را به حرکت درآورند و همینطور قطب‌های قطبی ناهم‌نام ایجاد می‌کنند.
روتور با رلوکتانس متغیر
این نوع از موتور پله‌ای از روتور آهنی نرم غیر مغناطیسی استفاده می‌کند. روتور دارای دندانه‌هایی است که از استاتور جدا شده‌اند، و همانطور که سیم پیچ‌ها را به ترتیب خاصی فعال می‌کنیم؛ روتور به ترتیب حرکت می‌کند تا حداقل فاصله بین استاتور و دندانه‌های روتور داشته باشد.
روتور هیبریدی
موتور هیبریدی سنکرون ترکیبی از دو استپر قبلی است؛ دارای روتور دندانه‌دار آهنربایی دائمی و همچنین استاتور دندانه‌دار است. روتور دارای دو بخش است که از نظر قطبیت مخالف یکدیگر هستند.
مزایا و معایب استپ موتور
اکنون که اصول کار موتورهای پله‌ای را فهمیدیم، بهتر است که مزایا و معایب استپر موتور را در مقایسه با انواع دیگر موتورها بررسی کنیم.
مزایای استپر موتور
موتورهای پله‌ای به دلیل ساختار داخلی خود نیازی به سنسور برای تشخیص موقعیت موتور ندارند. از آنجایی که موتور با انجام «پله‌ها» 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، می‌توانید 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 استپر موتور
اگر گشتاور بار خیلی زیاد باشد، ممکن است یک پله را از دست بدهند و این بر کنترل تأثیر منفی می‌گذارد، 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 می‌کنند، که راندمان را کم می‌کند و می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد شود.
موتورهای پله‌ای گشتاور پایینی دارند و در سرعت‌های بالا بسیار پر سر و صدا می‌شوند.
در نهایت، موتورهای پله‌ای چگالی توان کم و نسبت گشتاور به اینرسی پایینی دارند.
به طور خلاصه، موتورهای پله‌ای 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 پله‌ای
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 می‌شود، از جمله:
چاپگرهای سه بعدی
CNC
دوربین‌ها
روباتیک
ماشین آلات بسته بندی
موتورهای پله‌ای 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 می‌دهد مهارت و کارایی را در طیف وسیعی از کاربردها و صنایع افزایش دهند. به این ترتیب، کاربرد استپ موتور به طور گسترده برای استفاده در تجهیزات اتوماسیون و کنترل است.
برای خرید استپ موتور به چه نکاتی توجه کنیم
در خرید استپ موتور، برخی نکات مهم برای انتخاب مناسبند. در زیر به برخی از این نکات اشاره شده است:
1. توان (Holding Torque): توان نگه‌داشتن (Holding Torque) نشان‌دهنده گشتاوری است که موتور می‌تواند در حالت استراحت یا نگه‌داشتن نگه دارد. بر اساس نیازهای کاربردی خود، موتور با توان نگه‌داشتن مناسب را انتخاب کنید.
2. گام‌ها در هر دور: تعداد گام‌ها در هر دور نشان‌دهنده دقت و تفکیک حرکت موتور است. انتخاب گام‌های با تفکیک بالا مهم است.
3. ولتاژ و جریان نامی: مطمئن شوید که ولتاژ و جریان نامی موتور با ویژگی‌های درایو (مثل درایو استپ موتور) همخوانی دارند.
4. نوع میکرواستپ: برخی از استپ موتورها امکان اجرای میکرواستپ را دارند که به دقت و انعطاف بیشتر در حرکت کمک می‌کند. این موضوع بر اساس نیاز به دقت در حرکت مشخص می‌شود.
5. دما و محیط کاری: اگر در محیط‌های خاصی مانند محیط‌های با دماهای بالا یا پر گرد و غبار کار می‌کند، مطمئن شوید که موتور مقاوم در برابر این شرایط است.
6. نوع شفت: نوع شفت موتور نیز مهم است. اطمینان حاصل کنید که شفت موتور با نیازهای اتصال شما سازگار است.
7. قیمت و بودجه: هزینه موتور نیز بر اساس بودجه و نیازهای پروژه باید در نظر گرفته شود.
8. برند و اعتبار تولیدکننده: انتخاب از بین برندهای معتبر و با اعتبار باعث افزایش اطمینان از کیفیت موتور می‌شود.
با توجه به این نکات، می‌توانید موتور استپ مناسب برای نیازهای خود را انتخاب کنید.
قیمت استپ موتور
چندین عامل در رابطه با قیمت استپ موتور تاثیر گذار می‌باشد از جمله: مشخصات فنی، برندهای مختلف، میزان گشتاور، سبک طراحی، امکانات و محدودیت‌های آنها و…
استپ موتورهای ارائه شده در فروشگاه تام باهر دارای گشتاورهای بالا و ارتعاشات کم هستند و بنابراین در سرعت‌های پایین به نرمی کار می‌کنند.
نکات مهم در خرید درایو استپ موتور مناسب
در خرید درایو (Driver) مناسب برای استپ موتور، برخی نکات مهم به شرح زیر هستند:
1. توان و ولتاژ: مطمئن شوید که درایو قادر به تأمین توان و ولتاژ مورد نیاز استپ موتور شما باشد. هماهنگی توان درایو و استپ موتور اهمیت دارد.
2. جریان نامی و کنترل جریان: بر اساس جریان نامی موتور، درایو باید قابلیت کنترل جریان را داشته باشد تا جریان بهینه به موتور تأمین شود و از گرمای زیاد جلوگیری شود.
3. میکرواستپ و دقت کنترل: مطمئن شوید که درایو از قابلیت اجرای میکرواستپ پشتیبانی می‌کند. این ویژگی برای افزایش دقت در حرکت موتور مفید است.
4. سرعت و طیف فرکانسی: درایو باید قادر به تنظیم و کنترل سرعت موتور باشد و طیف فرکانسی آن به نیازهای کاربردی شما پاسخ دهد.
5. قابلیت اتصال به کنترلرهای مختلف: اطمینان حاصل کنید که درایو قابلیت اتصال به کنترلرهای مختلف و ارتباط با سیستم‌های مختلف را داراست.
6. محافظت در برابر اضافه جریان و گرمای زیاد: وجود قابلیت‌های محافظتی در درایو مثل محدود کردن جریان و حفاظت در برابر گرمای زیاد از موتور مهم است.
7. برند و اعتبار تولیدکننده: انتخاب از بین برندهای معتبر باعث اطمینان از کیفیت درایو می‌شود.
8. قابلیت پیکربندی و تنظیمات سفارشی: درایو باید امکان پیکربندی و تنظیمات سفارشی را فراهم کند تا به نیازهای خاص پروژه شما پاسخ دهد.
9. هزینه: هزینه درایو نیز باید با بودجه مورد نظر شما همخوانی داشته باشد.
با توجه به این نکات، انتخاب درایو مناسب برای استپ موتور بهبود کنترل و عملکرد موتور را تضمین می‌کند.
لیست انواع مدل‌های موجود استپ موتور درایو برند JMC-BAHER در شرکت تام باهر
استپ موتور و درایو45kg.cm (4.5نیوتن .متر)، نما34، زوایه1.8 درجه، رنج جریان قابل تنظیم توسط درایو1.5 تا 6 امپر
استپ موتور و درایو 85kg.cm (8.5نیوتن .متر) نما34، زوایه1.8 درجه، رنج جریان قابل تنظیم توسط درایو1.5 تا 6 امپر
استپ موتور و درایو kg.cm 120 (12نیوتن . متر) نما34، زوایه1.8 درجه، رنج جریان قابل تنظیم توسط درایو 1.5 تا 6 امپر
استپ موتور و درایو بدون انکدر (چهارسیم)، نما23، گشتاور 2.2 نیوتن.متر یا 22 کیلوگرم .سانتیمتر
استپ موتور و درایو بدون انکدر( هشت سیم )، نما 23، گشتاور 0.85 نیوتن متر یا 8.5کیلوگرم .سانتی متر
استپ موتور و درایوkg.cm 45انکدردار( 4.5نیوتن . متر)، نما34 ، زاویه هر استپ1.8 درجه، ماکزیمم جریان خروجی درایور 8 آمپر، ماکزیمم فرکانس پالس ورودی200 کیلو هرتز
استپ موتورو درایو 85 kg.cm انکدر دار(8.5 نیوتن . متر)، نما34 ، زاویه هر استپ1.8 درجه ، ماکزیمم جریان خروجی درایور 8 آمپر، ماکزیمم فرکانس پالس ورودی200 کیلو هرتز
استپ موتورو درایو 120kg.cm انکدردار(12 نیوتن . متر) ، نما34 ، زاویه هر استپ1.8 درجه ، ماکزیمم جریان خروجی درایور 8 آمپر،ماکزیمم فرکانس پالس ورودی200 کیلو هرتز
خرید استپ موتور
استپ موتور درایو برند JMC-BAHER دارای کیفیت بالا و قیمت مناسب است. تمامی محصولات الکتریکال شرکت تام باهر از پشتیبانی و خدمات پس از فروش برخوردار است.
شرکت تام باهر توانسته بین رقبای خود بهترین برند استپ موتور JMC BAHER ساخت کشور چین را با بالاترین کیفیت و مناسب‌ترین قیمت عرضه نماید.
شما می‌توانید برای دریافت مشاوره جهت خرید، از طریق شماره‌های درج شده با مشاورین و مهندسین فنی شرکت تام باهر تماس بگیرید و از آنها راهنمایی بخواهید.
جهت اطلاع از قیمت و کسب اطلاعات بیشتر با شماره‌های 33933654-021 و 33973282-021 تماس بگیرید.
