علائم خرابی استپر موتور 5+| استپر موتور چیست
مبانی پایه استپر موتور
هر موتور یک گونه از انرژی را انتقال می دهد. به طور مثال: موتورهای الکتریکی الکتریسته را به نیروی مکانیکی تبدیل می نمایند. و استپر موتور وظیفه انتقال الکتریسته به چرخش را بر عهده دارد. تنها استپر موتور نیست که وظیفه انتقال انرژی الکتریکی به چرخش را بر عهده دارد، قطعات دیگری نیز در این بین وجود دارد که در مقالات بعدی به آن می پردازیم، به عبارت دیگر استپر موتور می تواند علاوه بر موارد ذکر شده میزان چرخش و سرعت انتقال را کنترل نماید. به همین علت استپر موتور یکی از اجزای اساسی و مهم در سیستم برق خودرو می باشد. شرکت بازرگانی اتونیک به عنوان تامین کننده این قطعه بهترین کیفیت و قیمت ایسیو را تضمین می نماید.
علت نامگذاری استپر موتور
علت نامگذاری استپر موتور این است که هر پالس الکتریکی موتور را یک قدم به جلوتر پیش می راند. استپرهای موتور توسط راننده خودروکنترل می شود و با ارسال پالس به داخل موتور شروع به فعالیت و تولید انرژی می نمایند. تعداد پالس هایی که موتور می چرخد برابر است با تعداد پالس هایی که به درایور وارد می شود و موتور با سرعتی برابر با فرکانس همان پالس ها می چرخد.
استپر موتورها به راحتی قابل کنترل هستند. بیشتر راننده ها به دنبال پالس های 5 ولتی می باشند که سطح ولتاژ اکثر مدارها می باشد. شما صرفا نیاز به طراحی یک مدار برای پالس های خروجی یا استفاده از یک مولد پالس ORIENTAL موتور دارید. یکی از ویژگی های قابل توجه در استپرهای موتور توانایی آنها در موقعیت یابی بسیار دقیق است. استپرهای موتور همیشه بی نقص نیستند آن ها اغلب دارای ایراداتی از قبیل عدم دقت کافی هستند. استپرهای موتور فرآیند پاسخدهی را سرعت می بخشند. ازین رو برای حرکت های سریع و کوتاه بسیار مناسب و مورد استفاده می باشند.
سیستم استپرهای موتور
نمودار زیر نشان دهنده سیستم یک استپر موتور معمولی می باشد. تمام بخش ها باید مانند تصویر وجود داشته باشند. نقش و عملکرد هر قطعه بر دیگر قطعات نیز تاثیر می گذارد. اولین قطعه کامیپوتر یا PLC (کنترل کننده قابل برنامه ریزی) می باشد. این قطعه مغز متفکر استپر موتور می باشد. کامیپوتر فقط کنترل کننده استپر موتور نیست بلکه قادر به کنترل بقیه اجزای برقی ماشین نیز می باشد. این قطعه حتی قادر به بالا بردن یک آسانسور یا یک نوار نقاله می باشد. این قطعه می تواند به اندازه یک کامپیوتر PC یا PLC پیچیده باشد یا به اندازه یک دکمه ساده باشد.
بخش دوم کارت ایندکس یا PLC است، این قطعه به استپر موتور فرمان می دهد که چه کاری انجام شود. این قطعه تعداد پالس‌های صحیحی را که موتور حرکت می‌کند تولید می‌کند و فرکانس را تغییر می‌دهد تا موتور شتاب بگیرد، با سرعت کار کند و سپس کند شود.
این قطعه به عنوان یک قطعه جداگانه مانند: نمایه ساز یا یک کارت مولد پالس که در PLC نصب می شود. چهار مورد بعدی درایور ماشین را تشکیل می دهند. سیستم کنترل فاز، پالس ها را از ایندکسر می گیرد و تعیین می کند که در کدام فاز موتور باید روشن شود. هر فاز باید در زمان های مشخصی شروع به فعالیت نمایند، و سیستم کنترل فاز باید باید از این روند محافظت نماید. منبع تغذیه لاجیک یک منبع تغذیه سطح پاِئین می باشد که آی سی های موجود در درایور را تغذیه می نماید.
تمامی این موارد به نحوه برنامه ریزی چیپ ها یا طراحی اپلیکشین بستگی دارد، ولی منابع تغذیه لاجیک در رنج 5 ولت می باشند. منبع تغذیه موتور یک تامین کننده ولتاژ برای راه اندازی و تامین انرژی موتور می باشد. این سطح از ولتاژ معمولا در رنج 24 ولت DC می باشد ولی بیشتر از این میزان نیز می تواند باشد. در نهایت، آمپلی فایر یک ترانزیستور تنظیم شده می باشد که به جریان اجازه می دهد تا فازها انرژی بگیرند. این قطعات به طور مداوم روشن و خاموش می شوندو موتور در بین این سکانس های صحیح شروع به فعالیت می نماید. تمامی این اجزا هستند که مسبب فعالیت موتور می شوند. تمامی این اجزا موتور را تشکیل می دهند تا انرژی لازم جهت حرکت خودرو را فراهم آورند.
انواع استپر موتور
به صورت کلی سه نوع استپر موتور وجود دارند که شامل:
- رلوکتانس متغیر
- مغناطیس دائمی
- هیبرید
استپر موتورهای رلوکتانس دارای دندانه روی چرخ دنده و استاتور هستند، اما فاقد آهنربا نیز می باشند. بنابراین گشتاور هیچ مهاری ندارد. آهنربا دائمی دارای آهنربا برای چرخ دنده است اما دندانه ندارد. معمولاً آهنربای PM دارای زوایای گام خام است، اما دارای گشتاور بازدارنده نیز می باشد.
استپر موتورهای هیبریدی آهنربا را از آهنربای دائمی و دندانه ها را از موتورهای رلوکتانس متغییر ترکیب می کنند. آهنربا به صورت محوری مغناطیسی است به این معنی که در نمودار سمت راست، نیمه بالایی یک قطب شمالی و نیمه پایینی یک قطب جنوب است. روی مگنت دو محفظه چرخ دنده وجود دارد که هر کدام شامل 50 دندانه می باشد. این موتورها دارای دو فاز، همراه با 4 قطب برای هر یک از فازها هستند. قطب های 90 درجه جدا از یکدیگر هر فاز را تشکیل می دهند. روی چرخ دنده 50 دندانه موجود است که زاویه بین آن ها 7.2 درجه می باشد. زمانیکه موتور حرکت می کند.
ساختار استپر موتور
هر استپر موتور ابتدایی شامل دو بخش: یک بخش ثابت و یک بخش چرخ دنده مانند می باشد. روتر در حال گردش از سه جز با عناوین: مخزن روتر 1، مخزن روتر 2 و آهنربای دائمی
عکس زیر یک استپر موتور 5 فاز را نمایش می دهد. هر استپر موتور از یک بخش چرخنده و یک بخش ثابت تشکیل می شود. روتر در حال گردش از سه جز تشکیل که شامل: کاپ روتر 1، کاپ روتر 2 و آهنربای دائمی شده است. بخش ثابت استپر موتور از 10 عدد قطب مغناطیسی همراه با دندانه های کوچک تشکیل شده است. و هر قطب دارای یک سیم پیچ می باشد.
هر سیم پیچ به سیم پیچ قطب مخالف متصل می شود به طوری که هر دو قطب در قطبیت یکسانی مغناطیسی می شوند که جریان از طریق جفت سیم پیچ ارسال می شود. (گذراندن یک جریان از طریق یک سیم پیچ معین، جفت قطب های مخالف را در قطبیت یکسان، یعنی شمال یا جنوب، مغناطیسی می کند.) جفت قطب مخالف یک فاز را تشکیل می دهد. از آنجایی که 10 قطب مغناطیسی یا پنج فاز در این موتور خاص وجود دارد که به آن استپر موتور 5 فاز می گویند. 50 دندانه روی محیط خارجی هر روتر وجود دارد.
استپر موتور 5 فاز
استپر موتور های 5 فاز یک فناوری نسبتا جدید می باشد. یکی از مشخص ترین تفاوت ها بین موتورهای 2 فاز و 5 فاز تعداد قطب ها می باشد. در صورتیکه موتور های دو فاز 8 قطب دارند، در حالی که موتورهای 2 فاز دارای 8 قطب هستند، 4 قطب در هر فاز، موتور 5 فاز دارای 10 قطب، 2 قطب در هر فاز می باشد. روتور مانند موتور 2 فاز است.
روش‌های Drive
چهار روش مختلف درایو برای استپر های موتور وجود دارد:
- درایو موج (مرحله کامل)
- 2 فاز روشن (مرحله کامل)
- 1-2 فاز روشن (نیم مرحله)
- میکرو استپ
متد درایو موج
روش محرک موج برای نشان دادن بهتر این نظریه در نمودار زیر مشخص شده است. در تصویر، هر چرخش 90 درجه ای نشان دهنده 1.8 درجه چرخش روتور در یک موتور واقعی می باشد. در متد wave drive (که با نام متد تکفاز شناخته شده است) تنها یک فاز در این زمان روشن می شود و شروع به فعالیت می نماید. زمانیکه ما به قطب پائینی در فاز A انرژی میدهیم، قطب بالایی روتر را جذب می نماید. ما می توانیدم فاز A را از کار بندازیم و فاز B را راه اندازی کنیم و سپس روتر با زاویه 90 درجه یا 1.8 درجه شروع به چرخیدن می نماید. در هر زمان فقط یکی از فاز ها انرژی می گیرد. درایو موج دارای یک توالی الکتریکی چهار مرحله ای برای چرخش موتور می باشد.
متد دو فاز
در روش “2 فاز روشن”، دو فاز همیشه دارای انرژی هستند.
در تصویر زیر، هر 90 درجه نشان دهنده یک چرخش 1.8 درجه است. اگر هر دو فاز A و B به عنوان قطب پائینی انرژی داشته باشند، قطب بالائی روتر به یک اندازه به هر دو قطب جذب می شود و مستقیماً در مابین قرار می گیرد. به ترتیبی که فازها انرژی می گیرند، روتر می چرخد تا بین دو قطب برق دار قرار بگیرد. متد دو فاز روشن دارای چهار مرحله الکتریکی می باشد برای چرخش موتور می باشد.
مزیت روش های 2 فاز روشن نسبت به یک فاز روشن چه می باشد؟ پاسخ تفاوت در گشتاور می باشد. در روش یک فاز روشن فقط یک فاز در یک زمان عمل می کند، بنابراین ما یک واحد گشتاور داریم که روی روتور عمل می کند. در روش «2 فاز روشن» دو واحد گشتاور در روتور خواهیم داشت.
موتورهای پنج فاز کمی متفاوت هستند. به جای استفاده از روش دو فاز روشن، از روش چهار فاز روشن استفاده می کنیم. هر بار که 4 فاز را روشن می کنیم و موتور یک قدم برمی دارد. موتور پنج فاز از یک توالی الکتریکی 10 مرحله ای عبور می کند.
نتیجه گیری
در نتیجه، استپرهای موتور برای برنامه های موقعیت یابی بسیار عالی و مناسب هستند. استپر های موتور را می توان به طور دقیق از نظر فاصله و سرعت به سادگی با تغییر تعداد پالس ها و فرکانس آنها کنترل کرد. تعداد قطب های بالای آنها به آنها دقت می کند در حالی که در همان زمان حلقه باز را اجرا می کنند. اگر اندازه مناسبی برای کاربرد داشته باشد، استپر موتور هرگز یک مرحله را از دست نخواهد داد. و چون نیازی به بازخورد موضعی ندارند، بسیار مقرون به صرفه هستند.
