Step Motorlar Nasıl Çalışır?

Bu yazıda step motor hakkında bilgi edineceğiz. Kademeli motorun ne olduğunu, temel çalışma mekanizmasını, kademeli motor türlerini, kademeli modları ve son olarak avantajlarını ve dezavantajlarını keşfedeceğiz.

Step motor nedir?

Step motor fırçasız bir motordur, dönen mili (rotor) belirli bir adımda bir dönüşü tamamlar. Kademeli dönme özelliğinden dolayı step motor adını alır.

Step motor sağlar dönme açısı üzerinde hassas kontrol ve hız. Açık döngü bir tasarımdır, yani dönüşü izlemek için hiçbir geri bildirim mekanizması uygulanmaz.

Hızını değiştirebilir, dönüş yönünü değiştirebilir ve anında tek bir pozisyonda kilitlenebilir. Adım sayısı rotorda bulunan diş sayısına göre belirlenir. Örneğin: eğer bir step motor 200 dişten oluşuyorsa,

360 (derece) / 200 (diş yok) = 1.8 derece

Yani her adım 1.8 derece olacaktır. Step motorlar, mikrodenetleyiciler ve sürücü devresi tarafından kontrol edilir. Lazer yazıcılarda, 3D yazıcılarda, optik sürücülerde, robotikte vb. Yaygın olarak kullanılmaktadır.

Temel çalışma mekanizması:

Bir step motor, stator veya motorun hareket etmeyen parçası olarak adlandırılan yalıtılmış bakır telle sarılmış birkaç kutuptan oluşabilir. Motorun hareketli kısmı birkaç dişten oluşan rotor olarak adlandırılır.

Bir direğe enerji verildiğinde, en yakın dişler o enerjili kutupla hizalanacak ve rotor üzerindeki diğer diş, diğer enerjisiz kutuplarla hafifçe kaymış veya hizalanmamış olacaktır.

Bir sonraki kutbun enerjisi kesilecek ve önceki kutbun enerjisi kesilecek, şimdi hizalanmamış kutuplar halihazırda enerjilenmiş olan kutup ile hizalanacak, bu tek bir adım atacaktır.

Bir sonraki kutup enerjilenir ve önceki kutbun enerjisi kesilir, bu başka bir adım atar ve bu döngü bir tam dönüş yapmak için birkaç kez devam eder.

İşte step motorun nasıl çalıştığı çok basit bir örnek:

Genel olarak rotor dişleri, kuzey ve güney kutbu dönüşümlü olarak düzenlenmiş mıknatıslardır. Kutuplar gibi itici ve kutup çekmenin aksine, artık kutup sargısı 'A' enerjilendirilir ve enerjili kutbu Kuzey Kutbu olarak ve rotoru Güney Kutbu olarak kabul eder, bu, resimde gösterildiği gibi rotorun güney kutbunu kutup 'A' statoruna doğru çeker.

Artık A kutbunun enerjisi kesilmiş ve 'B' kutbuna enerji verilmiştir, şimdi rotorun güney kutbu 'B' kutbu ile hizalanacaktır. Benzer kutup 'C' ve kutup 'D', bir dönüşü tamamlamak için aynı şekilde enerji verecek ve enerjisi kesilecektir.

Şimdiye kadar bir step motorun çalışma mekanizmasının nasıl olduğunu anlıyorsunuz.

Step motor türleri:

Üç tür step motor vardır:

• Kalıcı mıknatıs kademeli
• Değişken isteksiz step
• Hibrit senkron step

Kalıcı Mıknatıs step:

Kalıcı mıknatıslı step motorlar, rotorda alternatif kutup şeklinde (Kuzey-Güney-Kuzey-Güney ……) düzenlenmiş kalıcı mıknatıs dişleri kullanır, bu daha fazla tork sağlar.

Değişken isteksiz step:

Değişken isteksiz adımlayıcı, rotor olarak birkaç diş sayısına sahip yumuşak demir malzeme kullanır ve minimum isteksizliğin minimum boşlukta meydana gelmesi prensibine göre çalışır; bu, bir metalin çekilmesi gibi, rotorun en yakın dişlerinin enerji verildiğinde direğe doğru çekildiği anlamına gelir. bir mıknatısa doğru.

Hibrit senkron step:

Hibrit kademeli motorda, maksimum tork elde etmek için yukarıda belirtilen yöntemlerin ikisi de birleştirilir. Bu, en yaygın step motor tipi ve aynı zamanda pahalı bir yöntemdir.
Adım modları:

3 tür adım modu vardır

• Tam adım modu
• Yarım adım modu
• Mikro adım modu

Tam Adım modu:

Tam adım modunda aşağıdaki örnekle anlaşılabilir: eğer bir step motorun 200 dişi varsa, bir tam adım 1.8 derecedir (bu makalenin başında verilmiştir) 1.8 dereceden daha az veya daha fazla dönmeyecektir.

Tam adım ayrıca iki türe ayrılır:

• Tek fazlı mod
• İki fazlı mod

Her iki faz modunda da rotor bir tam adım atar, bu ikisi arasındaki temel fark, tek modun daha az tork vermesi ve iki fazlı modun daha fazla tork vermesidir.

• Tek Faz modu:

Tek fazlı modda, belirli bir zamanda yalnızca bir faza (bir grup sargı / kutup) enerji verilir, en az enerji tüketen yöntemdir ancak aynı zamanda daha az tork verir.

• İki Faz modu:

İki fazlı modda, belirli bir zamanda iki faza (iki grup sargı / kutup) enerji verilir, tek fazlı moddan daha fazla tork üretir (% 30 ila% 40).

Yarım adım modu:

Motorun çözünürlüğünün iki katı için yarım adım modu yapılır. Adından da anlaşılacağı gibi yarım adımda tam 1,8 derece yerine bir tam adımın yarısını alır, yarım adım 0,9 derece alır.
Yarım adım, alternatif olarak tek faz modu ve çift faz modu değiştirilerek elde edilir. Mekanik parçalar üzerindeki gerilimi azaltır ve dönüşteki düzgünlüğü artırır. Yarım adım, torku yaklaşık% 15 azaltır. Ancak motora uygulanan akım artırılarak tork artırılabilir.

Mikro adımlama:

En düzgün dönüş için mikro adımlama yapılır. Bir tam adım, 256 adıma bölünür. Mikro adımlama için özel mikro adım denetleyicisine ihtiyaç vardır. Torku yaklaşık% 30 oranında azalır.

Sürücülerin sıvı dönüşü için sinüzoidal dalga girmesi gerekir. Sürücüler, 90 derece faz çıkışlı iki sinüzoidal giriş verir.

Dönme üzerinde en iyi kontrolü sağlar ve mekanik gerilimi önemli ölçüde azaltır ve çalışma gürültüsünü azaltır.

Step motorun temel avantajları ve dezavantajları aşağıdaki noktalarla öğrenilebilir:

Avantajlar:

• Açısal dönüş üzerinde en iyi kontrol.
• Yavaş hızda yüksek tork.
• Dönüş yönünde anlık değişim.
• Minimal mekanik yapı.

Dezavantajları:

• Rotoru sabit konuma kilitlemek için yapılan bu, dönüş olmadığında bile güç tüketilir.
• Dönme hatalarını düzeltmek ve mevcut konumu izlemek için hiçbir geri bildirim mekanizması yoktur.
• Karmaşık sürücü devresine ihtiyaç duyar.
• Tork, daha yüksek hızda azaltılır.
• Motoru daha yüksek hızda kontrol etmek kolay değildir.