استپ موتور چیست ؟ موتور پله ای نوعی از موتور dc است که به صورت گسسته حرکت میکند. درون موتور پله ای چندین سیم پیچ وجود دارد که در گروه هایی به نام فاز قرار داده شده اند. با عبور الکتریسیته از هر یک از این فازها، موتور با سرعت یک گام در واحد زمانی به چرخش در می آید.

ساختار استپ موتور

با کنترل کردن گام های استپ موتور توسط یک مولد پالس، مانند یک پی ال سی یا کنترلر CNC یا میکروکنترلر کنترلر استپ موتور، و ارسال آن به درایور استپ موتور، میتوان کنترل سرعت و موقعیت بسیار دقیقی به دست آورد. به همین دلیل استپر موتورها گزینه هایی مناسب برای استفاده در پروژه هایی هستند که نیاز به کنترل حرکت دقیق دارند. استپ موتور ها در اندازه ها و انواع مختلف با مشخصات الکتریکی متفاوت برای کارهای صنعتی مختلفی وجود دارند که بر حسب نیاز متیوان یکی از آن ها را انتخاب کرد.

اجزا تشکیل دهنده استپ موتور

استپ موتور از قسمت های استاتور، روتور و قاب های سر و انتها تشکیل شده است.

استاتور : در قسمت استاتور تعدادی سیم پیچ با هم گروه بندی شده اند. مثلا در استپ موتور دو فاز دو گروه سیم پیچ میبینید که از داخل با هم اتصال دارند که نهایتا چهار سیم از آن ها بیرو ن آمده که دو به دو به هر کدام به گروه سیم چیپ ها متصل اند. در استپ موتور سه فاز شش سیم خروجی خواهید داشت و در استپ موتور 5 فاز 10 سیم خروجی. البته این نکته باید گفته شود که در موتور های پله ای گاها این ده سیم یا شش سیم از داخل با یکدیگر سری یا موازی میشوند و بیرون می آیند.

روتور : روتور معمولا بسته به اینکه گشتاور موتور پله ای و طول موتور پله ای چقدر است تعدا دطبقات کمتر یا بیشتری دارد. مثلا در یک موتور پله ای که 4 طبقه است اگر میخواهد طول بیشتری داشته باشد میتواند تا 8 طبقه شود که در نتیجه آن گشتاور استپ موتور بیشتر میشود یا میتواند طول آن به 2 طبقه کاهش پیدا کند که در آن صورت نیز گشتاور استپ موتور نصف خواهد شد.

قاب استپ موتور : در تمامی موتور های پله ای بر خلاف باقی موتورها که بوش و بلبرینگ وجود دارد در موتور پله ای در دو طرف فقط بلبرینگ می بینید. علت عمر بالای استپ موتور هم همین موضوع است یعنی اثری از ذغال نمیبینید که بخواهد تمام شود یا اینکه بوشی وجود ندارد که بوش بخواهد جا بیندازد و خراب شود و عملکرد موتور پله ای با مشکل مواجه شود.

همچنین بخوانید: راه اندازی استپ موتور در ۱۰ دقیقه (آموزش جامع تصویری)

انواع استپ موتور (استپ موتور 2 فاز ، استپ موتور 3 فاز و استپ موتور 5 فاز)؛ مشخصات فنی و مقایسه آنها

سرعت کارکرد استپ موتور

5 فاز > 3 فاز > 2 فاز

دقت کارکرد استپ موتور

5 فاز> 3 فاز > 2 فاز

صرفه اقتصادی استپ موتورها

2 فاز > 3 فاز > 5 فاز

موجودی بازار

2 فاز > 5 فاز > 3 فاز

مقایسه انواع استپ موتور از لحاظ کاربرد

  • استپ موتورهای 3 فاز بیشتر در حرکتهای با رفت و برگشت زیاد و سریع به کار می روند.
  • استپ موتورهای 5 فاز در حرکتهای با سرعت و دقت بالا به کار گرفته می شوند، تا جاییکه یک استپ موتور 5 فاز با درایور میکرواستپ می تواند دقتی تقریبا معادل یک سرو موتور 17 بیتی داشته باشد.
  • استپ موتورهای 5 فاز با درایور معمولی (Full/Half) لرزش بسیار کمی دارند و جز در موارد با دقت زیاد، نیازی به درایور میکرو استپ ندارند.
  • استپ موتور های دو فاز با درایور معمولی (Full/Half) لرزش زیادی دارند و می بایست برای حذف لرزش آنها از روشهای مکانیکی استفاده نمود.
  • به صورت کلی، اگر در پروژه های خود از سرو موتور (+گیربکس) استفاده می کنید، ولی به سرعت بالایی نیاز ندارید (کمتر از 500RPM) و گشتاور مورد نیازتان نیز کمتر از 30N.M است، می توانید جهت کاهش هزینه های خود به موتور پله ای فکر کنید.

میکرو استپ در درایور استپ موتور به چه معناست؟

گام حرکت پیش فرض موتور های پله ای به طور عمومی به این صورت است:

  • استپ موتور دو فاز: 0.9 یا 1.8 درجه
  • استپ موتور سه فاز: 0.6 یا 1.2 درجه
  • استپ موتور پنج فاز: 0.75 درجه

این به این معنی است که با ولتاژدهی فاز بعدی نسبت به فاز قبلی، این مقدار زاویه توسط استپ موتور طی خواهد شد.

میکرواستپ در درایور استپ موتور چگونه عمل می کند؟

درایورهای میکرواستپ بجای آنکه ولتاژ را به صورت صفر و یک به فازهای متوالی موتور تحویل دهند، آن را تقسیم نموده و به عنوان مثال در میکرواستپ با تقسیمات 16، در مرحله اول 1/16 ولتاژ را به فاز اول و 15/16 آن را به فاز دوم تحویل می دهند. در مرحله دوم 2/16 را به فاز اول و 14/16 را به فاز دوم. و به این ترتیب رزولوشن حرکت موتور را ریزتر و دقیقتر می کنند.

میکرواستپ بالا چه تأثیری دارد؟

این امر باعث می شود دقت حرکت موتور پله ای بالا رفته و در عین حال لرزش موتور پله ای بمقدار زیادی کنترل شود.

میکرواستپ بالا چه معایبی دارد؟

در میکرو استپ های بالا، باعث کاهش گشتاور موتور شده و احتمال گم کردن پالس نیز زیاد می شود.

 

همچنین این صفحه را ببینید: کاتالوگ استپ موتور

مزایا و معایب استفاده از استپ موتور

مزایای استپ موتور : با هزینه خیلی کم پروژه های کنترل موقعیت میتوان انجام داد. ابعاد کوچکی دارند و در ابعاد کوچک گشتاور زیادی میتوانند اعمال کنند. سایزبندی های مختلف دارند و بسته به پروژه های مختلف میتوان از آن ها استفاده کرد. درایورهای آن ها درایور های ساده ای است و کار با آن ها ساده است.

معایب استپ موتور : در سرعت های خیلی بالا نمیتوانند کار بکنند. اگر در پروژه اینرسی بار زیاد باشد احتمال اینکه خطایی رخ دهد وجود دارد و آن خطا باید به نوعی اصلاح شود به این صورت که درسیستم کالیبراسیون قرار داد یا انیکه انکودری داشته باشید تا خطاها را تشخیص دهد.

نسل جدید استپ موتورها (ezi-servo) چگونه کار می کند و چه مزایایی در مقایسه با سرو موتورهای ac دارد ؟

ایزی-سروو ها (Ezi-Servo)، استپ موتورهای انکودردار (Closed-Loop Step Motor) هستند که با درایور استپ موتور مربوطه می توانند به صورت سرو (حلقه بسته) و با دقت بالا عمل نمایند.

استپ موتورها (ezi-servo)

ایزی-سرو ها در مقایسه با سرو موتورهای معمول AC موجود در بازار:

1- قیمت پایین تر نسبت به سرو موتورهای با گشتاور مساوی دارند.

2- ابعاد کوچکتر نسبت به سرو موتورهای با گشتاور مساوی دارند.

3- با توجه به اینکه در دور پایین، گشتاور بالایی تولید می کنند، جایگزین مناسبی جهت ترکیب « سرو موتور + گیربکس خورشیدی » در CNC ها بوده و با قیمت پایین تر، بدون لقی عمل می نمایند.

4- با توجه به ساختار استپ این نوع موتورها، از خطاهای ناشی از Tuning ناصحیح سرو موتور در تثبیت موقعیت جلوگیری می شود.

5- با توجه به میکرو استپ بودن درایور این موتورها، هیچ گونه لرزشی در هنگام کار وجود ندارد.

6- تقریبا همیشه در سروو موتور ها در هنگام کنترل موقعیت، خطای ناشی از Overshoot وجود خواهد داشت که در ساختار استپ گونه سرو استپ ها چنین خطایی رخ نمی دهد.

7-این نوع موتورها با توجه به ساختار استپ آن، نمی توانند در دورهای بالا کار کنند.

 

 

پاسخ به یک پرسش: برای استپ موتور درایور آماده بخریم یا خودمان آن را بسازیم ؟

موتور های پله ای قیمت مناسبی دارند. یعنی اگر بخواهید یک پروژه کنترل موقعیت را با یک موتور دیسی انکودر دار یا یک موتور ایسی اینورتر دار یا یک سرو ایسی انجام دهید همه این ها در مقایسه با پروژه ای که با استپ موتور و درایور انجام میشود قطعا هزینه استپ موتور و درایور هزینه مناسب تری خواهد بود و در تیراژ برای دستگاه هایی که قرار است در تعداد زیاد تولید شود قطعا هزینه تمام شده موتور پله ای خیلی مناسب تر خواهد بود.

بعضی افراد در پروژه هایی که تعداد مصرف موتور زیاد است درایور را خودشان میسازند و این امکان وجود دارد البته ما این پیشنهاد را نمیدهیم که برای پروژه هایی با تعداد پایین خودتان درایور استپ موتور بسازید، چون سعی و خطا برای ساخت درایور استپ موتور و هزینه های طراحی و سعی و خطا انقدر زیاد است که برای تعداد کم به صرفه نیست و اگر پروژه ای دارید که حداقل 100 موتور پله ای در آن استفاده میشود میتوان به این گزینه فکر کرد در غیر این صورت پیشنهاد داده میشود که از درایورهای استاندارد موجود در بازار استفاده شود.