فرض کنید در قلب یک کارخانه پیشرفته ایستاده‌اید؛ جایی که هر ماشین و دستگاه با دقتی بی‌نظیر و هماهنگی‌ای بالایی کار می‌کند. بنظرتان چگونه چنین نظمی ممکن است؟ راز این هماهنگی خارق‌العاده، استپر موتورهای صنعتی است. احتمالا سوال بعدی د ذهنتان این است که استپر موتور صنعتی چیست؟ نگران نباشید جواب این سوال را نیز می‌دهیم. استپر موتورها با ساختار ساده و عملکرد قوی خود، قهرمانان بی‌نام و نشان اتوماسیون مدرن هستند که انقلاب عجیبی را در فرآیندهای تولید ایجاد کرده‌اند. این موتورها با حرکات دقیق و کنترل‌شده، مانند نوازندگانی هستند که هر نُت را با ظرافت اجرا می‌کنند. در ادامه با ما همراه شوید تا دنیا شگفت‌انگیز استپر موتورهای صنعتی را کشف کنیم و به بررسی مزایا و معایب استفاده از آن‌ها بپردازیم.
|
اگر می‌خواهید سریع‌تر با استپرموتور صنعتی آشنا شوید و بدانید آیا در کار و حرفه شما به درد می‌‌خورد، از مشاوره رایگان تیم کارشناسان ما استفاده کنید. |
استپر موتور صنعتی چیست؟
فهرست مطالب
استپر موتور صنعتی یک دستگا و ابزار الکترومکانیکی است که در کارهای صنعتی برای تبدیل کردن پالس‌های الکتریکی به حرکات مکانیکی از آن استفاده میشود. استپرموتورهای صنعتی به طور مدام نمی‌چرخند بلکه در مراحل مچرا حرکت می‌کنند و به افراد این قابلیت را می‌دهد تا به طور دقیق روی موقعیت و سرعت کنترل داشته باشند.
وجود قابلیت دقت بالا در استپر موتور صنعتی باعث شده است تا این موتورها به یک انتخاب مناسب برای عملیات‌هایی که نیازمند دقت بالا هستند ( روبایتک، ماشین‌های CNC) تبدیل شوند.
استفاده کردن از این استپر موتورهای در اتوماسیون‌های بزرگ صنعتی یک امر واجب و ضروری است زیرا این موتورها قابل اعتماد و بادوام هستند و همچنین تحمل بارهایی با گشتاور بالا را دارند.
A stepper motor is an electric motor whose main feature is that its shaft rotates by performing steps, that is, by moving by a fixed amount of degrees. This feature is obtained thanks to the internal structure of the motor, and allows to know the exact angular position of the shaft by simply counting how may steps have been performed, with no need for a sensor. This feature also makes it fit for a wide range of applications.
استپر موتور یک موتور الکتریکی است که ویژگی اصلی آن این است که محور آن با انجام مراحل، یعنی با حرکت به میزان ثابتی از درجات، می‌چرخد. این ویژگی به دلیل ساختار داخلی موتور به دست می‌آید و این امکان را می‌دهد که موقعیت زاویه‌ای دقیق محور را تنها با شمارش تعداد مراحل انجام شده، بدون نیاز به حسگر، بدانیم. این ویژگی همچنین استپر موتور را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مناسب می‌سازد
منبع:
monolithicpower.com
اجزای تشکیل‌دهنده استپ موتور صنعتی چیست؟
همانطور که در سوال نیز مشخص است در این بخش می‌خواهیم به سوال اجزای تشکیل دهنده استپرموتور صنعتی چیست پاسخ دهیم.
استپرموتورها از 3 بخش تشکیل شده‌اند:
1. استاتور(Stator)
بخش ثابت در استپرموتور را استاتور می‌‌گویند. در استاتور تعدادی سیم‌پیچ گروه‌بندی شده وجود دارد که این سیم پیچ‌ها به عنوان فاز شناخته می‌شوند. وقتی گفته میشود که یک استپ موتور سه فاز است، مفهوم آن این است که سه گروه سیم‌پیچ در آن وجود دارد که از داخل به یکدیگر متصل شده‌اند. استپ موتورها می‌توانند فازهای مختلفی مانند دو، سه, پنج و… را داشته باشند. در موتورهای استپر امکان دارد که سیم‌ها از داخل به صورت سری یا به صورت موازی به همدیگر متصل شده باشند ولی در نهایت همه آن‌ها از موتور خارج می‌شوند.
2. روتور(Rotor)
روتور دیوار موتور است و اغلب از جنس آهنربای نرم و یا آهنربای دائمی ساخته میشود. بخش روتور با میدان مغناطیسی ایجاده شده توسط استاتور هماهنگ میشود و همین موضوع باعث میشود تا بتواند در مراحل مجرا بچرخد.
3. یاتاقان
یاتاقان‌ها حامی و پشتیبان روتور است و به روتور اجازه می دهد تا به آهستگی درون محفظه داخلی موتور بچرخد. وجود یاتاقان‌ها باعث میشود تا اصطکاک و سایش کاهش پیدا کند و عملکرد موتور بهتر شود.
عملکرد استپر موتور چگونه است؟
اصول کار Stepper Motor به این صورت است که مانند همه موتورهای الکتریکی، stepper motor دارای یک بخش ثابت به نام استاتور و یک بخش متحرک به نام روتور است. بر روی استاتور، دندانه‌هایی قرار گرفته است که سیم‌پیچ‌ها روی آن‌ها پیچیده شده‌اند، در حالی که بخش روتور یا یک آهنربای دائمی است یا یک هسته آهنی با مقاومت متغیر.
اگر بخواهیم اصل کار استپر موتور را خیلی دقیق و بهتر بگوییم، می‌توان گفت:
با انرژی دادن به یک یا چند فاز استاتور، میدان مغناطیسی توسط جریان جاری در سیم‌پیچ تولید میشود و بخش روتور با این میدان هم‌تراز میشود. با تامین متوالی فازهای مختلف، بخش روتور قادر است به میزان مشخصی چرخیده و به موقعیت نهایی مطلوب خود برسد.
انواع مدل‌های استپر موتور صنعتی چیست؟
انواع و ساختار Stepper Motor به این صورت است که عملکرد Stepper Motor از نظر دقت، سرعت و گشتاور، تحت تأثیر جزئیات ساختاری آن قرار دارد. این جزئیاتقادر هستند تا نحوه کنترل موتور را نیز تحت تأثیر قرار دهند. در واقع، همه استپر موتورها ساختار داخلی یکسانی ندارند، زیرا پیکربندی‌ها و طراحی‌های مختلفی برای روتور و استاتور وجود دارد.
1. بخش روتور (Rotor)
در بخش روتور عموما سه نوع دسته بندی وجود دارد که عبارتند از:
· آهنربایی دائمی
این نوع روتور از یک آهنربایی دائم به وجود آمده است که با میدان مغناطیسی تولید شده توسط مدار استاتور هم‌جهت میشود. این آهنربای دائمی به علت گشتاور مناسبی که در سرعت پایین و کم دارد قابلیت این را دارد که در کارهایی مانند چاپکر و درایورهاهای دیسک از آن استفاده شود.
· رلوکتانس متغیر
این نوع روتور از یک هسته آهنی به وجود آمده است و شکل خاصی دارد که به آن اجازه می‌دهد با میدان مغناطیسی هم‌جهت شود. این نوع از استپر موتورهای به پاسخ سریع و هزینه کم مشهوراند. از این موتورها بیشتر در زمانی استفاده میشود که سرعت بالا و گشتاور پایین وجود داشته باشد.
· هیبریدی
این نوع روتور ساختار خاصی دارد که ترکیبی از نسخه‌های آهنربایی دائم و رلوکتانس متغیر است. این نوع طراحی و ساخت به موتور این امکان را می‌دهد که از مزایای نسخه‌های آهنربایی دائم و رلوکتانس متغیر بهره‌مند شود، به ویژه وضوح، سرعت و گشتاور بالا. این عملکرد بالاتر نیازمند ساختار پیچیده‌تری است و بنابراین هزینه بیشتری دارد.
2. بخش استاتور(Stator)
استاتور، بخشی دیگری از موتور است که مسئولیت تولید میدان مغناطیسی برعهده اوست و بخش روتور با آن هم‌جهت میشود. ویژگی‌های اصلی مدار استاتور شامل تعداد فازها و جفت قطب‌ها، همچنین تنظیمات سیم‌کشی است.
تعداد فازها تعداد مفتول‌های مستقل را نشان می‌دهد، در حالی که تعداد جفت قطب‌ها نشان‌دهنده این است که هر فاز چند جفت دندان را اشغال می‌کند. استپرموتورهای دو فازی بیشتر استفاده می‌شوند، در حالی که موتورهای سه فازی و پنج فازی کمتر استفاده می‌شوند.
استپر موتور صنعتی چه مزایایی دارد؟
استپرموتورها دارای مزایای از جمله مزایای زیر هستند:
1. دقت بالا
به دلیل ساختار داخلی، استپر موتورها نیازی به حسگر برای تشخیص موقعیت موتور ندارند، زیرا این موتورها با انجام مراحل حرکت می‌کنند و با شمارش این مراحل می‌توان به راحتی موقعیت موتور را در زمان داده شده دریافت کرد.
2. گشتاور مناسب در سرعت پایین
یک مزیت بسیار کاربردی این استپر موتورها که باعث شده برای حرکات قوی و کنترل‌شده مناسب باشند این است که حتی در سرعت پایین هم می‌توانند گشتاور بالایی را ارائه بدهند.
3. دوام بالا
به دلیل اینمکه استپر موتورها برای کار در محیط‌ها و فضا‌های خشن طراحی و ساخته شده‌اند، بسیار با داوم و قدرتمند هستند.
4. کنترل
با استفاده از موتورهای صنعتی می‌توان سیستم‌های کنترل را بسیار آسان و ساده کرد و حتی هزینه‌ها را نیز کاهش داد.
5. استفاده آسان
کارکردن با استپرموتورها صنعتی تقریبا می‌توان گفت که راحت است و به خاطر قابلیت تطبیق‌پذیری بالایی که دارند می‌توان آن‌ها را در سیستم‌های مختلف ادغام کرد.
6. مقرون به صرفه
در مقایسه کردن سایر موتورها با استپر موتور می‌توان گفت که استپر موتور ساده‌ترین آن‌ها به حساب می‌آید و سیستم کنترل پیچیده‌ای ندارد و نتیجه آن قیمت مناسب آن در مقایسه با سایر موتورها است.
7. تغییر سریع در نحوه عملکرد
استپر موتورهای صنعتی به‌سرعت می‌توانند عملیات را شروع، متوقف و برعکس کنند و همچنین برای برنامه‌هایی که نیاز به تغییرات لحظه‌ای دارند، بسیار مناسب هستند.
معایب استپر موتور صنعتی چیست؟
مانند هر محصول دیگر که در کنار یک‌سری مزایا یک‌سری معایب نیز دارد، استپر موتورهای صنعتی هم همین گونه هستند. معایب استپر موتور صنعتی عباتند از:
1. آلودگی صوتی
از معایب مهمی که در تجربه کاربری این دستگاه به دست آمده است می‌توان به موضوع ایجاد آلودگی صدای زیاد آن اشاره کرد. این صدای زیاد در زمان‌هایی که موتور با بار سنگین تحت فشار است و در فرکانس‌های خاص به وجود می‌آید.
2. راندمان پایین
استپر موتورهای صنعتی در مقایسه با انواع دیگر موتورها مانند سروو موتور، کارایی کمتری دارند؛ مخصوصا اگر قرار باشد در سرعت بالا یا تحت بارهای سنگین کار کند.
3. میزان مصرف برق زیاد
به علت اینکه استپرموتورها به طور پیوسته و مداوم برق مصرف می‌کنند، هزینه‌ها را افزایش می‌دهند.
4. گشتاور محدود در سرعت بالا
گشتاور استپر موتور با افزایش سرعت، کاهش پیدا می‌کند و اگر کار با سرعت بسیار بالایی انجام شود، ممکن است محدودیت ایجاد کند.
سخن پایانی
در این مقاله ما در رابطه با اینکه استپرموتور صنعتی چیست، اجزای تشکیل‌دهنده آن و همچنین مزایا آن صحبت کردیم و به صورت کامل توضیح دادم. به شما عزیزان صادقانه گفتیم که استپرموتور همانطور که یک‌سری مزایا دارد معایبی را نیز شامل میشود که یکی از آن‌ها افزایش برخی از هزینه‌ها است؛ ولی در کنار این موضوع باید به یک مورد دیگر نیز اشاره کرد که استپر موتورهای صنعتی به‌زودی به یکی از ارکان‌های اصلی اتوماسیون و تکنولوژی پیشرو تبدیل خواهد شد. اگر می‌خواهید با این پیشرفت تکنولوژی همگام و همراه باشید، می‌توانید با دریافت مشاوره رایگان از تیم کارشناسان حرفه‌ای تی‌اس‌ویژن، کمک بگیرید.
با تشکر از شما عزیزان که تا این مرحله با همراه ما بوده‌اید؛ اگر سوال بی‌پاسخی در رابطه با استپ موتور صنعتی برای شما باقی مانده است، لطفا در قسمت کامنت با ما در میان بگذارید تا در اسرع‌وقت پاسخگوی شما باشیم.
سوالات متداول
1. منظور از استپر موتور چیست؟
استپرموتور صنعتی یک دستگاه یا سیستم الکترومکانیکی است که پالس‌های الکتریکی را به حرکات مکانیکی مجزا تبدیل می‌کند و این امکان را می‌دهد که شما تا کنترل دقیق موقعیت، سرعت و گشتاور را در اختیار داشته باشید.
2. سروو موتور با استپر موتور چه تفاوتی دارد؟
سروو موتور برای کارهایی با سرعت و گشتاور بالا مناسب هستند، درحالی‌که استپر موتورهای صنعتی در فعالیت‌هایی استفاده می‌شوند که گشتاور بالا و سرعت کم به متوسط دارند.
3. استپر موتور صنعتی از چه بخش‌های تشکیل میشود؟
استپرموتورها از سه بخش استاتور، روتور و یاتاقان به وجود می‌آید که هر کدام از این‌ها نیز خودشان به چند بخش دیگر تقسیم می‌شوند.
برای مطالعه
Stepper Motors Basics: Types, Uses, and Working Principles
