استپر موتور یا سرو موتور؟

ساختار استپر موتور

با کنترل کردن گام های استپرر موتور توسط یک مولد پالس، مانند یک پی ال سی یا کنترلر CNC یا میکروکنترلر استپر موتور، و ارسال آن به درایور استپر موتور، میتوان کنترل سرعت و موقعیت بسیار دقیقی به دست آورد. به همین دلیل استپرر موتورها گزینه هایی مناسب برای استفاده در پروژه هایی هستند که نیاز به کنترل حرکت دقیق دارند. استپرر 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.

استپر موتور

اجزا تشکیل دهنده استپرر موتور

استپرر 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 استپرر 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 استپرر موتور سه فاز، شش سیم خروجی خواهید داشت و در استپرر موتور پنج فاز، ده 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 می­آیند.

روتور  

روتور معمولا بسته به اینکه گشتاور موتور پله ای و طول موتور پله ای چقدر است تعداد طبقات کمتر یا بیشتری دارد. مثلا در یک موتور پله ای که ۴ طبقه است اگر میخواهد طول بیشتری داشته باشد می­تواند تا ۸ طبقه شود که در نتیجه آن گشتاور استپرر موتور بیشتر میشود یا میتواند طول آن به ۲ طبقه کاهش پیدا کند که در آن صورت نیز گشتاور استپر موتور نصف خواهد شد.

قاب استپرر 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 استپر 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.

نحوه عملکرد استپرموتور ۴ فاز را در ویدیوی زیر مشاهده می کنید:

انواع استپرر موتور

  • استپرر موتور ۲ فاز
  • استپرر موتور۳ فاز
  • استپرر موتور ۵ فاز

سرعت کارکرد استپرر موتور

5 فاز > 3 فاز > 2 فاز

دقت کارکرد استپرر موتور

5 فاز> 3 فاز > 2 فاز

صرفه اقتصادی استپرر موتورها

2 فاز > 3 فاز > 5 فاز

مقایسه انواع استپرر موتور از لحاظ کاربرد

استپر موتورهای ۳ فاز بیشتر در حرکتهای با رفت و برگشت زیاد و سریع به کار می روند.

استپر موتورهای ۵ فاز در حرکتهای با سرعت و دقت بالا به کار گرفته می شوند، تا جاییکه یک استپر موتور ۵ فاز با درایور میکرواستپر می تواند دقتی تقریبا معادل یک سرو موتور ۱۷ بیتی داشته باشد.

استپر موتورهای ۵ فاز با درایور معمولی (Full/Half) لرزش بسیار کمی دارند و جز در موارد با دقت زیاد، نیازی به درایور میکرو استپر ندارند.

استپر 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.

رزولوشن استپر موتور

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

استپر موتور دو فاز: 0.9 یا 1.8 درجه

استپر موتور سه فاز: 0.6 یا 1.2 درجه

استپر موتور پنج فاز: 0.75 درجه

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

مزایا و معایب استفاده از استپر موتور

مزایای استپر 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 استپر 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.

سروو موتور

سروو موتور (Servo Motor) یا موتور فرمان‌یار موتوری است که معمولاً در سیستم‌های حلقه بسته کنترل موقعیت، سرعت و گشتاور در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سروو موتور

اصول کار سروو موتور

سروو موتورها بخشی از یک سیستم حلقه‌بسته شامل مدار کنترل، سروو موتور، شفت، پتانسیومتر، چرخ‌دنده، تقویت‌کننده و حتی انکدر یا تفکیک‌کننده (Resolver) هستند.

سروو موتور یک قطعه الکتریکی مجزا و مستقل و ماشینی چرخان با بازده و دقت بالا است. شفت خروجی این موتور قابلیت جابه‌جایی به زوایه، موقعیت و سرعت خاصی را دارد که یک موتور عادی قادر به انجام آ‌ن نیست. سروو موتور از یک موتور عادی تشکیل شده که با یک سنسور برای فیدبک موقعیت کوپل شده است.

کنترل‌کننده مهم‌ترین بخش سروموتور است که برای اهداف مشخصی طراحی می‌شود. سروموتور شامل یک فیدبک موقعیت نیز برای کنترل سرعت و موقعیت چرخشی یا خطی است. سروموتور با یک سیگنال الکتریکی (آنالوگ یا دیجیتال) کنترل می‌شود که مقدار جابه‌جایی را تعیین می‌کند و نشان دهنده موقعیت فرمان نهایی شفت است.

نوعی انکودر که به عنوان سنسور مورد استفاده قرار می‌گیرد، فیدبک سرعت و موقعیت را مهیا می‌کند. این مدار درون محفظه موتور تعبیه شده که معمولاً با سیستم جعبه‌دنده ادغام شده است.

انواع سروو موتورها

سروموتورها را می‌توان بر اساس کاربردی که دارند، در دو دسته سروموتورهای AC و سروموتورهای DC دسته‌بندی کرد.

هر دو نوع موتورهای AC و DC در سیستم‌های سروو مورد استفاده قرار می‌گیرند. علی‌رغم آنکه موتورهای AC جریان بیشتری مصرف می‌کنند، استفاده از آن‌ها در کاربردهای سروو مانند ربات‌ها، کارخانه‌ها و سایر کاربردهای صنعتی رایج‌تر است که در آن‌ها تکرار و دقت بالا مورد نیاز است.

تفاوت سرو موتور و استپر موتور

امروزه انتخاب بین استپر موتور و سروو موتور مسئله مهمی می‌باشد. برای انتخاب این دو محصول معیارهایی مانند گشتاور، هزینه آن ها، شتاب درایو صنعتی و سرعت حائز اهمیت هستند. الکتروموتور و استپر موتور در دو موضوع عمده یعنی ساختار اولیه و چگونگی کنترل با یک دیگر تفاوت دارند.

استپر موتور قطب های زیادی دارد. در مقایسه با آن سرو موتور قطب های کم تری دارد. تعداد بیشتر قطب­ها در استپر موتور موجب شده تا بتوانند صحیح تر و دقیق تر عمل کنند. بنابراین این اجازه را به استپر موتور می دهد که بدون استفاده از فیدبک در بسیاری از کاربردها استفاده شود.

توجه داشته باشید که سرو موتورها در بیشتر اوقات به انکودر دورانی احتیاج دارند تا بتوانند موقعیت شفت موتور را شناسایی کنند؛ به خصوص در مواقعی که به جا به جایی دقیق احتیاج باشد. همچنین توجه داشته باشید که هدایت سرو موتور به یک موقعیت دقیق با کمک سرور خیلی ساده تر می باشد. در مقابل با یک استپر موتور، شفت موتور یک گام به سمت قطب بعدی حرکت می کند.

علت این امر این است که اندازه یک گام در یک موتور ثابت به فرستادن تعداد پالس های صحیح بستگی دارد. این الکتروموتور به راحتی اختلافی که بین موقعیت کنونی انکودر و موقعیتی که به آن ها فرمان حرکت و آن موقعیت را داده می خواند. امروزه کنترل استپ موتور ها نسبت به سرو موتور ها آسان تر می باشد؛ البته توجه داشته باشید که استفاده از این الکتروموتور برای مواقعی که به گشتاور بالا و سرعت بالا نیاز باشد بسیار لازم است.

همچنین سرو موتور ها نسبت به استپر‌موتور ها سریع تر هستند و توانایی به دست آوردن نرخ گشتاور را در سرعت های بالا دارند. همچنین می‌توان گفت که سرو موتورها نسبت به استپر موتور بسیار کم صدا تر هستند.

به طور کلی می‌توان گفت که انتخاب بهترین موتور به معیارهایی برای سیستم شما مانند گشتاور، توان موجود، درایو و شتاب، دقت، موقعیت و … بستگی دارد. همچنین سرو موتورها برای سرعت های بالا و گشتاور های بالا خیلی مناسب هستند؛ در صورتی که استپر موتور بیشتر برای شتاب های کاری پایین و گشتاور های نگهدارنده بالا مناسب هستند.

برای کسب اطلاعات بیشتر کلیک کنید.

برای خرید درایور استپر موتور کلیک کنید.

 

 

 

darvishzadeh.vahid99
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.