می خواهید بدانید که درایو استپ موتور چیست و چگونه کار می کند و چه چیزی را به حرکت در می آورد؟ به راحتی همه آنچه را که باید در مورد درایو استپ موتور بدانید در این مقاله بیاموزید! درایور استپ موتور یا راه انداز موتور پله ای، مداری است الکتریکی که سیگنال های خاموش و روشن شدن سیم پیچ هارا، به استپ موتور ارسال می کند. در متن زیر، نگاهی به عملکرد این فناوری شگفت‌انگیز خواهیم داشت،با ما همراه باشید.
انواع درایور استپ موتور
درایوهای استپ موتور بر اساس تعداد فازهای موتور استپ موتوری که کنترل می کنند، به دسته های مختلفی تقسیم می شوند. رایج ترین انواع عبارتند از:
- درایور استپ موتور تک فاز: این درایوها برای کنترل موتورهای استپ موتور تک فاز استفاده می شوند. آنها ساده ترین و ارزان ترین نوع درایو هستند، اما به اندازه سایر انواع درایوها دقیق یا قدرتمند نیستند.
- درایور استپ موتور دو فاز: این درایوها برای کنترل موتورهای استپ موتور دو فاز استفاده می شوند. آنها از درایوهای تک فاز دقیق تر و قدرتمندتر هستند و برای کاربردهایی مانند چاپگرهای سه بعدی و دستگاه های CNC مناسب هستند.
- درایور استپ موتور سه فاز: این درایوها برای کنترل موتورهای استپ موتور سه فاز استفاده می شوند. آنها دقیق ترین و قدرتمندترین نوع درایو هستند و برای کاربردهایی مانند رباتیک و تجهیزات تولیدی مناسب هستند.
- درایور استپ موتور هایبرید: این درایوها نوعی درایو استپ موتور هستند که ترکیبی از دو یا چند نوع دیگر درایو هستند. آنها می توانند عملکرد و دقت را برای کاربردهای خاص ارائه دهند.
علاوه بر نوع موتور استپ موتور، درایوهای استپ موتور را می توان بر اساس ویژگی های دیگری مانند ولتاژ، جریان و قابلیت های خاص نیز طبقه بندی کرد. هنگام انتخاب درایو استپ موتور، مهم است که نوع موتور استپ موتوری را که کنترل می کنید، و همچنین ویژگی های مورد نیاز برای برنامه خود را در نظر بگیرید.
پیچیدگی درایورهای استپر موتور متفاوت است. درایورهای مدرن ممکن است با انواع مختلفی از موتورهای پله ای ترکیب شوند. پیکربندی برای یک موتور خاص معمولاً توسط کاربر در زمان نصب قابل تنظیم است. اما به طور کلی، درایورهای موتور پله ای دستگاه های نسبتا ساده ای هستند.
درایورهای استپر موتور می توانند به اندازه ۱۲ جزء “ساده” باشند. همانطور که پیکربندی شده‌اند، وظیفه قطعات این است که به پالس‌های فرمان مرحله‌ای که از کنترل‌کننده ماشین می‌آیند واکنش نشان دهند و آن ها را به الگوی روشن و خاموش مناسب مورد نیاز برای به حرکت درآوردن استپر موتور تبدیل کنند. این الگو همان چیزی است که به فازها انرژی می دهد، به ترتیب مناسب، موتور را یک قدم در یک جهت یا در جهت دیگر به حرکت درآورد.
سیستم های حلقه بسته و باز درایور استپ موتور
نحوه کنترل دقیق تغذیه محور و سرعت با درک یک واقعیت ساده بسیار آسان تر است. همانطور که از نام آن ها پیداست، استپ موتورها به روش موتورهای سنتی نمی چرخند. در عوض گام برمیدارند. استپ موتور حرکات مکرری را با افزایش های کوچک و ثابت انجام می دهد که با چشم غیر مسلح به صورت چرخش مداوم موتور ظاهر می شوند. اندازه هر پله توسط موتور تعیین می شود و قدرت پشت این مراحل از درایور استپر موتور می آید.
سیستم های موقعیت یابی محوری به کنترل کننده های هوشمند امکان می دهد مکان قرارگیری تجهیزات را با دقت قابل توجهی قرار دهند. فرمانی برای حرکت به نقطه دلخواه در فضای سه بعدی صادر می شود و دستگاه به سرعت و با دقت پاسخ می دهد. سیستم های موقعیت یابی معمولاً از یکی از دو راه معرفی شده برای انجام این کار استفاده می کنند.
سیستم های حلقه بسته
معمولاً از موتورهای سروو برای کنترل سرعت و موقعیت محور متحرک استفاده می کنند. سروو موتورها مانند هر موتور معمولی کار می کنند. در صورت تامین برق، آنها می چرخند. این چرخش یک حرکت مداوم و صاف به خود میگیرد. وظیفه درایو استپ موتور سروو این است که نه تنها موتور را تغذیه کند، بلکه سرعت را نیز کنترل کند تا از نزدیک آن را کنترل کند. همراه با سرعت، بازخورد موقعیتی نیز در یک سیستم حلقه بسته مورد نیاز است. این معمولاً توسط یک رمزگذار یا مقیاس خطی ارائه می شود. بازخورد موقعیت به کنترل‌کننده ماشین آن اجازه می‌دهد تا به سرعت به سمت مکان هدف حرکت کند، سپس به آرامی سرعت خود را کاهش دهد تا روی هدف متوقف شود.
سیستم های حلقه باز
هیچ دستگاه بازخوردی برای نظارت بر سرعت یا موقعیت ندارند. در عوض، مسافتی که باید از مکان فعلی طی شود، توسط کنترل ماشین به تعدادی گام دقیق و افزایشی تقسیم می‌شود. این کنترل همچنین بهترین منحنی سرعت سیستم را بر اساس پارامترهای از پیش تعریف شده تعیین می کند. سپس دستورات استپ به صورت پالس به موتور پله ای تحویل داده می شود. این وظیفه درایور موتور پله ای است که پالس های فرمان را به مراحل راندن واقعی موتور تبدیل کند. سپس استپ موتورها از طریق این مراحل پیش می روند و به محل مورد نظر می رسند.
عملکرد استپ موتور
استپ موتور با اجرای مراحل جداگانه و ثابت برای شبیه سازی چرخش مداوم کار می کند. این مراحل بخشی از ساخت استپر موتور از زمان ساخت است.
یک دایره تقسیم شده
مقدار پله تعبیه شده در موتور به عنوان زاویه گام موتور شناخته می شود . زاویه گام یک موتور میتواند تا ۹۰ درجه باشد، به این معنی که موتور در چهار مرحله ۳۶۰ درجه می چرخد. با این حال، یک زاویه پله معمولی ۱.۸ درجه است، به این معنی که ۲۰۰ پله (۳۶۰/۱.۸) برای ایجاد یک چرخش کامل مورد نیاز است. زاویه گام از طریق قرار دادن سیم پیچ های موتور و ساخت قطب های مغناطیسی در روتور به دست می آید. به همین دلیل است که زاویه پله موتور پس از اتمام مونتاژ تغییر نمی کند.
تحقق نظریه
یک موتور پله ای با سیم پیچ های مستقل به نام فاز ساخته می شود . آنها یک میدان الکترومغناطیسی همیشه در حال تغییر ایجاد می کنند که توسط یک آهنربای دائمی در شفت موتور دوار “تعقیب” می شود. همانطور که هر فاز به ترتیب انرژی میگیرد، قطب‌های مغناطیسی روتور می‌پرند یا قدم می‌زنند تا با آنها هماهنگ شوند. بنابراین، با انرژی دادن به فازها در ترتیب مناسب، به نظر می رسد شفت مانند یک موتور معمولی می چرخد. فقط موتور نمی چرخد، پله می رود. هر مرحله یک تعداد درجه ثابت است و همانطور که قبلا ذکر شد با ساختار موتور تعیین می شود.
اگر بدانید که برای چرخاندن ۳۶۰ درجه موتور ۲۰۰ مرحله طول می‌کشد و موتور به پیچ سرب با گام ۱ میلی‌متری (۱ میلی‌متر تراورس در هر چرخش) وصل شده باشد، هر مرحله از موتور به اندازه محور به جلو می‌رود. یعنی ۰.۰۵ میلی متر، بنابراین تعداد مراحل لازم برای رسیدن به یک مکان دقیق را می توان به راحتی و بدون نیاز به بازخورد محاسبه کرد. محاسبه تعداد مراحل مورد نیاز توسط کنترلر مدیریت می شود. سپس کار راندن از طریق آن مراحل به درایو استپ موتور واگذار می شود.
وظایف درایور استپ موتور
در این مرحله لازم است به یک نکته مهم اشاره کنیم: هوش بسیار کمی در درایور استپر موتور وجود دارد. به این دلیل که درایو به موقعیت محور یا مسافتی که باید طی شود اهمیتی نمی دهد. درایور، در واقع، تنها دو وظیفه اصلی دارد: توالی فازها و کنترل جریان فاز موتورهای پله ای در طیف به ظاهر نامحدودی از انواع و اندازه ها عرضه می شوند. برای انجام این کار، اکثر درایورهای موتور پله ای مدرن میتوانند انواع مختلفی از موتورها را در خود جای دهند. ملاحظات اولیه ای که هنگام انتخاب استپ موتور باید در نظر بگیرید گشتاور و دقت است. گشتاور فاکتوری از اندازه استپر موتور است. درایور باید ظرفیت تولید جریان پله مورد نیاز موتور را داشته باشد.
انتخاب یک موتور زاویه گام سازگار و درایور میکرو استپ بخش مهمی از این معادله است. نکته نهایی این است که تمام موتورهای پله ای در STEPS کار می کنند. پله ها باید با ترتیب و بزرگی مناسب ایجاد شوند تا محور به محل هدف خود برسد. موتور با هر پالس با همان زاویه پله پیشروی می کند. محرک موتور پله ای باید پالس ها را در دامنه و ترتیب فاز مناسب ایجاد کند تا محور رانده به عنوان یک وسیله نقلیه دقیق تنظیم شده عمل کند. و اگر کنترل کننده دستگاه را GPS در نظر بگیریم، همان درایو موتور است.
برندهای محبوب درایور استپ موتور در بازار ایران
دراینجا تعدادی از برند های محبوب درایور استپ موتور به همراه ویژگی های کلیدی آنها را بیان می کنیم:
درایور CW
این برند به دلیل قیمت مناسب، کیفیت قابل قبول و تنوع بالا، برای مصارف متفاوت یکی از برندهای محبوب در ایران به حساب می آید.
درایور دلتا
برند دلتا جزو تولیدکنندگان پیشرو در زمینه اتومایسون صنعتی است. از این درایورها برای مصارف مختلفی از جمله فن ها، پمپ ها، نوار نقاله ها و ماشین آلات استفاده می شود. استفاده از درایوموتور های دلتا یک راه مقرون به صرفه و کارآمد برای کنترل موتورهای الکتریکی است . آن ها با کاهش مصرف انرژی می توانند سبب بهبود عملکرد و افزایش عمر موتور شما شوند.
درایور MC
این برند تولیدکننده تخصصی درایوهای استپ موتور برای کنترل سرعت و گشتاور موتور های الکتریکی است. این درایورها دارای ویژگی های مختلفی مانند حفاظت اضافه بار، حفاظت از اضافه ولتاژ و ترمز داخلی هستند.
درایور لیدشاین
برند لیدشاین یکی از شناخته شده ترین و محبوب ترین برندهای درایو استپ موتور در جهان است. که دارای طیف گسترده ای از درایورها برای موتور های پله ای با گشتاور و دقت های مختلف از جمله چاپگرهای سه بعدی، سی ان سی و ماشین آلات بسته بندی می باشد. این برند دارای عملکرد صاف و بی صدا ،تنظیمات دقیق و حفاظت داخلی است و به دلیل قیمت مناسب، کیفیت بالا و گارانتی معتبر مورد توجه صنعت گران قرارگرفته است.
نکات خرید درایور استپ موتور
هنگام خرید درایور استپ موتور، مهم است که موارد زیر را در نظر بگیرید:
- نوع موتور استپ موتور : نوع درایو مورد نیاز شما به نوع موتور استپ موتوری که کنترل می کنید بستگی دارد.
- ولتاژ و جریان : مطمئن شوید که درایوی را انتخاب کنید که با ولتاژ و جریان موتور شما سازگار باشد.
- ویژگی ها : درایوهای استپ موتور دارای تعدادی ویژگی هستند، مانند حفاظت از جریان بیش از حد، حفاظت از ولتاژ بیش از حد و حفاظت از دمای بیش از حد. درایوی را انتخاب کنید که ویژگی های مورد نیاز برنامه شما را داشته باشد.
- قیمت درایور استپ موتور : درایوهای استپ موتور در قیمت های مختلفی موجود هستند. بودجه خود را تعیین کنید و درایوی را انتخاب کنید که در محدوده قیمتی شما باشد.
جمع بندی
انتخاب درایور استپ موتور مناسب به عوامل گوناگونی همچون جریان خروجی، تعداد فاز تحت پوشش درایور، ولتاژ خروجی، برند و قیمت آن بستگی دارد. با توجه به وجود طیف وسیعی از درایو استپ موتورها در بازار، شما می توانید پس از در نظر گرفتن همه جوانب و کاربرد مورد نیاز خود مناسب ترین درایو استپ موتور را انتخاب کنید .جهت اطلاع از قیمت و مشاوره برای خرید درایو مورد نیاز خود می توانید به وبسایت سی ان سی صنعت مراجعه نمایید یا تماس بگیرید.
