مقاله استپ موتور


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

مقاله استپ موتور مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۴۵  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله استپ موتور نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

چکیده   ۱
مقدمه   ۲
استپ موتور   ۳
اصول کار موتور پله‫ای   ۳
موتورهای پله ای بر دو نوع هستند   ۵
موتورهای پله ای رلوکتانس متغیر   ۵
موتورهای پله ای چند تکه   ۵
موتورهای پله ای از نوع آهن ربای دائم   ۶
طرز عمل استپ موتور   ۶
مزایای استپ موتور   ۹
معایب استپ موتور   ۹
استپ موتور یا موتور پله ای   ۱۰
ساختمان الکتریکی موتور استپ و نحوه عملکرد درایو ها   ۱۴
مشخصه های موتور استپ و انواع آن   ۱۶
مشخصه های درایور های موتور استپ   ۲۰
مشخصات ویژه یک درایو خوب   ۲۱
کلا دونوع درایور استپ وجود دارد   ۲۲
رابطه بین سرعت و قدرت موتور استپ با ولتاژ و جریان موتور   ۲۴
تست سالم بودن موتور پله ای   ۲۸
نحوه کنترل   ۲۸
کنترل یک بیتی   ۲۸
کنترل دو بیتی   ۲۸
یافتن ترتیب صحیح سیمها   ۲۹
موتور پله‫ای (Stepper motor)   ۲۹
موتور پله کامل و نیم پله   ۳۰
راه اندازی موتور پله ای   ۳۰
نمونه ای از مدار های راه انداز موتور ۵ سیمه   ۳۲
خطای تعیین موقعیت جمع ناپذیر   ۳۴
دینامیک بسیار خوب ناشی از نسبت‌های گشتاور به اینرسی بالا   ۳۵
کاربرد موتورهای پله‌ای   ۳۶
نتیجه گیری   ۳۸
منابع   ۳۹

مقدمه:

با درک میدان های مغناطیسی و کشف آنکه می توان انرژی الکریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل نمود تحولی عظیم در تاریخ بشری بوجود آمد ، بگونه ای که بشر روز به روز به تفکر و طراحی و ساخت وسایلی که بتوانند با استفاده از انرژی الکتریکی ، انرژی مکانیکی تولید نمایند روی آورد. از این رو  انواع موتور های الکتریکی به صحنه وجود آمده و همچنان سیر تکمیلی خود را طی نمودند تا به امروز که می توان برای هر نوع کاربری ، نوع خاصی از موتورها را بکار برد. اما ساخت اسپ موتور با امکاناتی که به طراحان و سازندگان ماشین آلات می‫دهد ، به گونه ای برجسته سبب کاهش هزینه ها در همه زمینه ها می شود. یکی از چندین مزایای بسیار زیاد این نوع الکتروموتورها تبدیل مکانیزم های بسیار پیچیده مکانیکی ، به تنها یک محرک استپی می باشد. در ادامه با این پدیده جالب آشنا تر خواهیم شد.

استپ موتور

موتور پله ای یک موتور الکتریکی هست که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد که ورودی الکتریکی دیجیتال را به یک حرکت مکانیکی تبدیل می کند و با ارسال بیتهای ۰,۱ به سیم پیچهای آن ٬می توان آنرا حرکت داد.

اصول کار موتور پله ای

در واقع یک موتور پله ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونویید است. موتورهای پله ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده ای در حالت های موقعیتی معین قرار می گیرند، اما موتورهای پله ای نسبتا کنترل شده، می توانند بسیار آرام بچرخند.

موتورهای پله ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستم های تنظیم موقعیت هستند، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان بار باشند. این موتورها به صورت درجه ای دوران می کنند و با درجه های مختلف در بازار موجود هستند.

در واقع واژه پله به معنی چرخش به اندازه درجه تعریف شده موتور است. مثلا استپ موتوری با درجه ۱٫۸ باید ۲۰۰ پله انجام بدهد تا ۳۶۰ درجه یا یک دور کامل بچرخد (۱٫۸×۲۰۰ = ۳۶۰ ) و یک استپ با درجه ۱۵ فقط باید ۲۴ پله برای یک دور کامل انجام بدهد ( ۱۵*۲۴ =۳۶۰ ) . این ویژگی فوائد بسیار زیادی دارد از جمله امکان کنترل سرعت.

این موتور عموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای ۰و۱به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود. البته میبایست این سیم پیچها را به توالی ۰ و ۱ کرد و گرنه موتور مطابق میل شما نخواهد چرخید.

یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد. مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش ۷درجه باشد٬ این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند٬ ۷ درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته – به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند- خو اهد چرخید. این ۷ درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود . پس یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است.،۱۰۰تا ۲۰۰ پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور داشته باشد . شما حتی می توانید یک موتور پله ای را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید . این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند . در واقع منظور ٬ حرکت خیلی ریز ودقیق است. وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است

موتور های پله ای می توانند تحت پالس های الکتریکی ورودی چند درجه بچرخند.معمولا اندازه یاگام پله ها ۲و۵/۲و۵و۵/۷و۱۵درجه به ازاءهر پالس الکتریکی می باشد.موتورهای پله ای مبدل های الکترومغناطیسی هستند.وقادرند پالس های دیجیتالی ورودی را به حرکتی برروی محور مبدل سازند.ازاین موتورها در سیستم‫های کنترل دیجیتالی استفاده می‫شود.

دراین سیستم ها، قطاری از پالس ها ایجاد می شود تا بصورت پله ای یا گام به گام محور موتور بچرخش در اید .معمولا در این موتورها  به حس کننده وضعیت و سیستم های فید بک جهت هم آهنگی حرکت محور و پالس ورودی فرمان ، نیازی نیست . د رچاپگرهای کامپیوتر و و محور های دیسک کامپیوتر و ادمهای اهنی از این موتورها استفاده می شود .

موتورهای پله ای بر دو نوع هستند :

۱- موتورهای پله ای با مقاومت مغناطیسی(رلوکتانس) متغیر

۲- موتورهای پله ای از نوع مغناطیس دائم

 موتورهای پله ای رلوکتانس متغیر :

این موتورها دارای دونوع یک تکه یا چند تکه هستند:

موتورهای پله ای یک تکه( تک پارچه):

هرگاه فازهای استاتوربه نوبت توسط جریان مستقیم تحریک شوند ، شار منتجه در شکاف هوایی تغیروضعیت داده و روتور ، محور مغناطیسی شار شکاف هوایی را بخاطر ماهیت گشتاور رلوکتانسی تعقیب می کند .

گشتاور رلوکتانیس به خاطر این که روتور فرو مغنبطیس مایل به همسو شدن با محور میدان مغناطیسی شکاف هوایی می باشد پدید می آید .عملکرد این گونه موتورها را با پله ها یا گامهای ۴۵ درجهای نشان میدهند و جهت چرخش روتور ( محور ) در جهت عقربه ساعت می باشد.

موتورهای پله ای چند تکه :

این موتورها نیز جزء موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر محسوب می شود و برای گامها یا پله های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد .

در این گونه موتورها روتور از سه تکه یا چهار پارچه مجزا تشکیل شده است و استاتور مربوط به هر تکه (هر پارچه ) دارای تعدادی قطب است .

جهت سیم پیچی بر روی قطب های استاتور هر تکه طوری است که چهار میدان هم جهت پدی می آید .

موتورهای پله ای از نوع آهن ربای دائم

استاتور این موتورها شبیه موتورهای پله ای تک تکه ای از نوع رلوکتانس متغییر می باشد اما روتور انها از آهن ربای دائم ساخته می شود .در این گونه موتورها رتور خود را هم جهت میدان حاصله می کند اگر سیم پیچ فاز تحریک شود روتور خود را هم سوی میدان حاصله میاید. به عبارت دیگر گام یا پله ۹۰ درجه ای حاصل می‫شود از انجایی که ساخت موتور های کوچک با تعداد قطب های زیاد از نوع اهن ربای دائم کار مشکلی است لذا گام یا پله های این گونه موتورها بزرگ بوده و بین ۳۰تا۹۰ درجه می باشد .

موتورهای پله ای از نوع اهن ربای دائم از اینرسی بالایی برخوردار هستند . لذا به نسبت موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر از سرعت کمتری برخوردار می باشند ماکزیمم پله یا گامها برای این گونه موتورها ۳۰۰ پالس در هر ثانیه است ، در حالی که در موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر در هر امپر از جریان استاتور گشتاور بیشتری تولید می کند.موتورهای پله ای هیبرید نیز از نظر تجاری در دسترس هستند که در انها روتور دارای یک اهن ربا دائم مصوری در وسط و دندانه ای فرو مغناطیسی در بخشهای خارجی می باشد.

موتورهای با پله های کوچکتر نیز وجود دارند ولی بسیار گرانتر از موتورهای پله ای با رلوکتانس متغیر هستند .

طرز عمل استپ موتور

استپ موتور یا استپر موتور یا موتور پله ای ، موتوهای بدون ذغال یا براشلس و سنکرونی هستند که با داشتن قطبهای دندانه ای در روتور خود در هر گردش کامل استپ های یا پله هائی با زاویه مشخص طی میکند.به عبارت دیگر یک استپ موتور وسیله ای الکتریکی است که چرخش زاویه ای گسسته یا پله ای دارد و هر پالس فرستاده شده به موتور سبب حرکت محور موتور تا زاویه ای معین می شود که این زاویه ، زاویه استپینگ (Stepping Angle) نامیده می شود.

مشخصه بارز استپ موتورها عدم نیاز به فیدبک سنسورهای موقعیت یا سرعت برای کنترل موقعیت و یا سرعت موتور میباشند یا به تعبیری دیگر درارای مدار باز کنترل یا Open loop هستند . استپ موتورهای به سه دسته کلی تقسیم میگردند .

۱ – موتور پله ای با رلوکتانس متغیر یا Variable Reluctance Stepper که به نوعی ساده ترین ساختار را دارد و از یک روتوری با جنس آهن نرم دندانه ای و یک استاتور سیم پیچی شده تشکیل شده است که با عبور جریان DC از سیم پیچها قطبهای دندانه ای به ترتیب خاصیت مغناطیسی پیدا میکنند و گردش زاویه در هنگام جذب رخ می‫دهد .

۲ – موتور پله ای آهن ربای دائمی یا Permanent magnet step motors که با استفاده از آهنربای دائمی در رتور و جاذبه و دافعه با سیم پیچ استاتور کار میکند و از قیمت و رزولوشن یا زاویه گردشی کمی برخوردار است (به طور معمول بین ۷٫۵ تا ۱۵ درجه یا ۴۸ تا ۲۴ استپ) . توجه کنید در استپ موتور آهن ربای دمائی یا PM دیگر روتور دندانه ای نیست همچینن این نمونه استپ موتور خصوصیات گشتاوری بهتری نسبت به استپ موتور رلوکتانس متغیر از خود نشان می‫دهد.

۳ – موتور پله ای مختلط یا Hybrid step motor که نسبت به دو مدل قبل کاملتر و گرانتر میباشد و میتواند از ۳٫۶ تا ۰٫۹ درجه یا ۱۰۰ تا ۴۰۰ استپ در هر دور دقت داشته باشد و بهترین خواص استپ موتور رلوکتانسی و آهنربای دائمی را وام گرفته است یعنی دندانه دار شبیه به استپ موتور رلوکتانسی و خاصیت مغناطیسی محوری و متمرکز حول شافت نظیر استپ موتور با آهنربای دائمی .که باعث داشتن گشتاور نگهدارنده و حرکت دهندۀ با خواص بهتر نسبت به دو استپ موتور دیگر می‫شود .

با توجه به ماهیت عملکرد استپ موتورهای میتوان طراحی های خاص دیگری برای کاربردهای متفاوت داشت برای مثال استپ موتور با دیسک مغناطیسی که از مزیت اینرسی راه اندازی اولیه کم و بهینه شده مسیر میدان مغناطیسی بهره برده است و در بعضی کاربردهای خاص استفاده میشود .

در زیر به برخی مزایا و معاب استپ موتورها اشاره گردیده است .

مزایای استپ موتور

۱٫زاویه چرخش موتور مناسب با پالس ورودی است

۲٫ موتور حتی در حالت بدون حرکت گشتاور کامل خود را دارد ( به شرط عبور جریان از سیم پیج)

۳٫موقعیت دقیق و تکرار پذیری حرکت با دقت حدود ۳ تا ۵ درصد یک استپ

۴٫پاسخ عالی به شروع حرکت ، توقف و حرکت در جهت عکس

۵٫ قابلیت اطمینان و عمر بالا بخاطر بدون ذغال بودن موتور

۶٫ عدم نیاز به مدار بسته و ارزان بودن کنترل

۷٫امکان پذیر بودن رسیدن به سرعت بسیار پائین با باری که مستقیم به شافت کوپل شده است

۸٫ با توجه به تناسب پالس ورودی و فرکانس رنج قابل توجهی از سرعت موتور قابل دسترسی است

معایب استپ موتور

۱٫ امکان بوجود آمدن رزونانس در صورت عدم کنترل صحیح

۲٫در سرعتهای بسیار بالا عملکرد خوبی ندارد

استپ موتور یا موتور پله ای

45,000 ریال – خرید
 

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی: برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید


جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

دسته ها

آخرین بروز رسانی

    جمعه, ۱۹ آذر , ۱۳۹۵

اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.