مشاوره رایگان تحصیلی
منو

آشنایی با استپ موتور

آشنایی با استپ موتور

نویسنده : عباس صمیمی فر
 
چکیده:

با پیشرفت روز افزون علم و فناوری همواره نیاز های جدید به وسایل و دستگاه های جدید تر جهت هماهنگی همه بخشهای صنعت با این پیشرفت ، به وجود می آیند. بدین منظور شناخت و طراحی راه کارها و وسایل جدید امری است اجتناب ناپذیر.از جمله این پیشرفت ها ساخت نوع جدید و پیشرفته تری از موتورهای الکتریکی به نام استپ موتور ها یا موتورهای پله ای است که با کاهش انواع هزینه ها در صناع کم کم جای مکانیزم های پیچیده مکانیکی را خواهند گرفت.در این مقاله سعی شده است تا بسیار مختصر و متناسب با محدودیت ها بزبانی ساده و قابل درک ساختار و نحوه کارکرد و کنترل موتورهای استپی  بررسی و بیان شود.


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 یا موتور پله ای
 
یک استپ موتور وسیله ای الکتریکی است چرخش زاویه ای گسسته یا پله ای دارد و با اتصال به ضربان هایی در فرکانسی خاص کار می کند. هر ضربان فرستاده شده به موتور سبب حرکت محور موتور تا زاویه ای معین می شود که این زاویه ، زاویه استپینگ (Stepping Angle) نامیده می شود.
شکل 1 ساختمان ساده شده یک استپ موتور "Bifilar" مگنت دائمی را نشان می دهد.
روتور از جنس آهنربای دائمی است و شش دندانه دارد که با فاصله های مساوی و یک در میان در قطب های N و S اطراف روتور قرار دارند.استاتور چهار قطب دارد که هر قطب دارای پیچه ای است که این پیچه از مرکز خروجی V را داراست.
 
پیچه های روی قطب های مختلف به هم وصلند بطوری که فقط پنج سیم A , B , C , D & +V   از موتور خارج می شوند.پیچه با ارسال جریان به سیم +V  و خروج آن از یکی از سیمهای دیگر فعال می شود.
سیم پیچ ها در دندانه های استاتور به روشی پیچیده می شوند به طوریکه نتایج زیر حاصل می شود :
  • اگر سیم B فعال باشد ، قطب 1 شمال و قطب 2 جنوب خواهند بود و اگر سیم A فعال باشد قطب 1 جنوب و قطب 2 شمال می شود.
 
  • اگر سیم C فعال باشد قطب 3 شمال و قطب 4
جنوب و اگر سیم D فعال باشد قطب 3 جنوب و در عوض قطب 4 شمال خواهند بود.
عملکرد استپ موتورها براساس این قانون است که وقتی قطبهای مشابه دفع می شوند ، قطبهای مخالف جذب می شوند. اگر سیم پیچ ها در توالی صحیح فعال باشند روتور در مسیر و جهتی معین خواهد چرخید.
شکل 2 نشان می دهدکه روتور هنگامی که پیچه ها با توالی داده شده در جدول 1 فعال اند چگونه می گردد.

  
  


 همانطور که در شکل 2 مشاهده می شود ، ترتیب القاهای داده شده در در جدول 1 سبب چرخش روتور در جهت عقربه های ساعت می شود.

 


 اگر توالی این القا ها معکوس شود ، جهت حرکت نیز معکوس می شود.

 
 
 


 اگر حتی همه القا ها متوقف شده و هیچ جریانی به موتور وارد نشود ، به علت وجود آهنرباهای دائمی در روتور بازهم مقداری جاذبه میان قطب ها و دندانه ها وجود دارد. از این رو حتی هنگامی هم که هیچ تغذیه ای به موتور متصل نیست ، بازهم قدری ((گشتاور نگه دارنده)) در  موتور باقی می ماند.
از شکل 2 می توان مشاهده نمود که موتور زاویه استپینگ یا زاویه مرحله 30 درجه دارد و برای کامل کردن یک چرخه به 12 استپ یا مرحله نیاز دارد. تعداد مرحله ها در هر دور در یک موتور استپی با اضافه کردن دندانه های بیشتر روی روتور می تواند افزایش یابد و با اضافه کردن دندانه هایی به دندانه های استاتور ، زاویه استپینگ یا زاویه طی مرحله یک موتور استپی را می توان تا حد 1.8 درجه کوچک کرد به طوری که برای طی یک چرخه دویست مرحله نیاز باشد.
برنامه القای پیچه ها در شکل 2 به القای تک فاز معروف است ; از آنجا که در هر زمان فقط یکی از چهار پیچه فعال است.
 
در هر مرحله دندانه های روتور دقیقا رد مقابل دندانه های فعال استاتور قرار می گیرند. با این حال راه اندازی موتور با دو پیچه حامل جریان در یک زمان امری ممکن است (القای دو فازی). در این حالت دندانه های روتور خود را در میان دوتا از دندانه های فعال استاتور قرار می دهند. جدول 2 برنامه کاری و موقعیت روتور را برای القای دو فاز و تک فاز نشان می دهد.توجه داشته باشید که زاویه مرحله یا همان Stepping Angle برای دو نوع القا یکی است بجز اینکه موقعیت های روتور با نصف زاویه مرحله تعیین می شوند.
اگر القای تک فاز و دو فاز با هم ترکیب شوند ، یک حالت نیم مرحله (Half Step mode) حاصل می شود. در این حالت تعداد مراحل یا استپ ها در هر چرخه دو برابر است ; به طوری که اگر موتوری در حالت مرحله کامل یا Full – Step برای کامل کردن چرخه به دویست دور نیاز داشته باشد ، در حالت نیم مرحله یا Half – Step به چهارصد دور برای تکمیل آن نیاز دارد. جدول 3 توالی کارکرد برای حالت نیم مرحله نشان می دهد.

 
 
 


استپ موتوری که در بالا شرح داده شد از دو پیچه با در مقابل هم قرار دادن مگنت های همنام در هر قطب استفاده می کند. به این دلیل است که این نوع ، استپ موتور "Bifilar" نامیده می شود.

نتیجه گیری

کارایی و امکانات یک استپ موتور بسیار بیشتر از انواع دیگر الکترو موتورها می باشد. بدین لحاظ که بسیاری مکانیزم ها و حالات مختلف چرخش را می توان از آنها گرفت و همچنین این که کنترل این موتور ها بسیار آسان تر از سایرین است به طوری که عمدتا به وسایل کنترل سرعت اضافی از قبیل ترمز های الکتریکی و مکانیکی نیازی ندارند.
پس بر ماست تا با افزایش دانش خود در مورد این نوع کارامد از موتورهای الکتریکی سعی در استفاده هرچه بیشتر از امکانات آنها کنیم.



www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
دو سؤال بنیادین که می تواند اعتبار نسبیت را به چالش بکشد (24 پاسخ)
انسانیان اولیه (0 پاسخ)
فرگشت انسان (0 پاسخ)
تناقض در دو جنبه اصل نسبیت؟ (3 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (16 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (8 پاسخ)
میدان مغناطیس زمین و تولید نیروی برق( طرحی جالب) (17 پاسخ)
مقاله ای حیرت اور دیگر در کوانتوم گراویتی از فیزیک مطلق (14 پاسخ)
زمین تخت گرایان (172 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (246 پاسخ)
معرفی کتاب خوب در حوزه فیزیک (0 پاسخ)
باد چگونه تشکیل می شود؟ (4 پاسخ)
قندیل یخ چگونه درست می شود ؟ (8 پاسخ)
سطح شیبدار (1 پاسخ)
پارادوکس EPR (0 پاسخ)
طیف پیوسته یا انرژی گسسته؟ (1 پاسخ)
انفجار بزرگ (4 پاسخ)
بيگانه ها (13 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (2 پاسخ)
شکل موج (19 پاسخ)
شدت صوت (2 پاسخ)
حرکت آب در دو نمیکره (4 پاسخ)
کاربرد لیزر در سیستم های هدایت و سنجش (0 پاسخ)
تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد (22 پاسخ)
زمان برای مسافران هواپیما کندتر می‌گذرد (0 پاسخ)
انفجار خورشید (0 پاسخ)
قانون نسبیت (0 پاسخ)
نمودار سرعت-زمان (3 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (5 پاسخ)
آيا آهنربا ميدان خود را از دست مي‌دهد؟ (37 پاسخ)
باقي ماندن صدا در محيط؟ (52 پاسخ)
چرا آهنربا دو قطب دارد؟ (4 پاسخ)
تشخيص زودهنگام بيماري‌ها با استفاده از فناوري نانو (3 پاسخ)
خواص نانو سلیسیوم چیست؟ (2 پاسخ)
تصاویر جدیدی از راه شیری ثبت شد (0 پاسخ)
راز آهنربا (1 پاسخ)
چرا دو خط موازی به هم میرسند؟ (19 پاسخ)
آشيل و لاكپشت (37 پاسخ)
برای شعله یک شمع روشن در حال حرکت چه اتفاقی می افتد؟ (0 پاسخ)
ریاضی مثلثات (1 پاسخ)
موتوربدون سوخت+Free Energy (1 پاسخ)
تداخل دو ناظر در سیستم (3 پاسخ)
انهدام نظریه غلظت و حل شبه پارادوکس های نسبیت (45 پاسخ)
سریع ترین زبان برنامه نویسی برای محاسبات عددی (13 پاسخ)
فرمول نسبت انرژی آزاد شده دو زلزله (3 پاسخ)
تفاوت برف و یخ (1 پاسخ)
دیامغناطیس ها و عدم واکنش دو آهنربا (2 پاسخ)
درک بهتر ساختمان منظومه شمسی با کمک وویجرها (0 پاسخ)
آزمایش tone generator (0 پاسخ)
گالری عکس آسمان (647 پاسخ)
3 سوال از جسم صلب (0 پاسخ)
با بازگشت به گذشته اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مردود می شود (8 پاسخ)
دمای پلانک، حد بالای دما و سرعت نور (1 پاسخ)
کامپیوتر کوانتمی گوگل، بسیار سریع‌تر از ابرکامپیوترهای موجود (0 پاسخ)
دانشجویان فوتونیک و مهندسی اپتیک و لیزر خود را معرفی کنید (27 پاسخ)
کاربرد پلاسما بین دو میدان الکتریکی (0 پاسخ)
درخواست پیشنهادات شما در مورد بدست آوردن مقدار زیادی الکترون (2 پاسخ)
بازتاب نور و طیف رادیویی (1 پاسخ)
ماشين زمان كي ساخته مي شود؟ (73 پاسخ)
تفاوت جریان فوکو و ادی (2 پاسخ)
مقالات فیزیک
چطور همسر و پدر خوبی باشیم؟
چراغ سبزی برای وجود زندگی بر روی انسلادوس
پرندگان چگونه آواز خواندن را یاد می‌گیرند؟
تاثیر سیگار کشیدن بر روی ظاهر افراد
آیا انسان‌ها با حیوانات وحشی همزیستی داشته‌اند؟
چرا یخ لیز است؟
اطلاعاتی حیرت‌انگیز درباره‌ی سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم
چطور بفهمیم که زخم معده داریم؟
هشدار! جمعیت حشرات دنیا در حال کاهش است؟
کوچک‌ترین ذرات یخ، حاوی چند مولکول آب هستند؟
کشف اولین کوتوله‌ی قهوه‌ای توسط تِس
نگاه کردن به این کهکشان، شما را به سنگ تبدیل می‌کند؟
کشف ابزار سنگی باستانی در آسیا
چگونه یک چاقو را به‌شکل درست تیز کنیم؟
استرالیا، اَمن‌ترین کشور در جهان برای زنان
چطور علائم ایدز را تشخیص دهیم؟
ساخت باتری‌های لیتیوم-یونی با سرعت بسیار بالا
چرا نئاندرتال‌ها منقرض شدند؟
اولین عملیات سوخت‌گیری در فضا به زودی انجام می‌شود!
چطور از خشکی پوست صورت خلاص شویم؟
در این سیاره، هر ۱۸ ساعت یک‌بار سال نو را تبریک می‌گویند!
آیا مکانیک کوانتومی می‌تواند وجود فضا-زمان را توضیح بدهد؟
بیشتر بدوید تا بیشتر عمر کنید
چطور یک دروغگو را تشخیص دهیم؟
کشف یک ماهی با صورت انسانی در چین
کشف حیات در مریخ با کمک سنگ‌های استرالیایی
با آگاهی رژیم بگیرید! رژیم‌های غذایی اشتباه چه بلایی بر سر بدن می‌آورند؟
چرا سیاره‌ی ناهید جهنم و زمین دارای حیات است؟
کشف یک آنتی‌بیوتیک جدید
دام کهکشان راه‌شیری برای کوتوله‌ها
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
چگونه به پیری واقعی خود پی ببریم؟ (0+)
نشانه‌های وجود آب در مریخ (0+)
آلودگی‌ها چگونه بر خون کودکان ما اثر دارد؟ (0+)
چگونه در جنگل زنده بمانیم؟ (0+)
از انفجار در مرکز کهکشان راه‌شیری خبر دارید؟ (0+)
در دسترس بودن داروی اچ‌آی‌وی چه اثراتی دارد؟ (0+)
چرا شیر انسان منحصربه‌فرد است؟ (0+)
چطور سن فیزیولوژیکی بدن را محاسبه کنیم؟ (0+)
ماجرای ساخت خون مصنوعی توسط ژاپنی‌ها چیست؟ (0+)
اجرام کیهانی کوچک چگونه شکل می‌گیرند؟ (0+)
تاثیر ورزش بر روی مغز (0+)
راه‌آب مسدود‌شده را چگونه باز کنیم؟ (0+)
مغز ما چگونه زیبایی را درک می‌کند؟ (0+)
بحران آینده‌ی بشر، تولید گندم است (0+)
تعداد اقمار زحل افزایش یافت (0+)
ادامه ...