بهترین استپر موتورهای قوی صنعتی

در این مقاله قصد داریم ابتدا تعریفی از استپر موتور یا استپ موتور، انواع و نحوه‌ی عملکرد آن را توضیح دهیم و شما را در انتخاب کردن موتوری برای وسایل الکترونیکی راهنمایی کنیم تا بهترین انتخاب را متناسب با نیازتون داشته باشید.

موتوری که بدون خرابی و حتی تعویض یا تعمیر آن، 1000 ساعت برای شما مفید کار کند

در این مقاله همراه ما باشید تا بهترین خرید موتور را داشته باشید.

استپر موتور چیست

“موتوری که محور محرک آن به جای پیوسته بصورت گسسته و در مراحل کوچک می‌چرخد” در واقع این یک تعریف ساده از موتورهای پله‌ ای هست که در ادامه به توضیح مفصل‌تری می‌پردازیم.

موتور پله ای یک موتور الکتریکی است که محور آن با حرکت در یک درجه ثابت می چرخد و این نکته اصلی ترین ویژگی این موتور محسوب می شود.

چرخش و حرکت آن به ترتیب به صورت زاویه‌ای گسسته می‌باشد و در یک بسامد خاصی کار می‌کند که باعث حرکت محور موتور تا یک زاویه‌ی معین می‌شود که این زاویه به زاویه‌ی استپینگ معروف است.

باتوجه به این ویژگی‌هایی که در ساختار داخلی موتور وجود دارد این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به سنسور موقعیت زاویه‌‌ای دقیق محور را بدست بیاوریم

به همین دلیل این موتور قوی تقریبا در تمام وسایل الکتریکی صنعتی و خانگی استفاده می‌شود که حرکات الکترونیکی دقیق و کنترل شده‌ای دارند و به خاطر این ویژگی کاربردی در وسایل الکترونیکی مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند

و گزینه‌ی مناسبی برای استفاده در پروژه‌هایی هستن که نیاز به کنترل حرکت دقیق دارند و باتوجه به نوع پروژه و برحسب نیاز می‌توان یکی از آنها را انتخاب کرد.

انواع استپ موتور

در ادامه این بحث به معرفی انواع استپر موتور های بازار خواهیم پرداخت

مغناطیس دائم

 این نوع استپ موتورها در ساختار خود از روتری با آهن ربای دائم استفاده میکنند. معمولا از این نوع استپ موتورها برای تجهیزاتی با سرعت پایین، گشتاور بالا و همچنین زاویه پله بالا مانند 45 یا 90 درجه استفاده می شود.با مغناطیس متغیر :  این نوع استپ موتور ساده ترین ساختار را دارد. در این استپر موتور روتر تنها دارای خاصیت مغناطیس شونده می باشد. و با وارد کردن ولتاژ DC به سیم پیچ های استاتور، استپ های روتور به سمت قطب مغناطیسی ایجاد شده حرکت می کنند و باعث چرخش موتور می شوند.

استپر موتور هیبرید

این نوع استپر موتور در واقع ترکیبی از دو مدل مغناطیس دائم و مغناطیس موقت است. در ساختار استپ موتور هیبرید مرکز روتور قطب S و استپ های روتور قطب N است. استپر موتور های هیبریدی دارای 3 درجه استاندارد 0.9 و 1.8 و 3.6 درجه هستند. این نوع استپر موتور خود به چهار نوع مختلف موجود می باشد که در ادامه توضیح و کاربرد هرکدام را برای شما آورده ایم.

استپ موتور ترمزدار

استپر موتور گاهی برای حمل و جابه جایی وزنه یا بار در محور عمودی استفاده می شود، هنگامی که جریان برق به استپر موتور متصل نیست، ممکن است برای نگه داشتن استپ موتور در مکانی ثابت به ترمز نیاز داشته باشیم. در این صورت استفاده از استپر موتور ترمزدار پیشنهاد می شود. استفاده از استپ موتور ترمزدار این قابلیت را ایجاد می کند که وقتی جریان برق به استپ موتور متصل نیست هیچ حرکتی انجام نمی شود و به اصطلاح استپ موتور در حالت قفل بماند.

استپ موتور گیربکس دار

اگر نیاز به کنترل دور موتور و گشتاور باشد از استپ موتور گیربکس دار استفاده می شود. معمولا هدف استفاده از این نوع استپ موتور رسیدن به گشتاور بالا در سرعت های پایین است.

استپر موتور انکودر دار

عموما استپ موتورها در سیستم های حلقه باز کنترل می شوند. نحوه کار سیستم حلقه باز به این شکل است که داده ها وارد می شوند، فرآیند انجام می شود و داده ها خارج می شوند و به این شکل هیچگونه کنترلی بر موقعیت مکانی نخواهیم داشت. اما در مواقعی ممکن است نیاز به سیستم کنترل حلقه بسته در سرعت های پایین باشد. این کار با استفاده از استپر موتور معمولی قابل اجرا نیست.در این مواقع استفاده از استپ موتور انکودر دار بسیار مقرون به صرفه خواهد بود.

استپر موتور ضد آب

بعضی از انواع استپ موتور ها دارای استاندارد ضد آب IP65 هستند. این استاندارد به استپر موتور این قابلیت را می دهد که  در مقابل پاشش آب از هر زاویه ای مقاومت داشته باشد. البته به یاد داشته باشید این استاندارد به این معنا نیست که بتوان از استپ موتور زیر آب استفاده کرد، بلکه در مواقعی که ممکن است استپ موتور در معرض پاشش آب قرار گیرد از استپ موتور ضد آب استفاده می شود.

اجزای تشکیل دهنده استپ موتور

روتور

 روتور در واقع سیلندر مرکزی استپ موتور است و روی آن تعدادی استپ قرار گرفته است، در موتور های جریان مستقیم یا همان موتورهای DC معمولی سیم پیچ ها روی روتور قرار دارند و آهنربای دائم روی استاتور تعبیه شده اما در استپ موتور ها، سیم پیچ ها روی استاتور تعبیه شده اند. در واقع در موتور های  DC معمولی سیم پیچ ها همراه روتور در چرخش هستند اما در استپ موتورها اینچنین نیست.

استاتور

 استاتور قسمت ثابت استپ موتورها هستند که روتور درون آن چرخش می کند، استاتور در این موتور ها دارای سیم پیچ هایی است به نام فاز و چرخش روتور به دلیل وارد شدن پالس ها ی الکتریکی در این فازهاست.

قاب استپ موتور

 بر خلاف دیگر موتورها که در آن ها بوش و بلبرینگ وجود دارد، در ساختار تمامی استپ موتور ها در دو طرف فقط بلبرینگ می بینید. علت عمر بالای استپ موتور هم همین موضوع است چونکه در ساختار آن اثری از ذغال نیست که بخواهد تمام شود یا بوشی وجود ندارد که بخواهد جا بیندازد و خراب شود و عملکرد استپ موتور با مشکل مواجه شود.

گام استپر موتور

منظور از گام، کوچک ترین چرخش قابل کنترل در استپر موتور است. استپ موتورها بسته به نوع کاربرد با دقت های مختلفی ساخته می شوند. زاویه گام همان زاویه ای است که به ازای هر گام طی می شود.

عملکرد استپر موتورها چگونه است

با انرژی دادن به یک یا چند مرحله از استاتور، جریان جاریی در سیم پیچ‌ها تولید می‌شود که یک میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند و روتورها با این میدان هماهنگ می‌شوند.

باتوجه به آهنرباهایی که در روتور درون استپ موتور قرار داشت این آهنرباها توسط کنترلر با ارسال یک سری پالس‌ها فعال و غیرفعال می‌شوند.

زمانی که یک روتور شروع به چرخش می‌کند اولین پالس توسط کنترلر فرستاده می‌شود و اولین آهنربای الکتریکی شروع به حرکت می‌کند تا دقیقا استپ‌های روتور روبروی آهنربای الکتریکی فعال قرار بگیرند .

در این حالت استپ‌های روتور با باقی استپ‌های استاتورکمترین انحراف را دارند.

دراینجا  همزمان با فعال شدن آهنربای بعدی، استپ‌های روتور با استپ‌های این آهنربا در یک راستا قرار می‌گیرند و به همین منوال روتور شروع به چرخش می‌کند و می‌تواند شفت استپر موتور را در زاویه دلخواه قرار دهد.

استپر موتورها چه کاربردی دارند

استپ موتورها یا موتورهای پله ای از نظر کاربرد متفاوت هستند، برخی از رایج‌ترین آنها عبارتند از: تجهیزات چاپ سه بعدی، ماشین آلات نساجی، دستگاه‌ های برش سی ان سی، دستگاه های لیزری، دستگاه های چاپ، جوشکاری، رباتیک، اسکنرها، ماشین آلات تصویربردای پزشکی و لنز بعضی از دوربین‌های دیجیتال در حالی که این موارد جز رایج‌ترین ها هستند در واقع گوشه‌ای از کاربرد استپ موتورها می‌باشد.

به طور کلی هر سیستمی که نیاز به دقت بالا، کنترل سرعت و گشتاور با سرعت کم دارد می‌توان از استپ موتور ها استفاده کرد. استپ موتور ها در ساخت ماشین‌های عددی مانند سی ان سی در صنعت استفاده‌های فراوانی دارند.

در حالی که موتورهای سرو در صنعت جایگاه ویژه و مزایای بیشماری دارند ، موتورهای پله ای در بسیاری از کاربرد‌ها یک راه حل آیده‌ال هستند.

مزایا و معایب استپر موتور ها

در این قسمت مزایا و معایب استپ موتور هارا با هم مورد بررسی قرار میدهیم.

  • مزایای استپ موتور ها

این موتورها در هر وسیله‌ای ممکنه سودمند نباشند ولی با انتخاب درست در محیط و پروژه‌های مناسب می‌تو‌انند آیده ال باشند.

موتورهای پله ای دارای گشتاور کامل در حالت سکون هستند و زاویه‌ی چرخش موتور متناسب با پالس ورودی است و اساسا موتورهای پله ای کنترل سرعت عالی، موقعیت دقیق و تکرار پذیری حرکت را ارائه می‌دهندو  مواردی همچون:

  1. کنترل ساده
  2. طول عمر بالا
  3. فاقد خطای تجمعی
  4. راه اندازی ساده و ارزان
  • معایب استپر موتورها

  1. توان خروجی محدود
  2. دوران با پله ثابت
  3. قادر به تغذیه بار با اینرسی زیاد نمی‌باشد
  4. پرش و نوسان زیاد
  5. دارای راندمان کم
  6. نیاز به مدار درایو دارد
  7. ارتعاش و سروصدای بالایی ایجاد می‌کند

استپر موتور های تک قطبی

موتورهای تک قطبی بسیار ساده اند بنابراین ارزان تر هستند و نقطه ضعف آنها درواقع عدم کنترل نیروی ارسال شده به آنهاست.

این مورد مناسب چه کسانی هست؟

برای کسانی که به دنبال قیمت پایین و بدون نیاز به گشتاور زیاد هستند.

استپر موتور های دو قطبی

این موتورها ساده‌تر از تک قطبی ها هستند و قدرتمند‌تر و با گشتاوری زیاد هستند و در داخل دستگاه های برش سی ان سی و پرینترهای سه بعدی استفاده می‌شوند

و مناسب برای کسانی است که موتوری قدرتمند و با مدیریت قدرت بالاتر و ویژگی‌ها پیشرفته‌تری می‌خواهند.

پس برای انتخاب استپ موتور مورد نظر ابتدا باید بدانیم که به چه مقدار قدرت و گشتاوری نیاز داریم و از دیگر عواملی که در انتخاب هر نوع  الکتروموتوری باید به آن توجه کرد شرایط محیطی است.

و در ادامه باید به موارد زیر توجه داشته باشیم

  • تعداد مراحل در هر دور
  • زاویه در هر قدم
  • میکرو استپینگ
  • گیربکس
  • نگه داشتن گشتاور

و در آخر طول عمر است که طول عمر نمونه برای یک استپ موتور به طور متوسط 1000 ساعت کار است که با در نظر گرفتن شیفت 8 ساعت در روز این عدد تقریبا معادل با 4 سال و 8 ماه است.

میکرو استپ چیست؟

در هر نوع استپر موتور اندازه ی گامی که در هر فاز برداشته می شود به صورت پیشفرض تنها چند درجه نسبت به گام قبلی تفاوت دارد. مثلا 0.6 درجه یا 1.2 درجه .این حرکت با ولتاژدهی صورت می پذیرد.

درایورهای میکرواستپ بجای آنکه ولتاژ را به صورت صفر و یک به فازهای متوالی موتور تحویل دهند، آن را تقسیم نموده و به این ترتیب رزولوشن حرکت موتور را ریزتر و دقیقتر می کنند.

قیمت و خرید استپ موتور

قبل از اینکه برای خرید استپر موتور اقدام کنید بهتر است که اول اطلاعات آن را به طور دقیق و کامل بدست بیاورید. بر اساس مطالبی که گفته شد، اطلاعاتی که باید سراغشان باشید عبارتند از  گشتاور، جریان مصرفی، تعداد فاز و تعداد سیم. شما می توانید با در نظر گرفتن این شاخصه ها و اهداف کاریتان مناسب ترین گزینه را برای خود انتخاب کنید.

اطلاعاتی که باید درباره ی استپ موتور در نظر داشته باشید همگی شاخصه هایی هستند که بر قیمت این قطعه نیز تاثیر می گذارند.

استپر موتورها را می توانید در محصولات فروشگاه های اینترنتی مختلفی که در زمینه ی فروش قطعات مکانیکی یا الکتریکی فعالیت می کنند، بیابید.

پیشنهاد ما به شما خریداری از سایت لاین حرکت می باشد. در محصولات ما استپر موتورها با یکی از بهترین و مطمئن ترین برندهای ممکن که HQM می باشد موجود هستند و شما می توانید با تماس گرفتن با مشاورین ما تمامی اطلاعات مورد نیاز خود را کسب کنید و مناسب ترین استپر موتور را خریداری کنید.

نتیجه‌گیری و جمع بندی پایانی

باتوجه به موضوعاتی که درباره استپ موتورها گفته شد ، استپ موتور یک موتور دی سی هست که یک دور کامل را به تعدادی استپ تقسیم می‌کند بنابراین دقت بالایی دارند اما برای دقت بالاتر استفاده از سروو موتور ها می باشد.

( برای اطلاعات بیشتر به مقاله‌ی تفاوت سروو موتور با اسپترموتور مراجعه کنید) که باتوجه به ویژگی‌های این موتورها و نیاز خود انتخاب مناسبی داشته باشید

در نهایت باید گفت که این روزها استپر موتور جزئی جدایی ناپذیر از صنعت است .