آموزش

استپ موتور چیست ؟

امتیاز کاربران سایت :
[تعداد : 46 - امتیاز : 4.1 از 5]

استپ موتور چیست ؟

استپر موتور ( Stepper Motor ) یا استپ موتور ( Step Motor ) یا موتور پله ای یک موتور براشلس (Brushless ) الکتریکی DC است که یک دور کامل ( ۳۶۰ درجه ) را به تعدادی پله یا استپ مساوی تقسیم می نماید. کنترل موقعیت موتور پله ای برای رفتن به یک پله خاص یا ماندن در آن پله بدون استفاده از سیستم فیدبک می باشد و این نشانه دقت بالای این موتور ها است.

این موتور ها در هر پله یا استپ به میزان خاصی بر حسب درجه دوران می کنند ، به عنوان مثال محور استپ موتور ۲۰۰ استپ در هر استپ ۱/۸ درجه دوران می کنند.

قبل از شروع به خاندن مقاله این ویدیو (زبان انگلیسی) را مشاهده بفرماید :

موتور های DC جاروبک دار معملا مادامی که به ترمینال های آنها ولتاژ اعمال شود به حرکت پیوسته ادامه می دهند. اما بر خلاف دسته یاد شده ، استپ موتور ها فاقد جاروبک یا براشلس هستند و مشخصه اصلی آنها که آنها را از سایر انواع موتور ها متمایز می کند این است که با اعمال پالس به ترمینال های آن ( عموما پالس های موج مربعی ) موقعیت شفت یا محور موتور به میزان مشخص و از پیش تعیین شده ای ( در هنگام تولید موتور ) دوران می کند.

هر پالس به میزان مشخصی زاویه محور را تغییر می دهد. در استپر موتور ها در اطراف هسته مرکزی چندین الکترومگنت ( آهنربای های الکتریکی ) دندانه داری قرار دارند و در مرکز نیز یک سیلندر آهنی دندانه دار ( به شکل چرخ دنده ) وجود دارد. این الکترو مگنت ها بوسیله ی یک کنترلر خارجی ( به عنوان مثال میکرو کنترلر ) فعال و غیر فعال می شوند.

با برانگیخته شدن اولین الکترومگنت ، سیلندر مرکزی دندانه دار شروع به چرخش می کند تا دندانه های روی سیلندر دقیقا مقابل دندانه های اولین الکترو مگنت قرار بگیرند. ( به خاطر داشته باشید در این حالت دندانه های سیلندر مرکزی فقط با دندانه های اولین الکترومگنت مطابقت می نماید و با دندانه های سایر الکترومگنت ها انطباق ندارد. )

با فعال شدن الکترو مگنت بعدی و غیر فعال شدن اولین الکترومگنت ، دندانه های روی روتر ( Rotor ) با دندانه های الکترومگنت بعدی منطبق می شود به هر یک از این چرخش ها یک پله یا یک استپ می گویند و بدین شکل یک استپ به جلو یا عقب حرکت می کند.با ادامه این فرآیند موتور به چرخش ادامه می دهد. استپ موتور ها می توانند به این شکل زوایای دقیقی حرکت کنند.

کاربرد های استپ موتور :

هرچند کاربرد استپر موتور ها امروزه بسیار گسترده است اما استپ موتور ها را می توان در وسایلی مانند CNC ها ، پرینتر های ۳ بعدی ( ۳D Printer ) ، پرینتر های جوهر افشان ، اسکنر ها ، پلاتر ها ، فلاپی درایو ها ، دی وی دی درایو ها ( DVD Drive ) ، لنز بعضی از دوربین های دیجیتال یافت که البته این موارد گوشه ای از کاربرد استپ موتور هاست.

به طور کلی برای سیستم هایی که نیاز است موقعیت دقیق ( افقی ، عمودی ) یا زاویه دقیق را تعیین کنیم می توانیم از استپ موتور ها استفاده نماییم. استپ موتور ها در ساخت ماشین های عددی مانند CNC در صنعت استفاده های فراوانی دارند.

همچنین استپ موتور ها در صنایع رباتیک نیز کاربرد وسیعی برای ساخت بازو ها و سایر اجزای دقیق ربات را به خود اختصاص داده اند. استپر موتور در صنایع خودروسازی نیز کاربرد دارد و یکی از موارد کاربرد استپ موتور در خودروها کنترل میزان دور موتور ( گاز ) ، افزایش دور موتور هنگام استفاده از کولر ، جلوگیری از کاهش ناگهانی دور موتور و در کل ایجاد تعادل و کنترل دور موتور می باشد.

اصول کارکرد :

موتورهای DC زغالی زمانیکه ولتاژ به ترمینالهای آنها تزریق می‌گردد به نرمی حرکت می‌کنند. استپ موتور بوسیله قابلیت تبدیل پالسهای ورودی به فواصل کوچک مشخص در موقعیت شفت شناخته می‌شوند. هر پالس شفت را به یک زاویه مشخص می‌برد. استپ موتورها اساساً دارای دندانه‌های مغناطیسی در اطراف یک شفت مرکزی از جنس آهن می‌باشند. الکترومغناطیسها بوسیله یک مدار راه انداز خارجی یا یک میکروکنترلر تغذیه می‌گردند. جهت چرخاندن شفت ابتدا به یکی از مغناطیس‌ها توان داده می‌شود، که مغناطیس باعث جذب دندانه‌های دنده می‌گردد.

زمانیکه دندانه دنده روبروی اولین مغناطیس می‌ایستد، نسبت به مغناطیس بعدی دارای یک فاصله می‌باشد. این به معنای آنست که در صورت روشن شدن الکترومغناطیس بعدی و خاموش شدن اولی دنده به آهستگی می‌چرخد تا دندانه روبروی مغناطیس دوم قرار گیرد. از آنجا فرایند آغاز می‌گردد. هر یک از این چرخشها یک گام (استپ) نامیده می‌شود، تعداد مشخصی از این گامها یک دور کامل موتور را می‌سازند (دقت شود نسبت تعداد گامها به دور موتور همواره یک عدد صحیح است). و به این ترتیب یک موتور می‌تواند با زوایای مشخص بچرخد.

انواع استپ موتور :

چهار نوع اصلی از استپ موتورها وجود دارد:

  • استپ موتورهای با مغناطیس دائم
  • استپ موتورهای سنکرون هایبرید
  • استپ موترهای با مقاومت مغناطیسی متغیر
  • استپ موتورهای لاوت LAVET TYPE

 

روتور موتورهای مغناطیس دائم(PM) از مغناطیسهای دائم تشکیل گردیده است و و با جاذبه و دافعه بین مغناطیس روتور و مغناطیس استاتور عمل می‌نماید. موتورهای با مقاومت مغناطیسی متغیر از یک صفحه آهنی به عنوان روتور استفاده گردیده و بر این اساس عمل می‌نماید که حداقل مقدار مقاومت مغناطیسی، زمانیکه روتور در حال جذب به سمت قطبهای استاتور است، زمانی رخ می‌دهد که حداقل فاصله وجود دارد.

گروه سوم را به آین دلیل هایبرید می‌نامند که در ساختار آنها از دو تکنیک مغناطیس دائم و مقاومت مغناطیسی متغیر با هم، جهت رسیدن به حداکثر توان در کوچکترین فضا استفاده شده است.

فروشگاه استپ موتور ایران اتوماسیون

استپ موتور 45 کیلو لیدشاین

1,498,000 تومان
استپ موتور مدل 86HS45
  • مناسب برای دستگاه های CNC کوچک
  • 4.2 الی 6 آمپر
  • دارای 8سیم ورودی
  • گشتاور نگهداری 4.5 نیوتون/متر
  • حرکت نرم و دقیق
  • بدون نویز

استپ موتور 85 کیلو لیدشاین

1,575,000 تومان
استپ موتور مدل 86CM85
  • مناسب برای دستگاه های CNC
  • 2 فاز - با سایز فریم NEMA 34
  • سایز شفت : 12.7 میلیمتر
  • دارای 4 سیم ورودی
  • گشتاور نگهداری 8.5 نیوتون/متر
  • حرکت نرم و دقیق و بدون نویز و حرارت پایین
  • ساخته شده با بلبرینگ و شفت ژاپنی - محصول کشور چین

استپ موتور 85 کیلو لیدشاین سری HS

1,780,000 تومان
استپ موتور مدل 86HS85
  • مناسب برای دستگاه های CNC
  • 4.9 الی 6.8 آمپر
  • دارای 8سیم ورودی
  • گشتاور نگهداری 8.5 نیوتون/متر
  • حرکت نرم و دقیق
  • بدون نویز

استپ موتور 86CM45

1,490,000 تومان
استپ موتور مدل 86CM85
  • مناسب برای دستگاه های CNC
  • 2 فاز - با سایز فریم NEMA 34
  • سایز شفت : 12.7 میلیمتر
  • دارای 4 سیم ورودی
  • گشتاور نگهداری 4.5 نیوتون/متر
  • حرکت نرم و دقیق و بدون نویز و حرارت پایین
  • ساخته شده با بلبرینگ و شفت ژاپنی - محصول کشور چین

درایور استپ موتور DMA860E

1,555,000 تومان
امتیاز کاربران سایت : [تعداد : 0 - امتیاز : 0 از 5]درایور استپ موتور لیدشاین مدل DMA860E مناسب برای

دستگاه CNC مدل ATC-430

660,000,000 تومان
دستگاه CNC چوب و MDF مدل ATC-430 محصول شرکت ایران اتوماسیون یک ماشین فرز CNC تمام اتوماتیک پیشرفته برای ساخت و تولید قطعات چوبی و MDF می باشد. ابعاد میز کار این دستگاه ۴۳۰۰*۲۱۰۰ و ارتفاع کار زن آن ۳۰۰ میلیمتر می باشد . سازه دستگاه فوق از فولاد یک پارچه سنگین ساخته و بعد از اتمام مراحل تنش زدایی ، توسط دستگاه های فوق دقیق ماشین کاری می شود. این فرایند دقت بالای دستگاه را به صورت مادام العمر تضمین میکند.  
یک سال گارانتی طلایی ۱۰ سال خدمات پس از فروش
 

دستگاه CNC مدل IA180C

98,000,000 تومان
دستگاه CNC چوب مدل IA180C یک دستگاه کارگاهی با برق تک فاز و قیمت پایین می باشد. دستگاه فوق با استفاده از ریل های حرکتی لینیرگاید و سیستم حرکتی دنده شانه و چرخ دنده دقت مناسب صنایع چوب را با کمترین هزینه مهیا می کند.

دستگاه CNC مدل IA250C

159,000,000 تومان 143,000,000 تومان
دستگاه CNC چوب مدل IA250C  مناسب برای کارگاه های کوچک می باشد که با برق تک فاز و قیمت مناسب توان اجرای طرح های سی ان سی را در ابعاد ۱۳۰*۲۵۰ سانتی متر با دقت مناسب ارائه می دهد. سیستم حرکتی دستگاه از چهار عدد استپ موتور قوی سدخت شرکت لیدشاین چین با شفت و بلبرینگ های ژاپن بهره مند است و  عملیات براده برداری به وسیله یک عدد اسپیندل موتور ۴.۵ کیلو وات انجام می پذیرد . دستگاه فوق دارای سیستم تغذیه برق AC میباشد که به همراه درایو های مخصوص سرعتی نزدیک به دستگاه های سرو را به کاربر می دهد ، از مزایای دیگر این دستگاه میتوان به سیستم روغن کاری اتوماتیک برای ریل ها ، واگن ها و بال اسکرو اشاره کرد که عمر دستگاه را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد. همچنین اسپیندل دستگاه مارک HQD چین با قدرت ۴.۵ تا ۵.۵ کیلو وات و حداکثر سرعت ۱۸۰۰۰ دور بر دقیقه می باشد، تمامی قطعات استفاده شده روی دستگاه اصلی و دارای یک سال گارانتی می باشند.  
 
یک سال گارانتی طلایی ۵ سال خدمات پس از فروش

دستگاه CNC مدل IA250S

185,000,000 تومان
این مدل از دستگاه های CNC چوب ساخت گروه صنعتی ایران اتوماسیون تلفیقی از دستگاه های گروه C و گروه W می باشد . در واقع دستگاه فوق از سرعت و دقتی مشابه دستگاه های سری W بهره میبرد ، با این تفاوت که قیمتی پایین تر از این سری دستگاه ها دارد .

دستگاه CNC مدل IA250W

237,000,000 تومان
دستگاه CNC چوب مدل IA250W با ابعاد حرکتی ۱۳۰ * ۲۵۰ دارای دقت حرکتی بسیار بالا می باشد که با طراحی سازه ای مستحکم توان اجرای طرح های پیچیده با سرعت های بالا را دارا می باشد. سیستم حرکتی دستگاه از ۳۷۵۰ وات قدرت سروموتور های ۱۶۰.۰۰۰ پالس ۲۰۰۰ دور دلتا بهره مند است که هماهنگی بسیار عالی با الکترو اسپیندل HSD با قدرت ۶ تا ۷.۲ کیلو وات ایجاد کرده است . تمام محور های دستگاه فوق از ریل های HIWIN تایوان با سختی ۶۰ راکول به همراه سیستم روغن کاری مرکزی اتومات تایمر دار بهره مند بوده که باعث افزایش چند برابری طول عمر واگن های دستگاه می شود

دستگاه CNC مدل IA400W

280,000,000 تومان
دستگاه سی ان سی (CNC) مدل IA400W پرفروش ترین محصول شرکت ایران اتوماسیون می باشد. این ماشین دارای دقت حرکتی بسیار بالا می باشد که با طراحی سازه ای مستحکم و قطعات مرغوب توان اجرای طرح های پیچیده با سرعت های بالا را دارا می باشد. دستگاه فوق مناسب برای منبت چوب‌‌ و ام دی اف و همچنین سنگ تراشی می باشد .  
یک سال گارانتی طلایی ۱۰ سال خدمات پس از فروش
 

دستگاه CNC مدل IA800W

585,000,000 تومان
یکی از انواع دستگاه های سی ان سی چوب، دستگاه هایی اند که به طور اختصاصی برای منبت کاری روی چوب ساخته شده اند. دستگاه های سی ان سی چوب مخصوص منبت، معمولا بیش از یک اسپیندل دارند و برای تولید قطعات منبت کاری مورد استفاده در مبلمان استیل، بوفه های منبت کاری شده و غیره کاربرد دارند.دستگاه CNC مدل IA800D با داشتن ۸ یونیت فرز کاری در ۴ محور همزمان توان تولید پیچیده ترین طرح های مبلمان را دارد.

محصول شرکت LeadShine چین – برای دریافت کاتالوگ کلیک کنید .

استپ موتور های دو فاز:

دو نوع سیم پیچی جهت هسته‌های مغناطیس استپ موتورهای دو فاز وجود دارد: تک قطبی و دوقطبی.

موتورهای تک قطبی :

یک موتور تک قطبی دارای سیم پیچی با سر مرکزی می‌باشد. جریان در هر قسمت از سیم پیچ جهت ایجاد میدان مغناطیسی برقرار می‌گردد. در این آرایش، قطبهای مغناطیسی بدون تغییر در جهت جریان می‌توانند معکوس گردند، بنابراین کموتاسیون در مدار به راحتی صورت می‌گیرد (به عنوان مثال با یک ترانزیستور). اساساً، هر فاز، دارای یک سر مرکزی مشترک است: سه سیم برای هر فاز و شش سیم برای یک موتور دو فاز. اغلب سر مشترک هر دو فاز با هم یکی شده و بنابراین هر موتور دارای پنج سیم می‌باشد. به همین دلیل این موتورها را تک قطبی می‌نامند زیرا توان همواره از طریق همین قطب وارد می‌گردد.

یک میکروکنترلر یا کنترلر استپ موتور می‌تواند جهت فعال سازی ترانزیستورهای راه انداز در مسیر درست استفاده گردد. این عملکرد موتورهای تک قطبی باعث محبوبیت آنها گردیده است، این راحت‌ترین راه جهت یک حرکت زاویه‌ای است. (بوسیله اندازه‌گیری مقاومت دو سر سیم پیچها می‌توان آنها را شناسایی نمود.

مقاومت بین سیم سر وسط و سیم انتهای کویل نصف مقاومت دو سیم انتهایی کویل می‌باشد) یک راه سریع جهت تست صحت عملکرد استپ موتور، اتصال کوتاه کردن دو سر کویلها و سعی در چرخش شفت است، هر زمان که مقاومتی بیش از مقاومت نرمال احساس گردید نشانگر بسته بودن مدار آن سیم پیچ مشخص است و نشانه عملکرد صحیح فاز است.

موتورهای دو قطبی :

موتورهای دوقطبی دارای یک سیم پیچ در هر فاز می‌باشند. جهت معکوس کردن قطبهای مغناطیسی جریان در یک سیم پیچ بایستی معکوس گردد، بنابراین مدار راه انداز پیچیده‌تر می‌باشد، و اساساً با یک آرایش پل H بدست می‌آید. (البته مدارات راه انداز زیادی برای این موضوع وجود دارد). دو سیم برای هر فاز وجود دارد و هیچ سر مشترکی وجود ندارد.

در صورتیکه فرکانس اعمالی به استپ موتور بیش از فرکانس پاسخگویی موتور باشد باعث افزایش اثر اصطکاک ساکن می‌گردد. به دلیل استفاده بهتر از سیم پیچها، توان موتورهای دوقطبی نسبت به موتور تک قطبی هم وزن خود بیشتر است. این به دلیل فضای فیزیکی اشغال شده توسط سیم پیچهاست. یک موتور تک فاز دارای دوبرابر سیم بیشتر در حجم یکسان است اما نصف توان نقطه به نقطه در هر زمان را ارائه می‌دهد که به معنای تأثیر گذاری۵۰٪ یا حداکثر ۷۰٪ است. با وجود آنکه موتور دو قطبی جهت راه اندازی پیچیده‌تر است اما فراوانی تراشه‌های راه انداز به معنی آنست که دستیابی به این سیستم چندان هم سخت نیست.

یک استپ موتور ۸ سیمه مانند یک موتور تک قطبی است اما سیمها به سر مشترک وصل نیستند. این نوع سیم پیچی موتور به چند شکل قابل استفاده است:

  • تک قطبی
  • دوقطبی با سیم پیچی سری (این امر باعث ارائه اندکتانس بالاتر و جریان پایین‌تر در هر سیم پیچ می‌گردد)
  • دو قطبی با سیم پیچی موازی (این امر نیاز به جریان بالاتر دارد اما می‌تواند باعث کاهش و بهینه شدن اندکتانس گردد)
  • دوقطبی با یک سیم پیچ در هر فاز (این روش باعث راه اندازی موتور با نصف سیم پیچ قابل دسترس می‌گردد که باعث کاهش گشتاور سرعت پایین با جریان مورد نیاز کمتر می‌گردد)

با اندازه‌گیری مقاومت بین سیمها می‌توان این دو نوع موتور را از هم تشخیص داد. اگر دو سیمی که اندازه‌گیری می‌نمایید مربوط به دو کویل مجزا باشند مقاومت بینهایت دیده می‌شود. مانند سایر موتورها، استپ موتورها نیز به توانی بیش از آنچه میکروکنترلرها تأمین می‌نمایند نیاز دارند بنابراین به یک منبع تغذیه مجزا نیازمندید.

بصورت ایده‌آل بایستی ولتاژ اعلام شده توسط کارخانه سازنده را بدانید اما در صورت عدم اطلاع، یک منبع تغذیه DC متغیر را به دو سیم یک کویل اعمال نمایید، از ولتاژ حداقل ۳V آغاز نمایید و بتدریج آنرا افزایش دهید تا زمانیکه موتور بسختی به نظر می‌رسد آماده حرکت است. بیش از آن ولتاژ اعمال ننمایید چون باعث آسیب به موتور می‌گردد.

اساساً ولتاژ مورد نیاز موتورها ۵V, 9V, 12V, 24V است . البته ولتاژ و آمپر مورد نیاز استپر موتور بسته به توان موتور می باشد که در کاتالوگ شرکت سازنده شرح داده شده است.

مزایای استپ موتور ها :

  • کنترل دیجیتالی ساده
  • فاقد خطای تجمعی
  • توقف ناگهانی بدون آسیب
  • بدون جاروبک
  • بدون نیاز به فیدبک پایدار
  • ساختمان مکانیکی ساده
  • راه‌اندازی ساده و ارزان

معایب استپ موتور ها :

  • توان خروجی محدود
  • دوران با پله ثابت
  • قادر به تغذیه بار با اینرسی زیاد نیست
  • پرش و نوسان زیاد
  • راندمان کم

پست های مرتبط

1 نظر در “استپ موتور چیست ؟

  1. رضا گفت:

    با سلام
    یه استپر موتور میخواستیم که با اتصال یک لوله به اون چیزی شبیه توبولار موتور ساخت برای لیف کردن یک بار بین 5 تا 7 کیلوگرم. لرزش و دقت مهم نیست ولی سرعت نباید خیلی کم باشه.
    اگر نیاز به حضور بنده هست بفرمایید خدمت برسم.
    با تشکر – مرادی 09127377239

    1. مدیریت گفت:

      با سلام.
      برای به دست آوردن قدرت مورد نیاز باید با توجه به نوع سیستم دستگاه خود محاسباتی انجام دهید.
      قدرت استپ موتور ها بر اساس گشتاور با واحد کیلوگرم بر سانتیمتر نام گذاری میشود.
      برای مثال یک استپ موتور ۴۵ کیلوگرم/سانتیمتر توانایی اعمال گشتاور ۴۵ کیلویی در فاصله یک سانتی متری از مرکز شفت خود را دارد.
      یعنی به طور تئوری و به فرض این که شعاع شفت موتور ۱۰ میلیمتر باشد ؛ با وصل کردن یک نخ به شفت و یک قطعه ۴۵ کیلو گرمی ، قطعه بالا می آید.
      اما باید در نظر داشته باشید که حداکثر گشتاور موتور در حالت ایستاده می باشد و با شروع به حرکت موتور و افزایش سرعت از قدرت موتور کاسته میشود .
      پس باید قدرت موتور خود را بیشتر از نیاز محاسباتی در نظر بگیرید.

      1. رضا گفت:

        با تشکر
        اگر بنا باشه از لید اسکرو استفاده کنیم چطور , فرمول محاسبه گشتاور مورد نیاز با لحاظ کردن میزان بار و اصطکاک پیچ چی هست؟

        1. مدیریت گفت:

          محاسبه این سیستم خیلی پیچیده است و نیاز به شناخت و تجربه کافی از استپ موتور دارد. در صورت استفاده از بال اسکرو ۱۶ با گام ۵ و با حد اکثر سرعت ۱۰۰ دور بر دقیقه استپ موتور ۴۵ کیلوگرم برای کار شما مناسب است. در صورت نیاز به سرعت بالا تر بایست از استپ ۸۵ کیلو و بال اسکرو با گام ۱۰ استفاده کنید .
          برای استفاده از لید اسکرو باید بازده سیستم را کمتر از ۰.۶ در نظر بگیرید. در صورت نیاز به فرمول های محاسباتی در تلگرام به شماره ۰۹۱۸۱۶۱۳۶۷۹ پیام ارسال کنید . با تشکر.

  2. فرهاد گفت:

    سلام یک دستگاه لیزر دارم که محور yاون از استیم اوتونیکس A16K_M569 با مشخصات 2/27 ولت ۱/۴ آمپر ۰/۷۲ درجه هستش که زود زود خراب یا به صدا میوفته چه استپی قوی میتونم جایگزین کنم اگه خودتون هم داشتین لطفا قیمت بدین

  3. کاظمی گفت:

    باسلام . بنده نیاز به استیپری دارم که وزنه حدود ۲۵ کیلو رو حداکثر و کنترل شده ۴۰ سانتی متر بالا ببره … با فرض اینکه روی شفت بازوی ۴۰ سانتی بسته خواهد شد تادر ۹۰ درجه ۴۰ سانتیمتر وزنه رو بالا ببره… ممنون از راهنمایتون

  4. مهلاعباسی گفت:

    سلام وقت بخیر. نیازبه استپ موتوری دارم که یک سیکل مکانیکی کششی روازطریق اون اجراکنم( نیروروبرسونه به فک های کششی که نمونه روگرفتن وابعادفک های کشش هریک درحدود3*4هست) لطفاراهنمایی بفرمایید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *