स्टेपर मोटर्स कैसे काम करती है

इस पोस्ट में हम स्टेपर मोटर के बारे में जानने वाले हैं। हम यह पता लगा रहे हैं कि स्टेपर मोटर क्या है, इसके मूलभूत कार्य तंत्र, स्टेपर मोटर के प्रकार, कदम बढ़ाने के तरीके और अंत में इसके फायदे और नुकसान हैं।

स्टेपर मोटर क्या है?

स्टेपर मोटर ब्रशलेस मोटर है इसका घूर्णन शाफ़्ट (रोटर) निर्धारित संख्या के साथ एक चक्कर पूरा करता है। घूर्णन की चरणबद्ध प्रकृति के कारण इसे स्टेपर मोटर के रूप में नाम मिला है।

स्टेपर मोटर प्रदान करता है घूर्णी कोण पर सटीक नियंत्रण और गति। यह एक ओपन-लूप डिज़ाइन है, जिसका अर्थ है कि रोटेशन को ट्रैक करने के लिए कोई प्रतिक्रिया तंत्र लागू नहीं किया गया है।

यह अपनी गति को बदल सकता है, घूर्णन दिशा बदल सकता है और तुरन्त एक स्थिति में लॉक कर सकता है। चरणों की संख्या रोटर में मौजूद दांतों की संख्या से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए: यदि एक स्टेपर मोटर में 200 दांत होते हैं, तो

360 (डिग्री) / 200 (दांतों की नहीं) = 1.8 डिग्री

तो, प्रत्येक चरण 1.8 डिग्री होगा। स्टेपर मोटर्स को माइक्रोकंट्रोलर और ड्राइवर सर्किट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इसका उपयोग लेजर प्रिंटर, 3 डी प्रिंटर, ऑप्टिकल ड्राइव, रोबोटिक्स आदि में व्यापक रूप से किया जाता है।

मौलिक कार्य प्रणाली:

एक स्टेपर मोटर में इंसुलेटेड तांबे के तार के साथ डंडे के घाव की कई संख्या हो सकती है जिसे स्टेटर या मोटर का गैर-चलती हिस्सा कहा जाता है। मोटर के चलने वाले हिस्से को रोटर कहा जाता है, जिसमें कई संख्या में दांत होते हैं।

जब एक ध्रुव को ऊर्जावान किया जाता है, तो निकटतम दांत उस सक्रिय ध्रुव के साथ संरेखित हो जाएंगे और रोटर पर अन्य दांत अन्य गैर-सक्रिय ध्रुवों के साथ थोड़ा ऑफसेट या अनलगइन किए जाएंगे।

अगला पोल एनर्जेटिक हो जाएगा और पिछले पोल डी-एनर्जेटिक हो जाएगा, अब अनलॉग्ड पोल को वर्तमान में एनर्जेटिक पोल के साथ संरेखित किया जाएगा, यह एक सिंगल स्टेप बनाता है।

अगला ध्रुव ऊर्जावान हो जाता है और पिछला ध्रुव डी-एनर्जेटिक हो जाता है, इससे एक और चरण बनता है और यह चक्र एक पूर्ण घुमाव बनाने के लिए कई बार जारी रहता है।

यहाँ एक और बहुत सरल उदाहरण है कि कैसे स्टेपर मोटर कार्य करता है:

आमतौर पर रोटर के दांतों को उत्तर और दक्षिण ध्रुव के फैशन में व्यवस्थित किया जाता है। ध्रुव के खंभे की तरह खिसकने और ध्रुव के विपरीत, अब पोल घुमावदार is ए ’सक्रिय है और उत्तरी ध्रुव के रूप में सक्रिय ध्रुव को मान लेते हैं और दक्षिण ध्रुव के रूप में रोटर, यह छवि में दिखाए गए ध्रुव st ए’ स्टेटर की ओर रोटर के दक्षिणी ध्रुव को आकर्षित करता है।

अब पोल A डी-एनर्जेटिक है और पोल 'B' एनर्जेटिक है, अब रोटर का दक्षिणी ध्रुव पोल 'B' के साथ संरेखित होगा। इसी तरह के पोल ’सी’ और पोल ‘डी’ एक रोटेशन को पूरा करने के लिए एक ही फैशन में सक्रिय और डी-एनर्जेट करेंगे।

अब तक आप समझ गए होंगे कि स्टेपर मोटर कैसे काम करता है।

स्टेपर मोटर के प्रकार:

तीन प्रकार के स्टेपर मोटर हैं:

• स्थायी चुंबक स्टेपर
• परिवर्तनीय अनिच्छुक स्टेपर
• हाइब्रिड तुल्यकालिक स्टेपर

स्थायी चुंबक स्टेपर:

स्थायी चुंबक स्टेपर मोटर्स रोटर में स्थायी चुंबक दांतों का उपयोग करते हैं जो बारी-बारी से पोल फैशन (उत्तर-दक्षिण-उत्तर-दक्षिण ……) में व्यवस्थित होते हैं, यह अधिक से अधिक टोक़ प्रदान करते हैं।

चर अनिच्छुक स्टेपर:

परिवर्तनीय अनिच्छुक स्टेपर नरम लोहे की सामग्री का उपयोग रोटर के रूप में कई प्रकार के दांतों के साथ करता है और इस सिद्धांत के आधार पर संचालित होता है कि न्यूनतम अनिच्छुक न्यूनतम अंतराल पर होता है, जिसका अर्थ है कि रोटर के निकटतम दांत जब ऊर्जा में ढल जाते हैं तो ध्रुव की ओर आकर्षित हो जाते हैं, जैसे एक धातु आकर्षित होती है। एक चुंबक की ओर।

हाइब्रिड तुल्यकालिक स्टेपर:

हाइब्रिड स्टेपर मोटर में उपरोक्त दोनों विधि को अधिकतम टॉर्क प्राप्त करने के लिए संयोजित किया जाता है। यह सबसे सामान्य प्रकार की स्टेपर मोटर है और महंगी विधि भी है।
कदम मोड:

स्टेपिंग मोड्स 3 प्रकार के होते हैं

• फुल स्टेपिंग मोड
• आधा कदम मोड
• माइक्रो स्टेपिंग मोड

फुल स्टेपिंग मोड:

पूर्ण चरण मोड में निम्न उदाहरण से समझा जा सकता है: यदि एक स्टेपर मोटर में 200 दांत होते हैं, तो एक पूर्ण चरण 1.8 डिग्री (जो लेख की शुरुआत में दिया गया है) यह कम या 1.8 डिग्री से अधिक नहीं जीता है।

पूर्ण चरण को आगे दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:

• एकल चरण मोड
• दो चरण मोड

दोनों चरण मोड में, रोटर एक पूर्ण चरण लेता है, इन दोनों के बीच बुनियादी अंतर है, एकल मोड कम टॉर्क देता है और दो चरण मोड अधिक टॉर्क देता है।

• एकल चरण मोड:

एकल चरण मोड में केवल एक चरण (घुमावदार / ध्रुव का एक समूह) एक निश्चित समय पर सक्रिय होता है, यह कम से कम ऊर्जा खपत करने वाला तरीका है, लेकिन यह कम टॉर्क भी देता है।

• दो चरण मोड:

दो चरण मोड में, दो चरण (घुमावदार / ध्रुव का दो समूह) एक निश्चित समय पर सक्रिय होता है, यह एकल चरण मोड में अधिक टोक़ (30% से 40%) पैदा करता है।

आधा कदम मोड:

मोटर के रिज़ॉल्यूशन को दोगुना करने के लिए आधा स्टेपिंग मोड किया जाता है। आधे चरण में जैसा कि नाम से पता चलता है कि यह एक पूर्ण चरण का आधा हिस्सा लेता है, पूर्ण 1.8 डिग्री के बजाय आधा कदम 0.9 डिग्री लेता है।
आधा चरण एकल चरण मोड और डबल चरण मोड को वैकल्पिक रूप से बदलकर प्राप्त किया जाता है। यह यांत्रिक भागों पर तनाव को कम करता है और रोटेशन में चिकनाई बढ़ाता है। आधा कदम टोक़ को लगभग 15% कम कर देता है। लेकिन मोटर पर लगाए गए करंट को बढ़ाकर टॉर्क को बढ़ाया जा सकता है।

माइक्रो स्टेपिंग:

सबसे आसान घुमाव के लिए माइक्रो स्टेपिंग की जाती है। एक पूर्ण चरण को 256 चरणों में विभाजित किया गया है। माइक्रो स्टेपिंग के लिए इसे विशेष माइक्रोस्टेप नियंत्रक की आवश्यकता होती है। इसके टॉर्क में लगभग 30% की कटौती है।

तरल पदार्थ के रोटेशन के लिए ड्राइवरों को साइनसोइडल तरंग का इनपुट करने की आवश्यकता होती है। ड्राइवर 90 डिग्री चरण के साथ दो साइनसोइडल इनपुट देते हैं।

यह रोटेशन पर सबसे अच्छा नियंत्रण देता है और यांत्रिक तनाव को काफी कम करता है और परिचालन शोर को कम करता है।

स्टेपर मोटर के मुख्य फायदे और नुकसान निम्नलिखित बातों से सीखे जा सकते हैं:

लाभ:

• कोणीय रोटेशन पर सबसे अच्छा नियंत्रण।
• धीमी गति पर उच्च टोक़।
• घूर्णी दिशा में तत्काल परिवर्तन।
• न्यूनतम यांत्रिक निर्माण।

नुकसान:

• रोटर को नियत स्थान पर लॉक करने के लिए किए गए रोटेशन के बिना भी बिजली की खपत होती है।
• घूर्णी त्रुटियों के खिलाफ सही करने और वर्तमान स्थिति को ट्रैक करने के लिए कोई प्रतिक्रिया तंत्र नहीं है।
• इसे जटिल चालक सर्किट की आवश्यकता है।
• अधिक गति से टॉर्क कम होता है।
• उच्च गति पर मोटर को नियंत्रित करना आसान नहीं है।