موتور پله‌ای استپر موتور

سرویس آموزش‌های تخصصی برق نیوز: استپر موتور یا موتور پله‌ای چیست؟

در استپر موتورها کنترل موقعیت  برای رفتن به یک پله خاص یا ماندن در آن پله بدون استفاده از سیستم فیدبک می‌باشد و این نشانه دقت بالای این موتور‌ها است.
درون استپ موتور چندین سیم پیچ وجود دارد که در گروه‌هایی به نام فاز قرار داده شده اند. با عبور الکتریسیته از هر یک از این فازها، موتور با سرعت یک گام در واحد زمانی به چرخش در می‌آید.
این موتور‌ها در هر پله یا استپ به میزان خاصی بر حسب درجه دوران می‌کنند، به عنوان مثال محور استپ موتور ۲۰۰ استپ، در هر استپ ۸.۱ درجه دوران می‌کند.


اجزای تشکیل دهنده استپر موتور ها:

استپ موتور‌ها سه بخش استاتور، روتور و قاب‌های سر و انتها تشکیل شده است.

استاتور:
در قسمت استاتور تعدادی سیم پیچ با هم گروه بندی شده اند. مثلاً در استپ موتور دو فاز دو گروه سیم پیچ می‌بینید که از داخل با هم اتصال دارند و نهایتاً چهار سیم از آن‌ها بیرون آمده که دو به دوهر کدام به گروه سیم پیچ‌ها متصل اند. در استپ موتور سه فاز ۶ سیم خروجی خواهیم داشت و در استاتور ۵ فاز ده سیم خروجی هم وجود دارد. البته این نکته هم وجود دارد که در برخی از استپ موتور‌ها این ده سیم یا شش سیم از داخل با یک دیگر سری یا موازی می‌شوند و بعد بیرون می‌آیند.

روتور:
روتور معمولاً بسته به این که گشتاوراستپ موتور و طول استپ موتور چقدر است تعداد طبقات کمتر یا بیشتری دارد. مثلاً در یک استپ موتور به چهار طبقه می‌باشد اگر نیاز به طول بیشتری داشته باشید می‌تواند تا ۸ طبقه بزرگ شود که در نتیجه آن گشتاور استپ موتور بیشتر می‌شود یا اگر نیاز باشد که طول آن به دو طبقه کاهش یابد در آنصورت گشتاور استپ موتور نصف خواهد شد.

قاب استپ موتور:
در سر و ته استپ موتور‌ها برخلاف باقی موتور‌ها که بوش، زغال و بلبرینگ وجود دارد، در استپ موتور در دو طرف از بلبرینگ استفاده شده است که به همین علت عمر بالایی دارند چراکه در این موتور‌ها زغال وجود ندارد که تمام شود یا بوش وجود ندارد که جا بیندازند و یا خراب شود و باعث اختلال در عملکرد استپ موتور شود.

مقایسه انواع استپ موتور‌ها از لحاظ کاربرد:
موتور‌های سه فاز بیشتر در حرکت‌های با رفت و برگشت زیاد و سریع به کار می‌روند.
استپ موتور‌های پنج فاز در حرکت‌هایی با سرعت و دقت بالا به کار گرفته می‌شوند تا جایی که استفاده آن ۵ فاز با درایور میکرواستپ می‌توان دقتی تقریبا معادل یک سرو موتور ۱۷ بیتی داشته باشد.
استپر موتور ۵ فاز با درایور معمولی لرزش بسیار کمی دارد و جز در موارد با دقت زیاد نیاز به درایور میکرواستپ ندارد.
استپ موتور‌های دوفاز با درایور معمولی ارزش زیادی دارند و باید برای حذف لرزش آن‌ها از روش‌های مکانیکی استفاده نمود.
به صورت کلی اگر در پروژه‌های خود از سرو موتوربه علاوه گیربکس استفاده می‌کنید، ولی به سرعت بالا نیاز ندارید (کمتر از ۵۰۰ دور در دقیقه) و گشتاور مورد نیاز شما ما کمتر ۳۰ N.M است، می‌توانید جهت کاهش هزینه‌های خود به استپ موتور فکر کنید.

مزایای استفاده از استپ موتور ها:

1. کنترل دیجیتالی ساده
2. فاقد خطای تجمعی
3. توقف ناگهانی بدون آسیب
4. بدون جاروبک
5. بدون نیاز به فیدبک پایدار
6. ساختمان مکانیکی ساده
7. راه اندازی ساده ارزان 

معایب استپ موتور ها:

1. توان خروجی محدود
2. دوران با پله ثابت
3. قادر به تغذیه بار با انرژی زیاد نیستند
4. پرش و نوسان زیاد
5. راندمان کم

کاربرد‌های استپ موتور:
هر چند کاربرد استپر موتور‌ها امروزه بسیار گسترده است، اما استپ موتور‌ها را می‌توان در وسایلی مانند سی ان سی ها، پرینتر‌های سه بعدی، پرینتر‌های جوهرافشان، اسکنرها، پلاترها، فلاپی درایورها، دی وی دی درایور‌ها و لنز بعضی از دوربین‌های دیجیتال یافت البته این موارد گوشه‌ای از کاربرد استپ موتورمی باشد.

به طور کلی برای سیستم‌هایی که نیاز است موقعیت دقیق (افقی، عمودی) یا زاویه دقیق را تعیین کنیم می‌توانیم از استپ موتور‌ها استفاده کنیم. استپ موتور هادر ساخت ماشین‌های عددی مانند ماشین‌های سی ان سی، در صنعت استفاده‌های فراوانی دارد.

همچنین استپر موتور هادر صنایع رباتیک نیز کاربرد وسیعی برای ساخت بازو‌ها و سایر اجزای دقیق ربات را به خود اختصاص داده‌اند. استپر موتور در صنایع خودروسازی نیز کاربرد دارد یکی از موارد کاربرد ان‌ها در خودروها، کنترل میزان دور موتور، افزایش دور موتور هنگام استفاده از کولر، جلوگیری از کاهش ناگهانی دور موتور و در کل ایجاد تعادل و کنترل دور موتور میباشد.