درایور استپ موتور چیست؟

درایور استپ موتور چیست؟

درایور استپ موتور، تجهیزی تمام الکترونیکی است که با توجه به نوع مکانیزم برنامه ریزی شده رشته سیگنال‌های روشن و خاموش کنترل موتور را صادر می‌کند. در طراحی این درایوها از قابلیت میکرو استپینگ استفاده شده است که روش تنظیم پالس‌های ارسالی به استپ موتور‌ها است. به این ترتیب درایور قادر است تا با جابجایی تولید پالس از طریق سیستم میکرو استپینگ شرایط حرکت نرم و دقیق استپ موتور را فراهم آورد.

درایور استپ موتور، سیستم راه اندازی اتوماتیک و قابل برنامه ریزی استپ موتور‌ها است که سیگنال‌های خاموش و روشن شدن سیم پیچ‌ها را تحت جریانی از اطلاعات کد شده ارسال می‌کند. این درایورها عموما از امکانات متنوع مانند قابلیت کنترل جریان خروجی، کنترل نحوه حرکت و کنترل سرعت حرکت برخوردار هستند.

بیشتر بخوانید درایور استپ موتور : خرید اینورتر دلتا

انواع درایور استپ موتور (براساس چگونگی ارتباط با موتور و بازخورد)

1. درایور‌ ساده
2. درایور انکودر دار
3. درایور‌ چند محوره

1. درایور‌ ساده

درایور‌هایی هستند که بدون نیاز به بازخورد اطلاعات از وضعیت موتور و تنها برای کنترل یک دستگاه استپ موتور طراحی ‌شده‌اند. عموم درایورهای استپ موتور از همین مدل‌های ساده هستند.

2. درایور انکودر دار

درایور‌هایی هستند که برای کنترل حرکت یک استپ موتور اما با استفاده از بازخورد اطلاعات وضعیت حرکت موتور طراحی شده‌اند. این درایورها با تکنیک فیدبک از موتور می‌توانند شرایط عملیاتی موتور را شناسایی کرده و مطابق با آن فرامین کنترلی را تولید کنند. 

3. درایور چند محوره

درایور‌هایی هستند که برای کنترل همزمان چندین استپ موتور طراحی شده‌اند. این درایور‌ها دارای خروجی‌های مستقل کنترل همزمان اما جداگانه دو و یا چند استپ موتور هستند.

روش کار درایور استپ موتور

این درایور برای تولید پالس‌های جریانی با شرایط زمان بندی شده ساخته شده است و می‌تواند یک رشته پالس متغیر جریانی را تحت کنترل کامل با شرایط برنامه‌ریزی شده تولید نماید. عملکرد این درایو‌رها تقریباً ساده است و به شکلی است که جریان الکتریکی را در فاز‌های مختلف زمانی تولید می‌کند. این جریان‌های متغیر به استپ موتور ارسال شده و باعث کارکرد آن می‌شوند. حالا هر نوع تغییر مانند جابجایی ریتم زمانبندی پالس‌ها باعث جابجایی سرعت و یا موقعیت حرکت استپ موتور می‌شود.

از نگاه طراحی و مکانیزم عملیاتی در کل ۴ نوع سیستم تولید پالس استپ موتور وجود دارد:

• درایورهای هاف استپینگ (Half- Stepping):

برای طراحی این درایور‌ها از تلفیق تکنیک موجی و فول استپ استفاده شده است. یعنی همزمان می‌توانند یک یا دو فاز استپ موتور را روشن کنند. از این رو به عنوان درایورهای نیم پله یا Half Stepping شناخته می‌شوند. در این روش حالتی از نیم پله به پله کامل و مجددا نیم پله در جریان است. 

به شکلی که سیگنال درایور قطب اول موتور را روشن می‌کند. سپس همزمان قطب دوم را فعال کرده و در نهایت با خاموش شدن قطب اول فعالیت قطب دوم تا فعال شدن قطب سوم موتور ادامه دارد و این جریان در چرخش کامل موتور ادامه پیدا می‌کند. در این روش گشتاور بالایی تولید می‌شود که گاهاً با لرزش بدنه موتور همراه است.

بیشتر بخوانید درایور استپ موتور : خرید کنترلر دما

• درایورهای فول استپ:

در این درایورها سیگنال جریانی برای فعال شدن همزمان دو فاز استپ موتور در یک لحظه صادر می‌شود. لذا عملاً در هر لحظه می‌توانیم از قدرت مغناطیس شوندگی دو فاز موتور استفاده کنیم. درایورهای فول استپ دقت بالاتری به نسبت روش موجی ندارند؛ اما می‌توانند حرکت با قدرت گشتاور بالاتری را تولید کنند.

• درایور میکرو استپینگ:

اصلی‌ترین روش تولید پالس‌های کنترل استپ موتور‌ها است و عموم محصولات درایور استپ موتور صنعتی را با استفاده از این تکنیک طراحی می‌کنند. در این روش درایور پالس‌های جریانی را مابین سیم پیچ‌های موتور به شکلی تقسیم می‌کند که استپ موتور قابلیت حرکت مابین استپ‌ها در جابجایی‌های دقیق داشته باشد. برای این منظور جریان اعمال شده به استپ موتور در واحدهای کوچک و پالس مانند تفکیک می‌شود.

مثلاً فرض کنید که پالس جریانی را بر ۱۶ قسمت مساوی تقسیم کرده باشیم. استپ موتور به یکی از سیم پیچ‌ها  و به سیم‌پیچ بعدی  جریان را اختصاص می‌دهد. در گام بعدی برای سیم پیچ اول  و سیم پیچ دوم  اختصاص داده می‌شود و این جریان پیوسته‌ی کاهش و افزایش جریان میان سیم پیچ‌ها ادامه دارد. 

• درایورهای موجی:

در عملکرد این درایور‌ها سیگنال موجی برای روشن شدن فقط یک فاز در هر لحظه تولید می‌شود، به شکلی که در هر لحظه تنها یکی از قطب‌های استپ موتور فعال هستند. با هر بار موج سیگنال برای فعال کردن لحظه‌ای هر یک از قطب‌ها محور رتور به اندازه ۹۰ درجه جابجا می‌شود. این روش به علت درگیر شدن تنها یک فاز در هر لحظه عملکردی کند و گشتاوری پایین دارد و عملاً از تکنیک پالس‌های موجی برای طراحی درایور استپ موتور صنعتی استفاده نمی‌کنند.

راهنمای خرید و انتخاب درایور استپ موتور 

• مقدار جریان خروجی درایور

 جریان خروجی درایور که به استپ موتور اعمال می‌شود، مهمترین مولفه فنی آن است و معرف قابلیت‌های عملیاتی دستگاه می‌باشد. انواع درایور با قابلیت تولید پالس‌های کنترلی در جریان 1 الی ۹ آمپر و حتی بزرگتر طراحی می‌شوند. توجه کنید که پالس خروجی درایور علاوه بر سیگنال کنترل سرعت و حرکت استپ موتور برای حمل توان نیز تولید شده است و برای راه اندازی استپ موتور‌های بزرگتر به درایور‌ها با خروجی تحت جریان دهی‌های بالاتر نیاز دارید.

• تعداد فاز تحت پوشش درایور

 انواع استپ موتور را در گونه‌های ۲، ۳ و یا ۵ فاز طراحی می‌کنند. قاعدتاً برای کارکرد با این الکتروموتورها نیاز به درایورها با طراحی هماهنگ دارید. بنابراین در هنگام انتخاب درایور استپ موتور صنعتی تطابق آن با ویژگی‌های عملیاتی و طراحی خود موتور را بررسی کنید.

• ولتاژ خروجی درایور

درایور‌ها برای کار در ولتاژهای گوناگون طراحی می‌شوند. عموم درایور‌ها از انعطاف بالایی برای کارکردن در بازه‌های بزرگ از ولتاژ برخوردار هستند. این در حالی است که برخی از آنها حساسیت بالایی در مقدار ولتاژ ورودی خود دارند. مقدار ولتاژ مورد نیاز درایور استپ موتور صنعتی با جزئیات در دیتاشیت آنها موجود است و دقت کنید که در سطح پروژه قابلیت پوشش چنین ولتاژی را دارید.

بیشتر بخوانید درایور استپ موتور ید اسپيندل موتور

• قیمت درایور

قیمت درایور استپ موتور با توجه به مولفه‌های گوناگون از جمله برند سازنده، توان، نوع خروجی، حساسیت کنترل موقعیت و امکانات کنترلی و ارتباطی تعیین می‌شوند. البته قدرت یا همان مقدار توان در جریان دهی اصلی‌ترین فاکتور قیمت درایور استپ موتور صنعتی است که بهتر است در هر صورت و برای انتخاب مناسب، سطح بازار را به ‌خوبی جستجو کنید. بهترین روش خرید درایور استپ موتور صنعتی جستجوی اینترنتی و بررسی شرکت‌های معتبر عرضه کالاهای تخصصی صنعتی است.

جمع بندی مقاله درایور استپ موتور 

استپ موتور‌ها با قابلیت حرکت کنترل شده طراحی شده‌اند و با استفاده از آنها می‌توانیم موقعیت حرکت یک بازوی مکانیکی و یا یک سیستم دوار صنعتی را در مختصات دقیق قرار دهیم. این موتورهای الکتریکی با استفاده از رشته سیگنال‌های اطلاعاتی کنترل می‌شوند و درایور استپ موتور صنعتی دستگاه تولید کننده و کنترل کننده این رشته پالس‌های اطلاعاتی است.

برای تولید گشتاور بالا استپ موتور از خاموش و روشن شدن‌های متوالی سرعت بالای قطب‌های موتور استفاده می‌کنند. در واقع برای کارکرد استپ موتور به حضور رشته سیگنال‌های روشن و خاموش شونده نیاز داریم. حالا چگونگی ترتیب تولید این سیگنال‌ها، چگونگی حرکت و سرعت حرکت و حتی قدرت حین حرکت استپ موتور را تعیین می‌کند.