09133044405

محاسبه گشتاور استپ موتور

محاسبه گشتاور استپ موتور

در این مقاله به بررسی موضوع محاسبه گشتاور استپ موتور پرداخته میشود. استپ موتور ( Step Motor ) یا موتور پله ای یک موتور براشلس (Brushless ) الکتریکی DC است که یک دور کامل 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.

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.

با فعال شدن الکترو مگنت بعدی و غیر فعال شدن اولین الکترومگنت ، دندانه های روی روتر 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.

بیشتر بخوانید محاسبه گشتاور استپ موتور : لیست قیمت اینورتر دلتا

گشتاور استپ موتور

برای بدست اوردن محاسبه گشتاور استپ موتور و قدرت موتور از ابزارهای مخصوص متوصل به موتور استفاده می شود.

به مقدار نیروی وارد بر یک جسم از طریق بازوی آن گشتاور می گویند.

  • T=F×D
  • T=گشتاور     F=نیرو      D=طول بازو

نکته! حداکثرو بالاترین گشتاور موتور های احتراق داخلی و الکترو موتور ها در دور های پایین بدست می اید به این علت که در دورهای پایین اصطکاک کمتری وجود دارد.

برای محاسبه گشتاور استپ موتور در موتور های الکتریکی از روش زیر استفاده می کنیم:

  • kw×9550 ÷ rpm = n.m

نتیجه می گیریم موتور های که با قدرت برابر و دور پایین تری دارند گشتاور بالاتری برای ما تولید می کنند.این گشتاور بدست آمده امکان حرکت نوارنقاله ها،نوردهای صنعتی و …….به ما می دهند.

مقایسه سرعت و شتاب در گشتاور های مختلف:

موتور های قدرت بالا شتاب و سرعت بالاتری برای ما ایجاد میکنند ولی موتور های گشتاور بالا شتاب اولیه بالای برای ما ایجاد می کنند. با این تفاوت که در سرعت های پایین رفتار بهینه ای دارند. برای مثال در دستگاه های حمل بار نیاز به گشتاور بالاتری برای حرکت و انتقال بار نیاز دارد برای همین اکثرا از موتور های دور پایین استفاده می شود.

به این دلیل که در دور های پایین می توان بالاترین گشتاور را تولید کرد ولی در جایی که نیاز به سرعت می باشد به قدرت موتور توجه می شود به این دلیل که موتور های قدرت بالا در زمان کمتری به دور موتور بالا دست پیدا می کنند. همیشه گشتاور خود را بر حسب نیتون متر و یا کیلوگرم سانتی متر محاسبه نمایید به این علت که عمدتا کاتالوگ های موتورها بر حسب این واحدها تنظیم شده اند.

محاسبه گشتاور استپ موتور مورد نیاز:

  • گشتاور = نیروی محرکه × فاصله

که در این رابطه منظور از فاصله همان شعاع قرقره می باشد.

فرض می کنیم که شعاع 10 سانتی متر و بسته به وزن 50 کیلوگرم برای این کار گشتاوری معادل 500 کیلو گرم سانتیمتر یا 50 نیوتن متر در حالت عمودی نیاز هست.

  • 1 نیوتن متر معادل 10 کیلوگرم سانتی متر می باشد.

البته باید به این موضوع توجه داشت که جابجایی در حالت عمودی نیروی بالاتری از کشیدن بار در حالت افقی نیاز داردو گشتاور در حالت افقی ضریبی از گشتاور در حات عمودی می باشدکه این را ضریب اصطکاک می گویند.

تمامی محاسبات برای زمانی است که موتور بیرون از مجموع باشد.اگر موتور مستقیم به چرخ متصل شود شعاع دوران به شعاع شفت تغییر پیدا می کند.

نکته: برتری موتورهای سه فاز بر موتورهای تک فاز در این است که اعلاوه بر گشتاور بالادر قدرت های برابر جریان کتری مصرف می کند.

در انتخاب موتور IP مشخص کننده مقدار نفوذ پذیری موتور را نشان می دهد که عدد اول بیانگر نفوذ جامدات و عدد دوم بیانگر نفوذ مایعات می باشد.

طراح همیشه باید توجه داشته باشد که گشتاور را درست محاسبه کندبه مثال زیر توجه کنید:

  • 4kw × 9550 ÷ 1450rpm = 26.34 n.m
  • 7.5kw × 9550 ÷ 3000rpm = 23.87 n.m

حال می بینیم موتور 4kw  گشتاور بالاتری از موتور 7.5kw تولید کرده است.

نکته: حداکثر راندمان به طور معمول نزدیک 75% از بار نامی می باشد.

بیشتر بخوانید محاسبه گشتاور استپ موتور : خرید کنترلر دما

محاسبه استپ موتور

کاربرد 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 ، 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 یا زاویه دقیق را تعیین کنیم می توانیم از استپ موتور ها استفاده نماییم. استپ موتور ها در ساخت ماشین های عددی مانند سی ان سی در صنعت استفاده های فراوانی دارند. 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، افزایش دور موتور هنگام استفاده از کولر ، جلوگیری از کاهش ناگهانی دور موتور و در کل ایجاد تعادل و کنترل دور موتور می باشد.

نحوه کار محاسبه گشتاور استپ موتور

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.

وقتی 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 چرخش ها یک گام  نامیده می‌شود، تعداد مشخصی از این گام ها یک دور کامل موتور را می‌سازند و به این ترتیب یک موتور می‌تواند با زوایای مشخص بچرخد.

سخن پایانی در محاسبه گشتاور استپ موتور

برای انتخاب استپ موتور (stepper motor) به جهت طراحی سیستم‌های کنترلی خصوصاً بازوهای رباتیک با موضوعات متنوع سر و کار داریم که توجه به همگی آنها در کارکرد دقیق‌تر سیستم کنترل تاثیرگذار است. قدرت استپ موتور یکی از همین مولفه‌های کلیدی است که ارتباط تنگاتنگی با مقدار گشتاور استپ موتور دارد. 

بیشتر بخوانید محاسبه گشتاور استپ موتور : خرید اسپيندل موتور

تبدیل استپ موتور به سروو موتور

اشتراک گذاری