સ્ટેપર મોટર ડ્રાઇવર - ઉપકરણ, પ્રકારો અને ક્ષમતાઓ

સ્ટેપર મોટર્સનો ઉપયોગ આજે ઘણા ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં થાય છે. આ પ્રકારનાં એન્જિનો એ હકીકત દ્વારા અલગ પડે છે કે તેઓ અન્ય પ્રકારનાં એન્જિનોની તુલનામાં કાર્યકારી શરીરની સ્થિતિની ઉચ્ચ ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. સ્પષ્ટપણે, સ્ટેપર મોટર ચલાવવા માટે ચોક્કસ સ્વચાલિત નિયંત્રણ જરૂરી છે. આ હેતુ માટે, તેઓ સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલર તરીકે સેવા આપે છે, વિવિધ હેતુઓ માટે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવના સતત અને સચોટ સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરે છે.

આશરે, સ્ટેપર મોટરના સંચાલનના સિદ્ધાંતને નીચે પ્રમાણે વર્ણવી શકાય છે. સ્ટેપર મોટરના રોટરના દરેક સંપૂર્ણ પરિભ્રમણમાં અનેક પગલાંઓ હોય છે. મોટાભાગની સ્ટેપર મોટર્સ 1.8 ડિગ્રી સ્ટેપ્સ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે અને સંપૂર્ણ ક્રાંતિ દીઠ 200 સ્ટેપ્સ છે. જ્યારે ચોક્કસ સ્ટેટર વિન્ડિંગ પર સપ્લાય વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે ડ્રાઇવ તેની સ્ટેપ પોઝિશન બદલે છે. પરિભ્રમણની દિશા કોઇલમાં પ્રવાહની દિશા પર આધારિત છે.

આગળનું પગલું એ પ્રથમ વિન્ડિંગને બંધ કરવાનું છે, બીજાને પાવર સપ્લાય કરવામાં આવે છે અને તેથી વધુ, પરિણામે, દરેક વિન્ડિંગ કામ કર્યા પછી, રોટર સંપૂર્ણ પરિભ્રમણ કરશે. પરંતુ આ એક રફ વર્ણન છે, વાસ્તવમાં એલ્ગોરિધમ્સ થોડી વધુ જટિલ છે અને આ વિશે પછીથી ચર્ચા કરવામાં આવશે.

સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલ એલ્ગોરિધમ્સ

સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલ ચાર મૂળભૂત અલ્ગોરિધમ્સમાંથી એક અનુસાર લાગુ કરી શકાય છે: વેરિયેબલ ફેઝ સ્વિચિંગ, ફેઝ ઓવરલેપ કંટ્રોલ, હાફ-સ્ટેપ કંટ્રોલ અથવા માઇક્રોસ્ટેપ કંટ્રોલ.

પ્રથમ કિસ્સામાં, કોઈપણ ક્ષણે, તબક્કાઓમાંથી માત્ર એક જ શક્તિ પ્રાપ્ત કરે છે, અને દરેક પગલા પર મોટર રોટરના સંતુલન બિંદુઓ મુખ્ય સંતુલન બિંદુઓ સાથે મેળ ખાય છે - ધ્રુવો સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે.

તબક્કો ઓવરલેપ નિયંત્રણ રોટરને સ્ટેટરના ધ્રુવો વચ્ચેની સ્થિતિ પર જવાની મંજૂરી આપે છે, જે નોન-ફેઝ ઓવરલેપ નિયંત્રણની તુલનામાં 40% ટોર્ક વધે છે. ઝોકનો કોણ જાળવવામાં આવે છે, પરંતુ લૉક પોઝિશન સ્થાનાંતરિત થાય છે - તે સ્ટેટરના ધ્રુવોની ટોચની વચ્ચે સ્થિત છે. આ પ્રથમ બે અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ વિદ્યુત ઉપકરણોમાં થાય છે જ્યાં ખૂબ જ ઉચ્ચ ચોકસાઈની જરૂર નથી.

હાફ-સ્ટેપ કંટ્રોલ એ પ્રથમ બે અલ્ગોરિધમ્સનું સંયોજન છે: એક તબક્કો (વિન્ડિંગ) અથવા બે સ્ટેપ દ્વારા સંચાલિત થાય છે. સ્ટેપનું કદ અડધું થઈ ગયું છે, સ્થિતિની ચોકસાઈ વધારે છે અને મોટરમાં મિકેનિકલ રેઝોનન્સની સંભાવના ઓછી થઈ છે.

અને છેલ્લે, માઇક્રો લેવલ મોડ.અહીં, તબક્કાઓમાં પ્રવાહ તીવ્રતામાં બદલાય છે જેથી પ્રતિ પગલું રોટર ફિક્સેશનની સ્થિતિ ધ્રુવો વચ્ચેના બિંદુ પર પડે છે, અને એક સાથે જોડાયેલા તબક્કાઓમાં પ્રવાહોના ગુણોત્તરના આધારે, આવા ઘણા પગલાં મેળવી શકાય છે. પ્રવાહોના ગુણોત્તરને સમાયોજિત કરીને, કાર્યકારી ગુણોત્તરની સંખ્યાને સમાયોજિત કરીને, માઇક્રોસ્ટેપ્સ મેળવવામાં આવે છે - રોટરની સૌથી સચોટ સ્થિતિ.

અહીં સ્કીમેટિક્સ સાથે વધુ વિગતો જુઓ: સ્ટેપર મોટર નિયંત્રણ

સ્ટેપર મોટર ડ્રાઈવર

પસંદ કરેલ અલ્ગોરિધમને વ્યવહારમાં મૂકવા માટે, સ્ટેપર મોટર ડ્રાઈવરનો અમલ કરો... ડ્રાઈવરમાં પાવર સપ્લાય અને કંટ્રોલર સેક્શન હોય છે.

ડ્રાઇવરનો પાવર ભાગ છે સોલિડ સ્ટેટ પાવર એમ્પ્લીફાયર, જેનું કાર્ય તબક્કાઓ પર લાગુ કરંટના કઠોળને રોટરની હિલચાલમાં રૂપાંતરિત કરવાનું છે: એક પલ્સ — એક ચોક્કસ પગલું અથવા માઇક્રોડિગ્રી.

વર્તમાનની દિશા અને તીવ્રતા - પગલાની દિશા અને કદ. એટલે કે, પાવર યુનિટનું કાર્ય સંબંધિત સ્ટેટર વિન્ડિંગને ચોક્કસ તીવ્રતા અને દિશાનો પ્રવાહ પૂરો પાડવાનું છે, આ પ્રવાહને થોડા સમય માટે પકડી રાખવું, અને પ્રવાહોને ઝડપથી ચાલુ અને બંધ કરવા માટે પણ, જેથી ઉપકરણની ઝડપ અને પાવર લાક્ષણિકતાઓ હાથ પરના કાર્ય સાથે મેળ ખાય છે.

ડ્રાઇવ મિકેનિઝમનો પાવર પાર્ટ જેટલો વધુ સંપૂર્ણ હશે, તેટલો મોટો ટોર્ક શાફ્ટ પર મેળવી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, સ્ટેપર મોટર્સ અને તેમના ડ્રાઇવરોના સુધારણામાં પ્રગતિનું વલણ એ છે કે નાના પરિમાણો, ઉચ્ચ ચોકસાઇવાળી મોટર્સમાંથી નોંધપાત્ર ઓપરેટિંગ ટોર્ક મેળવવો અને તે જ સમયે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા જાળવી રાખવી.

સ્ટેપર મોટર નિયંત્રક

સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલર એ સિસ્ટમનો એક બુદ્ધિશાળી ભાગ છે, જે સામાન્ય રીતે રિપ્રોગ્રામેબલ માઇક્રોકન્ટ્રોલરના આધારે બનાવવામાં આવે છે. કયા સમયે, કયા કોઇલને, કેટલા સમય માટે અને કેટલો કરંટ સપ્લાય કરવામાં આવશે તે માટે નિયંત્રક જવાબદાર છે. નિયંત્રક ડ્રાઇવરના પાવર યુનિટના સંચાલનને નિયંત્રિત કરે છે.

અદ્યતન નિયંત્રકો કમ્પ્યુટર સાથે જોડાયેલા છે અને કમ્પ્યુટરનો ઉપયોગ કરીને વાસ્તવિક સમયમાં ગોઠવી શકાય છે. માઇક્રોકન્ટ્રોલરને વારંવાર પુનઃપ્રોગ્રામ કરવાની ક્ષમતા વપરાશકર્તાને દર વખતે કાર્યને સમાયોજિત કરવામાં આવે ત્યારે નવું નિયંત્રક ખરીદવાની જરૂરિયાતમાંથી મુક્ત કરે છે - તે હાલના એકને ફરીથી ગોઠવવા માટે પૂરતું છે, આ લવચીકતા છે, નવા કાર્યો કરવા માટે નિયંત્રકને પ્રોગ્રામેટિક રીતે સરળતાથી ફરીથી ગોઠવી શકાય છે. .

આજે બજારમાં વિવિધ ઉત્પાદકો તરફથી સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલર્સની વિશાળ શ્રેણી છે જે વિસ્તૃત કરી શકાય તેવી સુવિધાઓ ધરાવે છે. પ્રોગ્રામેબલ કંટ્રોલર્સ પ્રોગ્રામ્સના રેકોર્ડિંગને સૂચિત કરે છે, અને કેટલાક પ્રોગ્રામેબલ લોજિક બ્લોક્સનો સમાવેશ કરે છે, જેની સાથે ચોક્કસ તકનીકી પ્રક્રિયા માટે સ્ટેપર મોટરને નિયંત્રિત કરવા માટે અલ્ગોરિધમને લવચીક રીતે ગોઠવવાનું શક્ય છે.

નિયંત્રક ક્ષમતાઓ

કંટ્રોલર સાથે સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલ પ્રતિ ક્રાંતિ 20,000 માઇક્રો સ્ટેપ્સ સુધીની ઉચ્ચ ચોકસાઈને મંજૂરી આપે છે. આ ઉપરાંત, મેનેજમેન્ટ સીધા કમ્પ્યુટરથી અને ઉપકરણમાં સીવેલા પ્રોગ્રામને કારણે અથવા મેમરી કાર્ડમાંથી પ્રોગ્રામ દ્વારા બંને હાથ ધરવામાં આવી શકે છે. જો કાર્યના અમલ દરમિયાન પરિમાણો બદલાય છે, તો કમ્પ્યુટર સેન્સરની પૂછપરછ કરી શકે છે, બદલાતા પરિમાણોનું નિરીક્ષણ કરી શકે છે અને સ્ટેપર મોટરના ઓપરેશન મોડને ઝડપથી બદલી શકે છે.

વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલ બ્લોક્સ છે જે કનેક્ટેડ છે: વર્તમાન સ્ત્રોત, નિયંત્રણ બટનો, ઘડિયાળનો સ્ત્રોત, સ્ટેપ પોટેન્ટિઓમીટર, વગેરે. આવા બ્લોક્સ તમને મેન્યુઅલ અથવા સ્વચાલિત નિયંત્રણ સાથે પુનરાવર્તિત ચક્રીય કાર્યો કરવા માટે સાધનસામગ્રીમાં સ્ટેપર મોટરને ઝડપથી સંકલિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ... બાહ્ય ઉપકરણો સાથે સિંક્રનાઇઝ કરવાની ક્ષમતા અને સ્વચાલિત ચાલુ, બંધ અને નિયંત્રણ માટે સપોર્ટ એ સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલ યુનિટનો નિર્વિવાદ લાભ છે.

જો, ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે કોઈ પ્રોગ્રામ ચલાવવા માંગતા હોવ તો ઉપકરણને સીધા જ કમ્પ્યુટરથી નિયંત્રિત કરી શકાય છે CNC મશીન માટે, અથવા વધારાના બાહ્ય નિયંત્રણ વિના મેન્યુઅલ મોડમાં, એટલે કે, સ્વાયત્ત રીતે, જ્યારે સ્ટેપર મોટર શાફ્ટના પરિભ્રમણની દિશા રિવર્સ સેન્સર દ્વારા સેટ કરવામાં આવે છે, અને ઝડપ પોટેન્ટિઓમીટર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. કંટ્રોલ ડિવાઇસને ઉપયોગમાં લેવાતી સ્ટેપર મોટરના પરિમાણો અનુસાર પસંદ કરવામાં આવે છે.

ધ્યેયની પ્રકૃતિના આધારે, સ્ટેપર મોટર નિયંત્રણ પદ્ધતિ પસંદ કરવામાં આવે છે. જો તમારે એક સરળ લો-પાવર ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ કંટ્રોલ સેટ કરવાની જરૂર હોય જ્યાં દર વખતે એક સ્ટેટર વિન્ડિંગ પર એક પલ્સ લાગુ કરવામાં આવે છે: સંપૂર્ણ ક્રાંતિ માટે, 48 પગલાં કહો, અને રોટર દરેક પગલા સાથે 7.5 ડિગ્રી ખસેડશે. આ કિસ્સામાં સિંગલ પલ્સ મોડ સારું છે.

ઉચ્ચ ટોર્ક હાંસલ કરવા માટે, ડબલ પલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - તે પલ્સ દીઠ એક જ સમયે બે સંલગ્ન કોઇલને ખવડાવવામાં આવે છે. અને જો સંપૂર્ણ ક્રાંતિ માટે 48 પગલાંની જરૂર હોય, તો પછી ફરીથી 48 આવા ડબલ પલ્સ જરૂરી છે, દરેક પરિણમે છે. 7 .5 ડિગ્રીનું પગલું, પરંતુ સિંગલ પલ્સ મોડ કરતાં 40% વધુ ટોર્ક સાથે.બે પદ્ધતિઓને સંયોજિત કરીને તમે પગલાંને વિભાજીત કરીને 96 પલ્સ મેળવી શકો છો — તમને પ્રતિ પગલું 3.75 ડિગ્રી મળે છે — આ એક સંયુક્ત (અડધો પગલું) નિયંત્રણ મોડ છે.