સ્ટેપર મોટર્સ
સ્ટેપર મોટર એ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત સંકેતોને શાફ્ટની અલગ કોણીય ગતિમાં રૂપાંતરિત કરે છે. સ્ટેપર મોટર્સનો ઉપયોગ મશીનોના કાર્યકારી સંસ્થાઓને ચળવળના અંતે તેમની સ્થિતિને ઠીક કરીને સખત રીતે ડોઝ કરેલ હલનચલન કરવા દે છે.
સ્ટેપર મોટર્સ એ એક્યુએટર છે જે નિશ્ચિત કોણીય હલનચલન (પગલાઓ) પ્રદાન કરે છે. રોટર એંગલમાં કોઈપણ ફેરફાર એ સ્ટેપર મોટરનો ઇનપુટ પલ્સનો પ્રતિભાવ છે.
એક અલગ ઇલેક્ટ્રિક સ્ટેપર મોટર ડ્રાઇવને કુદરતી રીતે ડિજિટલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ સાથે જોડવામાં આવે છે, જે તેને ડિજિટલી નિયંત્રિત મેટલ કટીંગ મશીનમાં, ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ અને મેનિપ્યુલેટરમાં, ઘડિયાળની પદ્ધતિઓમાં સફળતાપૂર્વક ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે.
શ્રેણીનો ઉપયોગ કરીને સ્વતંત્ર ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ પણ લાગુ કરી શકાય છે અસુમેળ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ, જે ખાસ નિયંત્રણને લીધે સ્ટેપ મોડમાં કામ કરી શકે છે.
તમામ પ્રકારના સ્ટેપર મોટર્સના સંચાલનનો સિદ્ધાંત નીચે મુજબ છે. ઇલેક્ટ્રોનિક સ્વીચની મદદથી, વોલ્ટેજ પલ્સ જનરેટ થાય છે, જે સ્ટેપર મોટરના સ્ટેટર પર સ્થિત કંટ્રોલ કોઇલને ખવડાવવામાં આવે છે.
કંટ્રોલ કોઇલના ઉત્તેજનાના ક્રમના આધારે, મોટરના ઓપરેટિંગ ગેપમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં એક અથવા અન્ય અલગ ફેરફાર થાય છે. સ્ટેપર મોટરના કંટ્રોલ કોઇલના ચુંબકીય ક્ષેત્રના અક્ષના કોણીય વિસ્થાપન સાથે, તેનું રોટર ચુંબકીય ક્ષેત્રને અનુસરીને સ્પષ્ટપણે ફરે છે. રોટરના પરિભ્રમણનો કાયદો નિયંત્રણ કઠોળના ક્રમ, ફરજ ચક્ર અને આવર્તન દ્વારા તેમજ સ્ટેપર મોટરના પ્રકાર અને ડિઝાઇન પરિમાણો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
બે-તબક્કાના સ્ટેપર મોટર (ફિગ. 1) ના સૌથી સરળ સર્કિટના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને સ્ટેપર મોટર (રોટરની અલગ ચળવળ મેળવવી) ના સંચાલનના સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લેવામાં આવશે.
ચોખા. 1. સક્રિય રોટર સાથે સ્ટેપર મોટરનો સરળ ડાયાગ્રામ
સ્ટેપર મોટરમાં સ્પષ્ટ રીતે વ્યાખ્યાયિત સ્ટેટર ધ્રુવોની બે જોડી હોય છે જેના પર ઉત્તેજના (નિયંત્રણ) વિન્ડિંગ્સ સ્થિત હોય છે: ટર્મિનલ્સ 1H — 1K સાથે 3 વિન્ડિંગ અને ટર્મિનલ્સ 2H — 2K સાથે વિન્ડિંગ 2. દરેક વિન્ડિંગમાં સ્ટેટર 1 એસએમના વિરુદ્ધ ધ્રુવો પર સ્થિત બે ભાગો હોય છે.
માનવામાં આવેલ યોજનામાં રોટર એ બે-ધ્રુવ કાયમી ચુંબક છે.કોઇલ કંટ્રોલ ડિવાઇસમાંથી કઠોળ દ્વારા સંચાલિત થાય છે જે ઇનપુટ કંટ્રોલ કઠોળના સિંગલ-ચેનલ સિક્વન્સને મલ્ટિ-ચેનલ એકમાં રૂપાંતરિત કરે છે (સ્ટેપર મોટરના તબક્કાઓની સંખ્યા અનુસાર).
પોઝિશન સ્થિર રહેશે કારણ કે રોટર પર એક સિંક્રનાઇઝિંગ ક્ષણ કાર્ય કરે છે જે રોટરને સંતુલન સ્થિતિમાં પાછું લાવવાનું વલણ ધરાવે છે: M = Mmax x sinα,
જ્યાં M.max — મહત્તમ ક્ષણ, α — સ્ટેટરની અક્ષો અને રોટરના ચુંબકીય ક્ષેત્રો વચ્ચેનો ખૂણો.
જ્યારે કંટ્રોલ યુનિટ વોલ્ટેજને કોઇલ 3 થી કોઇલ 2 પર સ્વિચ કરે છે, ત્યારે આડા ધ્રુવો સાથેનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, એટલે કે. સ્ટેટર ચુંબકીય ક્ષેત્ર સ્ટેટરના પરિઘના એક ક્વાર્ટર સાથે એક અલગ પરિભ્રમણ કરે છે. આ કિસ્સામાં, સ્ટેટરની અક્ષો અને રોટર α = 90 ° વચ્ચેના વિચલનનો કોણ દેખાશે અને મહત્તમ ટોર્ક Mmax રોટર પર કાર્ય કરશે. રોટર કોણ α = 90 ° થી ફરશે અને નવી સ્થિર સ્થિતિ લેશે. આમ, સ્ટેટર ફીલ્ડની સ્ટેપિંગ મોશન પછી, મોટરનું રોટર સ્ટેપવાઇઝ ખસે છે.
સ્ટેપર મોટર શૂન્યથી ઑપરેટિંગ સિગ્નલના ઇનપુટ સિગ્નલની આવર્તનમાં અચાનક અથવા ક્રમિક વધારો દ્વારા શરૂ થાય છે, શૂન્યને ઘટાડીને સ્ટોપ થાય છે, અને સ્ટેપર મોટરના વિન્ડિંગ્સના સ્વિચિંગ સિક્વન્સને બદલીને રિવર્સ થાય છે.
સ્ટેપર મોટર્સ નીચેના પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: તબક્કાઓની સંખ્યા (નિયંત્રણ કોઇલ) અને તેમની જોડાણ યોજના, સ્ટેપર મોટરનો પ્રકાર (સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય રોટર સાથે), સિંગલ રોટર સ્ટેપ (એક પલ્સ સાથે રોટરના પરિભ્રમણનો કોણ ), નોમિનલ પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજ, મહત્તમ સ્ટેટિક ટાઈમ મોમેન્ટ, રેટેડ ટોર્ક, જડતાની રોટર મોમેન્ટ, પ્રવેગક આવર્તન.
સ્ટેપર મોટર્સ સક્રિય અથવા નિષ્ક્રિય રોટર સાથે સિંગલ-ફેઝ, બે-ફેઝ અને મલ્ટિફેઝ છે. સ્ટેપર મોટરને ઇલેક્ટ્રોનિક કંટ્રોલ યુનિટ દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. સ્ટેપર મોટર કંટ્રોલ સ્કીમનું ઉદાહરણ આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.
ચોખા. 2. ઓપન-લૂપ સ્ટેપર મોટર ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવનું કાર્યાત્મક રેખાકૃતિ
વોલ્ટેજ કઠોળના સ્વરૂપમાં એક નિયંત્રણ સંકેત બ્લોક 1 ના ઇનપુટને પૂરો પાડવામાં આવે છે, જે કઠોળના ક્રમને રૂપાંતરિત કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, યુનિપોલર કઠોળની ચાર-તબક્કાની સિસ્ટમમાં (સ્ટેપર મોટરના તબક્કાઓની સંખ્યા અનુસાર) .
બ્લોક 2 સ્વીચ 3 ની સામાન્ય કામગીરી માટે જરૂરી અવધિ અને કંપનવિસ્તારના સંદર્ભમાં આ પલ્સ જનરેટ કરે છે, જેના આઉટપુટ સાથે સ્ટેપર મોટર 4 ના વિન્ડિંગ્સ જોડાયેલા હોય છે. સ્વીચ અને અન્ય બ્લોક્સ સીધા વર્તમાન સ્ત્રોત દ્વારા સંચાલિત થાય છે. 5.
સ્વતંત્ર ડ્રાઇવની ગુણવત્તા માટે વધેલી આવશ્યકતાઓ સાથે, સ્ટેપર ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ (ફિગ. 3) ના બંધ સર્કિટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં સ્ટેપર મોટર ઉપરાંત, કન્વર્ટર પી, કોમ્યુટેટર કે અને સ્ટેપ સેન્સર ડીએસએચનો સમાવેશ થાય છે. આવી સ્વતંત્ર ડ્રાઇવમાં, વર્કિંગ મિકેનિઝમ આરએમના શાફ્ટની વાસ્તવિક સ્થિતિ અને સ્ટેપર મોટરની ગતિ વિશેની માહિતી ઓટોમેટિક રેગ્યુલેટરના ઇનપુટને આપવામાં આવે છે, જે ડ્રાઇવની હિલચાલની સેટ પ્રકૃતિ પ્રદાન કરે છે.
ચોખા. 3. બંધ-લૂપ ડિસ્ક્રીટ ડ્રાઇવનું કાર્યાત્મક રેખાકૃતિ
આધુનિક ડિસ્ક્રીટ ડ્રાઇવ સિસ્ટમો માઇક્રોપ્રોસેસર નિયંત્રણોનો ઉપયોગ કરે છે. સ્ટેપર મોટર ડ્રાઇવ્સ માટેની એપ્લિકેશનની શ્રેણી સતત વિસ્તરી રહી છે. તેમનો ઉપયોગ વેલ્ડીંગ મશીનો, સિંક્રનાઇઝિંગ ઉપકરણો, ટેપ અને રેકોર્ડીંગ મિકેનિઝમ્સ, આંતરિક કમ્બશન એન્જિન માટે ઇંધણ પુરવઠા નિયંત્રણ પ્રણાલીઓમાં આશાસ્પદ છે.
સ્ટેપર મોટર્સના ફાયદા:
-
ઉચ્ચ ચોકસાઈ, ઓપન-લૂપ સ્ટ્રક્ચર સાથે પણ, એટલે કે. સ્ટીયરિંગ એંગલ સેન્સર વિના;
-
ડિજિટલ મેનેજમેન્ટ એપ્લિકેશન્સ સાથે મૂળ એકીકરણ;
-
યાંત્રિક સ્વીચોનો અભાવ જે ઘણીવાર અન્ય પ્રકારનાં એન્જિનમાં સમસ્યા ઊભી કરે છે.
સ્ટેપર મોટર્સના ગેરફાયદા:
-
ઓછી ટોર્ક, પરંતુ સતત ડ્રાઇવ મોટર્સની તુલનામાં;
-
મર્યાદિત ગતિ;
-
આંચકાવાળી હિલચાલને કારણે કંપનનું ઉચ્ચ સ્તર;
-
ઓપન-લૂપ સિસ્ટમમાં કઠોળના નુકશાન સાથે મોટી ભૂલો અને ઓસિલેશન.
સ્ટેપર મોટર્સના ફાયદા તેમના ગેરફાયદા કરતા ઘણા વધારે છે, તેથી તેઓ ઘણીવાર એવા કિસ્સાઓમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં ડ્રાઇવ ઉપકરણોની નાની શક્તિ પૂરતી હોય છે.
લેખ Daineko V.A., Kovalinsky A.I. પુસ્તકમાંથી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે. કૃષિ સાહસોના ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનો.