تعرف على محركات الخطوة (Stepper Motors) بالصور

قد يهمك أيضا

محركات الخطوة (Stepper Motors)

سبب التسمية : 

سميّ محرك الخطوة بهذا الاسم لأن هذا المحرك لا يدور باستمرار كبقية محركات التيار المستمر بل يدور بشكل خطوي بزوايا محددة . 

تعريف المحرك : 

محركات الخطوة ويطلق عليها ايضا المحركات متدرجة الحركة، عرفت المحركات الخطوية منذ زمن بعيد إلا ان انتاجها تجاريا بدأ في الستينات الميلادية، بعد التقدم العلمي الذي احرز في مجال الكترونيات القدرة، والذي مكن من وصل وفصل تيار مستمر ذي قيمة عالية في ملفات المحركات، حيث بدأ التفكير في استخدامها عندما بدأ الطلب على جهاز يمكن ان يعطي حركة دورانية في صورة انحراف زاوي ثابت. 

استخدامات المحرك:

تستخدم محركات الخطوة في الحواسيب والطابعات والراسمات والروبوت وبشكل عام في أنظمة القيادة الرقمية.

زاوية الخطوة للمحركات (Step Angle):

وهي الزاوية التي يدورها المحرك لكل نبضة تحكم. وهذه الزاوية يمكن أن تصل لقيمة صغيرة بحدود 0.72 درجة أو قيمة كبيرة حتى  90 درجة حيث تنحصر زواية الخطوة للمحركات الخطوية بين 0.9 درجة حتى 90 درجة . 

• 0.9 اي 400 خطوة في الدورة
• 1.8 اي 200 خطوة في الدورة
• 3.6 اي 100خطوة في الدورة
• 7.5 اي 48خطوة في الدورة
• 15 درجة اي 400 خطوة في الدورة

1- أنواع محركات الخطوة:

أ- محركات الخطوة ذات الممانعة المغناطيسية المتغيرة:

 (Variable Reluctance Stepper motor): 

 يتكون العضو الساكن من أقطاب على شكل ملفات بينما العضو الدوار فهو مادة حديدية-مغناطيسية ولا يوجد فيه ملفات. 

حيث يبين الشكل (أ) العضو الساكن               والشكل (ب) العضو الدوار 

الشكل (أ)

الشكل (ب)

ب- المحرك ذو المغانط الدائمة (Permanent Magnet stepper motor): 

يكون العضو الدوار عبارة عن أقطاب مغناطيسية دائمة ويتكون العضو الساكن من ملفات تشكل الأقطاب.ويبين الشكل التالي تركيب هذه النوع من المحركات

محرك الخطوة ذو المغناطيس الدائم

ج- محركات الخطوة الهجينة (Hybrid stepper motor) :

يشبه محرك الخطوة ذو المغناطيس الدائم لكن يحتوي العضو الدوار على مجموعة أقطاب شمالية في الجزء الأمامي للعضو الدوار ويحتوي الجزء الخلفي للعضـو الـدوار على أقطاب جنوبية. ويبين الشكل(أ) مقطعاً جانبياً عند(أ-أ) ويبين العضو الدوار ذا الأقطاب الشمالية بينما الشكل (ب) يبين مسقطاً أماميا بين المغناطيس الدائم متصلا مع العضو الدوار ويبين الشكل(جـ) مقطعاً جانبياً عند(ب-ب) ويبين العضو الدوار ذا الأقطاب الجنوبية.

محرك الخطوة الهجين

2- مبدأ عمل محرك الخطوة:

يبين الشكل التالي محرك خطوة بمغناطيس دائم. عند سريان تيار كهربائي في الطور (A) كما يوضح الشكل سيتشكل قطبان قطب جنوبي وقطب شمالي في الملفين  ( A  - A`).وهذا يؤدي لجذب أقطاب العضو الدوار كما في الشكل ( أ ). وعند فصل التيار عن الملفين ( A  - A`) وتوصيل التيار الكهربائي بالملفين (B – B`) كما يوضح الشكل (ج) سيتولد قطبان قطب جنوبي وقطب شمالي وسيحدث تجاذب بين أقطاب العضو الساكن والعضو الدوار كما يبين الشكل (ب).

وبعكس إتجاه سريان التيار الكهربائي في الملفين ( A  - A`) كما في الشكل(د) سيدور العضو الدوار (180 درجة)، وأيضاً بعكس اتجاه سريان التيار الكهربائي في الملفين(B – B`) كما في الشكل(د) سيدور العضو الدوار بزاوية (270 درجة)

مبدأ عمل محرك الخطوة 

يسمى تشغيل القطبين A أوB   تشغيل بالخطوة الكاملة فكما لاحظت أن كل درجة يتحركها العضو الدوار في الأشكال السابقة تساوي 90 درجة، أما عند تشغيل كلا القطبين  AوB فسيتحرك العضو الدوار بمقدار نصف الخطوة الكاملة أي 45 درجة.

أن سريان التيار من الطرف A (+) إلى الطرف A` (-) أوعكس قطبية الملف سيؤدي لتغير اتجاه حركة العضو الدوار . الجدول التالي (3-1) يبين مقدار الحركة بالدرجات حسب قطبية الملفات أو عددها.

يسمح النقل والنسخ من هذا الموقع بشرط ذكر المصدر. شاكرا لكم حسن التعاون