المحركات

المحرك الخطوي

المحرك الخطوي او المحرك السائر هو أحد المحركات الكهربائية الأكثر دقة على الاطلاق ، حيث يمكنه التحكم بدقة في موقف الدوار لتناسب التطبيقات الهندسية التي تحتاج إلى التحكم في الموقف الدقيق. يستخدم المحرك الخطوي في الطابعات ثلاثية الأبعاد ، المخارط ، ماكينات ال (CNC) والأنظمة المدمجة. هذا المحرك عبارة عن محرك تيار مستمر بلا فرش ، لذا لا توجد فرش لهذا المحرك بحيث يمكن أن يوفر للتطبيقات عزم دوران عالٍ والتحكم في عزم الدوران لكل موقف ويسهل التحكم فيه باستخدام أي نوع من المتحكمات إلكترونية.

مكونات المحرك الخطوي

لفهم تركيب المحركات الخطوية وكيفية عملها ، دعونا نقوم بتفكيك أحدها. يتم العثور على هذا النوع من المحركات في المجالات الصناعية.

يمكنك أن ترى بنفسك مدى بساطة المحرك الخطوي هذا ، حيث يحتوي على عدد قليل من المكونات الرئيسية , عموما يوجد 3 مكونات رئيسية للمحرك واحد منهم هو المسؤول عن الحركة يسمى الدوار Rotor دعونا نفصل أكثر الجدول. التالي يبين وصف المكونات الداخلية للمحرك الخطوي في الصورة اعلاه:

الوظيفةالمكون/العنصر
قطعة ميكانيكية تعمل على تخفيف الاحتكاك الناتج من دوران المحور Axle.Bearings
يحول الكهرباء إلى مجال مغناطيسي لتدوير المحور.Windings
المحور يقوم بنقل دوران المحرك الى الخارج للاستخدام.Axle
جهات الاتصال الخاصة بالمحرك تقوم بجلب الطاقة من مصدر الطاقة إلى Windings.Contacts
زيادة دقة المحرك.Poles
المغناطيس الثابت وذلك لعمل التجاذب والتنافر داخل المحرك مع اللفات.Magnets

نظرية عمل المحرك الخطوي

يختلف المحرك الخطوي عن محرك التيار المستمر بدون فرشات في حجم الخطوة تكون أصغر. والتحكم في تدفق التيار للتحكم في قطبية كل لفة. التيار المتردد يغير القطبية ، وهذا يعطي لكل لفة دفع وسحب. يتم استخدام وحدة التحكم (Driver) لتوجيه الأعمدة المغناطيسية بشكل صحيح.

يمكن أن يحتوي المحرك الخطوي على العديد من الملفات مما يعني مزيدًا من الدقة والتحكم ، توضح الصورة التالية كيفية اتصال المحرك مع وحدات التشغيل:


مواصفات المحرك الخطوي

يختلف اختيار المحرك الحطوي عن اختيار المحركات الأخرى مثل محرك التيار المستمر بدون فرش ولكنه يشبه إلى حد ما محرك السيرفو. في المحرك الخطوي نركز على عزم الدوران وعدد الدورات في الدقيقة RPM. بشكل عام ، هذه هي الخصائص التي يجب مراعاتها عند اختيار محرك السائر:

  1. جهد المحرك: يجب أن تكون وحدات التشغيل drivers قادرة على توفير الجهد المطلوب للمحرك لتدويره بشكل صحيح وإعطاء عزم الدوران الصحيح و RPM. من الممكن العثور على محركات خطوية تعمل على 5 فولت فقط.
  2. عدد المراحل أو الملفات: أحد أهم الاختلافات بين محركات الخطوية هو عدد الملفات المستخدمة في التحكم في الدوار.
  3. نسبة تباين السرعة (SVR): تشير هذه النسبة إلى دوران الدوار الخارجي – دورة واحدة لعدد الدورات الداخلية – والسبب في هذا الاختلاف هو وجود صندوق تروس يزيد من قيمة عزم الدوران.
  4. زاوية الخطوة Stride Angle: عدد الخطوات لإكمال دورة واحدة كاملة.
  5. عزم الدوران: عزم دوران المحرك يختلف حسب علبة التروس وجهد المحرك.

[ads1]

الآن دعونا نختار محرك خطوي ، على سبيل المثال ، سوف ندرس الموديل 2028BYJ-48 ، قم بتنزيل ورقة البيانات وستلاحظ الكثير من التفاصيل ، أهمها في الجدول التالي:

الخاصيةالقيمة
الجهد – Rated voltage5 فولت – تيار مستمر
عدد الملفات – Number of phase4
نسبة تباين السرعة (SVR)1/64 او 1:64
زاوية الخطوة – Stride Angle5.625°/64
عزم الدوران – In-traction Torque >34.3 mN.m)120Hz)
الضوضاء بالديسيبل – Noise in dB <35 dB) 120Hz, No load, 10 cm)

دوائر قيادة المحرك الخطوي

في الحقيقة، لا يمكننا توصيل المحرك الخطوي مباشرة بوحدة تحكم إلكترونية مثل Arduino. يجب استخدام دائرة إلكترونية للتحكم في النبضات المنعكسة التي يطلق عليها وحدة التشغيل او دائرة القيادة driver . هناك نوعان من دوائر القيادة:

  • full-half step.
  • Micro Step.

بعض أنواع دوائر القيادة التي يمكننا استخدامها للتحكم في المحرك الخطوي:


المميزات والعيوب

المميزات:

  • دقة عالية في التحكم في المحرك.
  • ارتفاع عزم الدوران.
  • يمكنك التحكم في كل شيء في هذا المحرك.
  • يستطيع ان يعمل لفترات طويلة – وعمره الافتراضي طويل.
  • استجابة ممتازة للبدء والتوقف والعكس.
  • من الممكن تحقيق سرعة دوران منخفضة جدًا مع الحمل المرتبط مباشرة بالعمود الدوار.

العيوب:

  • ثقيل الوزن ومرتفع الثمن.
  • يتطلب معرفة جيدة في وحدة القيادة الخاصة به (Driver).
  • لا يمكن استخدامه بسرعات عالية (RPM).
  • تستهلك التيار الكهربائي حتى وهي لا تتحرك.

اترك تعليقاً

أنت تستخدم إضافة Adblock

برجاء دعمنا عن طريق تعطيل إضافة Adblock