स्टेपर मोटर्स के बारे में जानने योग्य महत्वपूर्ण तथ्य

1. स्टेपर मोटर क्या है?

स्टेपर मोटर एक ऐसा एक्चुएटर है जो विद्युत पल्स को कोणीय विस्थापन में परिवर्तित करता है। सरल शब्दों में कहें तो: जब स्टेपर ड्राइवर को पल्स सिग्नल प्राप्त होता है, तो यह स्टेपर मोटर को निर्धारित दिशा में एक निश्चित कोण (और स्टेप कोण) पर घुमाता है। आप पल्स की संख्या को नियंत्रित करके कोणीय विस्थापन को नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे सटीक स्थिति निर्धारण प्राप्त होता है; साथ ही, आप पल्स की आवृत्ति को नियंत्रित करके मोटर के घूर्णन की गति और त्वरण को नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे गति विनियमन प्राप्त होता है।

2. स्टेपर मोटर्स कितने प्रकार की होती हैं?

स्टेपिंग मोटर्स तीन प्रकार की होती हैं: स्थायी चुंबक (PM), प्रतिक्रियाशील (VR) और हाइब्रिड (HB)। स्थायी चुंबक स्टेपिंग मोटर्स आमतौर पर दो-फेज वाली होती हैं, जिनमें टॉर्क और आकार कम होता है, और स्टेपिंग कोण आमतौर पर 7.5 डिग्री या 15 डिग्री होता है; प्रतिक्रियाशील स्टेपिंग मोटर्स आमतौर पर तीन-फेज वाली होती हैं, जिनमें टॉर्क आउटपुट अधिक होता है, और स्टेपिंग कोण आमतौर पर 1.5 डिग्री होता है, लेकिन इनमें शोर और कंपन अधिक होता है। यूरोप, अमेरिका और अन्य विकसित देशों में 80 के दशक में इनका उपयोग बंद कर दिया गया था; हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर्स स्थायी चुंबक और प्रतिक्रियाशील स्टेपिंग मोटर्स के गुणों का मिश्रण होती हैं। इन्हें दो-फेज और पांच-फेज में विभाजित किया गया है: दो-फेज स्टेपिंग कोण आमतौर पर 1.8 डिग्री और पांच-फेज स्टेपिंग कोण आमतौर पर 0.72 डिग्री होता है। इस प्रकार की स्टेपिंग मोटर्स सबसे अधिक उपयोग में हैं।

3. होल्डिंग टॉर्क (होल्डिंग टॉर्क) क्या है?

होल्डिंग टॉर्क (HOLDING TORQUE) से तात्पर्य उस टॉर्क से है जो स्टेपर मोटर के चालू होने पर, लेकिन घूर्णन न होने पर, स्टेटर द्वारा रोटर को लॉक करने के लिए लगाया जाता है। यह स्टेपर मोटर के सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है, और आमतौर पर कम गति पर स्टेपर मोटर का टॉर्क होल्डिंग टॉर्क के लगभग बराबर होता है। चूंकि गति बढ़ने के साथ स्टेपर मोटर का आउटपुट टॉर्क कम होता जाता है, और आउटपुट पावर भी गति बढ़ने के साथ बदलती रहती है, इसलिए होल्डिंग टॉर्क स्टेपर मोटर के मापन के लिए सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक बन जाता है। उदाहरण के लिए, जब लोग 2N.m स्टेपर मोटर कहते हैं, तो इसका मतलब बिना किसी विशेष निर्देश के 2N.m के होल्डिंग टॉर्क वाली स्टेपर मोटर से है।

4. डिटेंट टॉर्क क्या है?

डिटेंट टॉर्क वह टॉर्क है जिसके द्वारा स्टेटर रोटर को तब लॉक कर देता है जब स्टेपिंग मोटर में बिजली नहीं होती है। चीन में डिटेंट टॉर्क का अनुवाद एक समान तरीके से नहीं किया जाता है, जिससे गलतफहमी हो सकती है; क्योंकि रिएक्टिव स्टेपिंग मोटर का रोटर स्थायी चुंबक पदार्थ का नहीं होता है, इसलिए इसमें डिटेंट टॉर्क नहीं होता है।

 

5. स्टेपिंग मोटर की परिशुद्धता क्या है? क्या यह संचयी है?

सामान्यतः, स्टेपर मोटर की परिशुद्धता स्टेपिंग कोण का 3-5% होती है, और यह संचयी नहीं होती है।

6. स्टेपर मोटर के बाहरी भाग पर कितना तापमान स्वीकार्य है?

स्टेपिंग मोटर का उच्च तापमान सबसे पहले मोटर के चुंबकीय पदार्थ को विचुम्बकित कर देगा, जिससे टॉर्क में गिरावट या यहां तक ​​कि स्टेपिंग में गड़बड़ी भी हो सकती है। इसलिए, मोटर के बाहरी हिस्से के लिए अनुमत अधिकतम तापमान विभिन्न मोटरों के चुंबकीय पदार्थ के विचुम्बकन बिंदु पर निर्भर होना चाहिए; सामान्य तौर पर, चुंबकीय पदार्थ का विचुम्बकन बिंदु 130 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है, और कुछ मोटरों में यह 200 डिग्री सेल्सियस से भी अधिक होता है, इसलिए स्टेपिंग मोटर के बाहरी हिस्से का तापमान 80-90 डिग्री सेल्सियस के बीच होना पूरी तरह से सामान्य है।

 

7. घूर्णन गति बढ़ने के साथ स्टेपर मोटर का टॉर्क क्यों घटता है?

जब स्टेपिंग मोटर घूमती है, तो मोटर वाइंडिंग के प्रत्येक फेज का प्रेरकत्व एक विपरीत विद्युत-प्रेरक बल उत्पन्न करता है; आवृत्ति जितनी अधिक होगी, विपरीत विद्युत-प्रेरक बल उतना ही अधिक होगा। इसके प्रभाव से, आवृत्ति (या गति) बढ़ने के साथ मोटर फेज करंट कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप टॉर्क कम हो जाता है।

 

8. स्टेपर मोटर कम गति पर सामान्य रूप से क्यों चल सकती है, लेकिन एक निश्चित गति से अधिक होने पर चालू क्यों नहीं हो पाती और साथ ही सीटी जैसी आवाज क्यों आती है?

स्टेपिंग मोटर का एक तकनीकी पैरामीटर है: नो-लोड स्टार्ट फ्रीक्वेंसी, यानी वह पल्स फ्रीक्वेंसी जिस पर स्टेपिंग मोटर बिना लोड के सामान्य रूप से स्टार्ट हो सकती है। यदि पल्स फ्रीक्वेंसी इस मान से अधिक है, तो मोटर सामान्य रूप से स्टार्ट नहीं हो सकती और स्टेपिंग में गड़बड़ी या रुकावट आ सकती है। लोड होने पर, स्टार्टिंग फ्रीक्वेंसी कम होनी चाहिए। यदि मोटर को उच्च गति पर घुमाना है, तो पल्स फ्रीक्वेंसी को बढ़ाया जाना चाहिए, यानी स्टार्टिंग फ्रीक्वेंसी कम होनी चाहिए, और फिर एक निश्चित त्वरण पर वांछित उच्च फ्रीक्वेंसी (मोटर की गति कम से उच्च तक) तक बढ़ाई जानी चाहिए।

 

9. कम गति पर दो-चरण हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर के कंपन और शोर को कैसे दूर किया जाए?

कम गति पर घूमने पर स्टेपर मोटरों में कंपन और शोर होना स्वाभाविक कमियां हैं, जिन्हें आमतौर पर निम्नलिखित प्रोग्रामों द्वारा दूर किया जा सकता है:

ए. यदि स्टेपिंग मोटर अनुनाद क्षेत्र में काम करती है, तो कमी अनुपात जैसे यांत्रिक संचरण को बदलकर अनुनाद क्षेत्र से बचा जा सकता है;

बी. उपविभाजन फ़ंक्शन वाले ड्राइवर को अपनाएं, जो सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला और सबसे आसान तरीका है;

सी. इसे छोटे स्टेप कोण वाले स्टेपिंग मोटर से बदलें, जैसे कि तीन-फेज या पांच-फेज स्टेपिंग मोटर;

डी. एसी सर्वो मोटर्स का उपयोग शुरू करें, जो कंपन और शोर को लगभग पूरी तरह से दूर कर सकती हैं, लेकिन इनकी लागत अधिक होती है;

ई. चुंबकीय अवमंदन वाले मोटर शाफ्ट में, बाजार में ऐसे उत्पाद मौजूद हैं, लेकिन यांत्रिक संरचना में बड़ा बदलाव होता है।

 

10. क्या ड्राइव का उपविभाजन सटीकता को दर्शाता है?

स्टेपर मोटर इंटरपोलेशन मूल रूप से एक इलेक्ट्रॉनिक डैम्पिंग तकनीक है (कृपया संबंधित साहित्य देखें), जिसका मुख्य उद्देश्य स्टेपर मोटर के निम्न-आवृत्ति कंपन को कम करना या समाप्त करना है, और मोटर की चलने की सटीकता में सुधार करना इंटरपोलेशन तकनीक का एक आकस्मिक कार्य है। उदाहरण के लिए, 1.8° के स्टेपिंग कोण वाली दो-फेज हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर के लिए, यदि इंटरपोलेशन ड्राइवर की इंटरपोलेशन संख्या 4 पर सेट की जाती है, तो मोटर का चलने का रिज़ॉल्यूशन 0.45° प्रति पल्स होता है। मोटर की सटीकता 0.45° तक पहुँच सकती है या उसके करीब पहुँच सकती है या नहीं, यह इंटरपोलेशन ड्राइवर के इंटरपोलेशन करंट कंट्रोल की परिशुद्धता जैसे अन्य कारकों पर भी निर्भर करता है। उपविभाजित ड्राइव परिशुद्धता के विभिन्न निर्माताओं में बहुत भिन्नता हो सकती है; उपविभाजित बिंदु जितने बड़े होंगे, परिशुद्धता को नियंत्रित करना उतना ही कठिन होगा।

 

11. चार-फेज हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर और ड्राइवर के सीरीज कनेक्शन और पैरेलल कनेक्शन में क्या अंतर है?

चार-फेज हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर आमतौर पर दो-फेज ड्राइवर द्वारा संचालित होती है, इसलिए चार-फेज मोटर को दो-फेज में उपयोग करने के लिए श्रृंखला या समानांतर कनेक्शन विधि का उपयोग किया जा सकता है। श्रृंखला कनेक्शन विधि का उपयोग आमतौर पर उन स्थितियों में किया जाता है जहां मोटर की गति अपेक्षाकृत अधिक होती है और ड्राइवर द्वारा आवश्यक आउटपुट करंट मोटर के फेज करंट का 0.7 गुना होता है, जिससे मोटर का तापन कम होता है; समानांतर कनेक्शन विधि का उपयोग आमतौर पर उन स्थितियों में किया जाता है जहां मोटर की गति अपेक्षाकृत अधिक होती है (जिसे उच्च-गति कनेक्शन विधि भी कहा जाता है) और ड्राइवर द्वारा आवश्यक आउटपुट करंट मोटर के फेज करंट का 1.4 गुना होता है, जिससे मोटर का तापन अधिक होता है।

12. स्टेपर मोटर ड्राइवर के लिए डीसी पावर सप्लाई का निर्धारण कैसे करें?

ए. वोल्टेज का निर्धारण

हाइब्रिड स्टेपर मोटर ड्राइवर के लिए पावर सप्लाई वोल्टेज आमतौर पर एक विस्तृत रेंज में उपलब्ध होता है (जैसे कि IM483 का पावर सप्लाई वोल्टेज 12 से 48VDC तक होता है)। पावर सप्लाई वोल्टेज का चयन आमतौर पर मोटर की ऑपरेटिंग गति और प्रतिक्रिया आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है। यदि मोटर की कार्य गति अधिक है या प्रतिक्रिया की आवश्यकता तीव्र है, तो वोल्टेज का मान भी अधिक होना चाहिए, लेकिन ध्यान रखें कि पावर सप्लाई वोल्टेज का रिपल ड्राइवर के अधिकतम इनपुट वोल्टेज से अधिक नहीं होना चाहिए, अन्यथा ड्राइवर क्षतिग्रस्त हो सकता है।

बी. वर्तमान का निर्धारण

विद्युत आपूर्ति धारा सामान्यतः ड्राइवर की आउटपुट फेज धारा I के अनुसार निर्धारित की जाती है। यदि रैखिक विद्युत आपूर्ति का उपयोग किया जाता है, तो विद्युत आपूर्ति धारा I की 1.1 से 1.3 गुना हो सकती है। यदि स्विचिंग विद्युत आपूर्ति का उपयोग किया जाता है, तो विद्युत आपूर्ति धारा I की 1.5 से 2.0 गुना हो सकती है।

 

13. हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर ड्राइवर के ऑफ़लाइन सिग्नल FREE का उपयोग आम तौर पर किन परिस्थितियों में किया जाता है?

जब ऑफलाइन सिग्नल FREE कम होता है, तो ड्राइवर से मोटर को दी जाने वाली करंट सप्लाई बंद हो जाती है और मोटर रोटर फ्री स्टेट (ऑफलाइन स्टेट) में आ जाता है। कुछ ऑटोमेशन उपकरणों में, यदि ड्राइव में बिजली न होने पर मोटर शाफ्ट को सीधे (मैन्युअल रूप से) घुमाना आवश्यक हो, तो आप FREE सिग्नल को कम करके मोटर को ऑफलाइन कर सकते हैं और मैन्युअल ऑपरेशन या एडजस्टमेंट कर सकते हैं। मैन्युअल ऑपरेशन पूरा होने के बाद, ऑटोमैटिक कंट्रोल जारी रखने के लिए FREE सिग्नल को फिर से हाई कर दें।

 

14. जब एक दो-फेज स्टेपिंग मोटर को ऊर्जा दी जाती है, तो उसके घूर्णन की दिशा को समायोजित करने का सरल तरीका क्या है?

मोटर और ड्राइवर की वायरिंग के A+ और A- (या B+ और B-) को बस एक सीध में कर लें।

 

15. अनुप्रयोगों के लिए दो-चरण और पांच-चरण हाइब्रिड स्टेपर मोटर्स में क्या अंतर है?

प्रश्न जवाब:

सामान्यतः, बड़े स्टेप कोण वाले दो-फेज मोटरों में उच्च गति की अच्छी विशेषताएं होती हैं, लेकिन निम्न गति पर कंपन की समस्या होती है। पांच-फेज मोटरों का स्टेप कोण छोटा होता है और वे निम्न गति पर सुचारू रूप से चलती हैं। इसलिए, मोटर के चलने में सटीकता की आवश्यकता अधिक होती है, और मुख्य रूप से निम्न गति वाले भाग (आमतौर पर 600 आरपीएम से कम) में पांच-फेज मोटर का उपयोग किया जाना चाहिए; इसके विपरीत, यदि मोटर के उच्च गति प्रदर्शन की आवश्यकता हो और सटीकता और सुचारू संचालन की बहुत अधिक आवश्यकता न हो, तो कम लागत वाले दो-फेज मोटरों का चयन किया जाना चाहिए। इसके अलावा, पांच-फेज मोटरों का टॉर्क आमतौर पर 2 एनएम से अधिक होता है, कम टॉर्क वाले अनुप्रयोगों के लिए आमतौर पर दो-फेज मोटरों का उपयोग किया जाता है, जबकि उपविभाजित ड्राइव का उपयोग करके निम्न गति पर सुचारू संचालन की समस्या का समाधान किया जा सकता है।