التحكم في المحركات المتدرجة
8 يناير 2018|
المشاهدات: 1384يمكن اعتبار المحركات المتدرجة محركات كهربائية بدون مبدلات. عادةً ما تكون جميع اللفات في المحرك جزءًا من الجزء الثابت، ويكون الدوار إما مغناطيسًا دائمًا أو، في حالة محركات الممانعة المتغيرة، كتلة مسننة من مادة ناعمة مغناطيسيًا. يجب التعامل مع كل التبديل خارجيًا بواسطة وحدة تحكم المحرك، وعادةً ما يتم تصميم المحركات وأجهزة التحكم بحيث يمكن تثبيت المحرك في أي وضع ثابت بالإضافة إلى تدويره في اتجاه أو آخر. يمكن تحريك معظم المحركات المتدرجة، كما تُعرف أيضًا، بترددات صوتية، مما يسمح لها بالدوران بسرعة كبيرة، وباستخدام وحدة تحكم مناسبة، يمكن تشغيلها وإيقافها "في لحظة" في اتجاهات متحكم فيها.
بالنسبة لبعض التطبيقات، هناك خيار بين استخدام محركات السيرفو ومحركات الخطوات. يوفر كلا النوعين من المحركات فرصًا مماثلة للتحديد الدقيق للمواضع، لكنهما يختلفان في عدد من الطرق. تتطلب محركات السيرفو أنظمة تحكم في ردود الفعل التناظرية من نوع ما. عادةً، يتضمن ذلك مقياس جهد لتوفير ردود الفعل حول موضع الدوار، وبعض مزيج الدوائر لدفع تيار عبر المحرك يتناسب عكسياً مع الفرق بين الموضع المطلوب والموضع الحالي.
عند الاختيار بين المحركات المتدرجة والمحركات المؤازرة، يجب مراعاة عدد من القضايا؛ أي من هذه القضايا سيكون مهمًا يعتمد على التطبيق. على سبيل المثال، تعتمد إمكانية تكرار تحديد المواقع التي يتم إجراؤها باستخدام محرك متدرج على هندسة دوار المحرك، بينما تعتمد إمكانية تكرار تحديد المواقع التي يتم إجراؤها باستخدام محرك مؤازر بشكل عام على استقرار مقياس الجهد والمكونات التناظرية الأخرى في دائرة التغذية الراجعة.
يمكن استخدام المحركات المتدرجة في أنظمة التحكم البسيطة ذات الحلقة المفتوحة؛ وهي مناسبة بشكل عام للأنظمة التي تعمل عند تسارع منخفض مع أحمال ثابتة، ولكن قد يكون التحكم في الحلقة المغلقة ضروريًا للتسارعات العالية، خاصة إذا كانت تنطوي على أحمال متغيرة. إذا تم زيادة عزم الدوران على المحرك المتدرج في نظام التحكم في الحلقة المفتوحة، يتم فقد كل معرفة بموضع الدوار ويجب إعادة تهيئة النظام؛ لا تخضع محركات السيرفو لهذه المشكلة.
المحركات المتدرجة معروفة في الألمانية باسم schrittmotoren، وفي الفرنسية باسم moteurs pas à pas، وفي الإسبانية باسم motor paso paso.
تأتي المحركات المتدرجة بنوعين، محركات مغناطيسية دائمة ومحركات ممانعة متغيرة (وهناك أيضًا محركات هجينة، لا يمكن تمييزها عن محركات المغناطيس الدائم من وجهة نظر وحدة التحكم). نظرًا لعدم وجود ملصق على المحرك، يمكنك عمومًا التمييز بين النوعين من خلال الشعور عند عدم تطبيق أي طاقة. تميل محركات المغناطيس الدائم إلى "الترس" عند لف الدوار بأصابعك، بينما تدور محركات الممانعة المتغيرة بحرية تقريبًا (على الرغم من أنها قد ترس قليلاً بسبب المغناطيسية المتبقية في الدوار). يمكنك أيضًا التمييز بين النوعين باستخدام مقياس أوم. تحتوي محركات الممانعة المتغيرة عادةً على ثلاث (وأحيانًا أربع) لفات، مع عودة مشتركة، بينما تحتوي محركات المغناطيس الدائم عادةً على لفتين مستقلتين، مع أو بدون صنابير مركزية. تُستخدم اللفات ذات الصنبور المركزي في محركات المغناطيس الدائم أحادية القطب.
تأتي المحركات المتدرجة في مجموعة واسعة من الدقة الزاوية. تدور المحركات الأكثر خشونة عادة 90 درجة لكل خطوة، في حين أن محركات المغناطيس الدائم عالية الدقة قادرة عادة على التعامل مع 1.8 أو حتى 0.72 درجة لكل خطوة. باستخدام وحدة تحكم مناسبة، يمكن تشغيل معظم المحركات المغناطيسية الدائمة والهجينة في نصف خطوات، ويمكن لبعض وحدات التحكم التعامل مع خطوات جزئية أصغر أو خطوات دقيقة.
بالنسبة للمحركات ذات المغناطيس الدائم والمحركات ذات الممانعة المتغيرة، إذا تم تنشيط لفة واحدة فقط من المحرك، فإن الدوار (تحت عدم وجود حمل) سوف ينكسر إلى زاوية ثابتة ثم يحافظ على هذه الزاوية حتى يتجاوز عزم الدوران عزم تثبيت المحرك، وعند هذه النقطة، سوف يدور الدوار، محاولًا الثبات عند كل نقطة توازن متتالية.









