موتور پله‌ای چیست

دسته: مکانیک
بازدید: 24 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 389 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 44

امروزه، ادوات حالت جامد4 بعنوان سوئیچ های الكترونیكی در درایو یك موتور پله‌ای بكار می روند، و سیگنال های سوئیچینگ توسط ICهای دیجیتال یا ریزپردازنده تولید می شوند (شكل 21) همانطور كه در بالا ذكر شد، موتور پله‌ای یك موتور الكتریكی است كه ورودی الكتریكی دیجیتال را به یك حركت مكانیكی تبدیل می‌كند در مقایسه با دیگر ادواتی كه می توانند اعمال مشابه یا یك

قیمت فایل فقط 3,900 تومان

موتور پله‌ای چیست

-3- موتور پله‌ای چیست و مشخصه های اساسی آن كدامند؟

شكل 1-1 مقطع عرضی ساختار یك موتور پله‌ای مدرن نمونه را نشان می دهد؛ این موتور به نام موتور رلوكتانس متغییر تك پشته ای[1] خوانده می شود. ما ابتدا با استفاده از این شكل نحوه عملكرد این ماشین را مطالعه خواهیم كرد. هسته استاتور دارای شش قطب یا دندانه برجسته می باشد، روتور هم دارای چهار قطب است، هر دو هسته روتور و استاتور از جنس فولاد نرم هستند. سه دسته سیم پیچی همانطور كه در شكل نشان داده شده، آرایش داده شده اند. هر دسته دارای دو كلاف است كه بصورت سری متصل شده اند. یك دسته از سیم پیچی ها فاز نامیده می شود، و نتیجتاً این ماشین یك موتور سه فاز است. جریان از یك منبع تغذیه DC از طریق كلیدهای I، II، III به سیم پیچی ها تامین می شود. در وضعیت (1)، سیم پیچی فاز I از طریق جریان كلید I تغذیه می شود، یا به اصطلاح فنی فاز I تحریك می شود؛ شار مغناطیسی ناشی از تحریك كه در فاصله هوایی واقع می شود با پیكانهایی نشان داده شده است. در وضعیت (1)، دو قطب برجسته استاتور فاز I كه تحریك شده اند با دو دندانه از چهار دندانه روتور هم ردیف هستند. این حالت از نظر دینامیكی یك حالت تعادل است. هنگامیكه كلید II برای تحریك فاز II علاوه بر فاز I بسته می شود، شار مغناطیسی در قطبهای استاتور فاز II به حالت نشان داده شده در وضعیت (2) بوجود می آید، و گشتاوری در جهت عكس ساعتگرد بعلت “كشش”[2] در خطوط خمیده میدان مغناطیسی بوجود می آید. از اینرو روتور سرانجام به وضعیت (3) خواهد رسید.

از اینرو روتور با یك زاویه ثابت می چرخد، كه “زاویه پله”[3] خوانده می شود، كه در این مورد 15 درجه با انجام هر عمل سوئیچینگ است. اكنون اگر كلید I برای تخلیه انرژی فاز I باز شود، روتور 15 درجه دیگر برای رسیدن به وضعیت (4) حركت خواهد كرد.

پس موقعیت زاویه ای روتور را می توان برحسب واحدهای زاویه پله از طریق فرآیند سوئیچینگ كنترل كرد. اگر سوئیچینگ به ترتیب انجام شود، روتور با حركتی پله‌ای خواهد چرخید؛ سرعت متوسط را هم می توان از طریق فرآیند سوئیچینگ كنترل كرد.

امروزه، ادوات حالت جامد[4] بعنوان سوئیچ های الكترونیكی در درایو یك موتور پله‌ای بكار می روند، و سیگنال های سوئیچینگ توسط ICهای دیجیتال یا ریزپردازنده تولید می شوند (شكل 2-1). همانطور كه در بالا ذكر شد، موتور پله‌ای یك موتور الكتریكی است كه ورودی الكتریكی دیجیتال را به یك حركت مكانیكی تبدیل می‌كند. در مقایسه با دیگر ادواتی كه می توانند اعمال مشابه یا یكسانی را انجام دهند، سیستم كنترلی كه از یك موتور پله‌ای بهره می برد دارای چندین مزیت مشخص بترتیب زیر است:

1. معمولاً به هیچ فیدبكی برای كنترل موقعیت[5] یا كنترل سرعت نیاز نمی باشد.

2. خطای موقعیت جمع ناپذیر[6] است.

3. موتورهای پله‌ای با تجهیزات دیجیتال مدرن سازگار هستند.

به این دلیل، انواع و كلاس های مختلف موتورهای پله‌ای در لوازم جانبی كامپیوتر، دستگاههای خودكار، و سیستم های مشابه بكار رفته اند.

2-3- تاریخچه ابتدایی موتورهای پله‌ای

در شماره ای از ^[1]JIEE چاپ سال 1927 مقاله ای با عنوان “كاربرد الكتریسیته در ناوهای جنگی” وجود داشت، و بخشی از این مقاله یك موتور پله‌ای رلوكتانس متغییر سه فاز از نوع فوق را تشریح می كرد كه برای كنترل از راه دور نشانگر جهت تفنگها و لوله های اژدرافكن[7] در ناوهای جنگی انگلیسی بكار رفته بود. همانطور كه در شكل 3-1 نشان داده شده، یك كلیدگردان مكانیكی برای سوئیچینگ جریان تحریك بكار رفته بود. یك دور چرخش هندل شش پالس پله‌ای تولید می كند كه باعث 90 درجه حركت روتور می شود. حركت روتور در پله های 15 درجه بمنظور رسیدن به دقت موقعیتی[8] لازم كاهش می یابد.

در این مقاله اشاره شده بود كه در طراحی این موتور پله‌ای ظاهراً ساده فاكتورهای بسیاری می بایست مورد توجه قرار گیرند و احتیاطهای بسیاری بمنظور عملكرد مطلوب و مطمئن لحاظ شوند. این ماشین نیاز به نسبت بالای گشتاور به اینرسی اجزاء متحرك بمنظور اجتناب از دست دادن پله دارد، و ثابت زمانی، نسبت اندوكتانس مدار به مقاومت، بایستی كوچك باشد تا به سرعت عملكرد بالایی دست یافت. این مسائل هنوز هم در موتورهای مدرن وجود دارند.

براساس مقاله‌ای^[2] در IEEE Transactions on Automatic Control، موتورهای پله‌ای بعدها در نیروی دریایی ایالات متحده با هدفی مشابه بكار گرفته شدند. با اینكه كاربردهای عملی موتورهای پله‌ای مدرن در دهه 1920 واقع شد، اشكال اولیه موتورهای رلوكتانس متغییر به واقع از قبل وجود داشتند. در مقاله ای نوشته ^[3]Byrne آمده است: “موتورهای رلوكتانس از نوع پله ای، كه اكنون بعنوان ادوات تعیین موقعیت[9] بكار می روند، مثل “ماشین های بخار الكترومغناطیسی”، موتورهای الكتریكی نیمه قرن نوزدهم بودند”. ما در اینجا به دو نوع اختراع قابل ذكر در سالهای 1919 و 1920 در انگلستان می پردازیم.

1- ساختار دندانه ای برای به حداقل رساندن زاویه پله. امتیاز اختراعی در انگلستان در سال 1919 توسط یك مهندس عمران در آبردین، اسكاتلند، بنام C.L.Wakler بخاطر اختراع نوعی ساختار موتور پله‌ای اخذ شد كه قادر بود با زاویه‌های پله كوچك حركت كند. هر یك از قطبهای برجسته دارای یك گروه دندانه كوچك است. دندانه های روتور در گام یكسان با دندانه‌های كوچك استاتور می‌باشند، هنگامیكه فاز I تحریك می شود و شار مغناطیسی در طول مسیری كه با منحنی خط چین روی شكل نشان داده شده واقع می شود، گروههای دندانه ها در این فاز با برخی دندانه های استاتور همانطور كه در شكل (b) 4-1 نشان داده شده هم ردیف می‌شوند. در این آرایش، دندانه های روتور و استاتور در فازهای II و III بایستی به اندازه 3/1 گام دندانه در جهات متقابل ناهمردیف[10] شوند. هنگامیكه جریان تحریك از فاز I به فاز II سوئیچ می شود، روتور در جهت ساعتگرد به اندازه یك زاویه پله كه در این مورد °75/3 = 3/ (32/360) می باشد خواهد چرخید. بهرحال اگر جریان تحریك به فاز III سوئیچ شود، چرخش در جهت عكس ساعتگرد با همان زاویه كوچك خواهد بود. Walker در مشخصات اختراع ثبت شده طرحی را برای ساخت نوعی از موتور پله‌ای كه امروزه به نام نوع رلوكتانس متغییر چند پشته‌ای خوانده می شود به همراه طرح‌هایی برای ساخت یك موتور خطی ارائه كرد. بهرحال در دهه 1950 بود كه موتورهای پله‌ای مدرن كه از اساس این اختراع بهره می بردند بصورت تجاری عرضه شدند.

قیمت فایل فقط 3,900 تومان

برچسب ها : موتور پله‌ای چیست , طرح توجیهی موتور پله‌ای چیست , دانلود موتور پله‌ای چیست , مکانیک , موتور پله‌ای , تاریخچه ابتدایی موتورهای پله‌ای , ادوات حالت جامد , سوئیچ های الكترونیكی , ساختار دندانه ای برای به حداقل رساندن زاویه پله , دانلود طرح توجیهی , پروژه دانشجویی , دانلود پژوهش , دانلود تحقیق , پایان نامه , دانلود پروژه