محرك خطوة بخطوة (Stepper motor) هو محرك كهربائي يستخدم في الآلات الصغيرة التي تحتاج لدقة في تحكم بمحركاتها مثل الطابعة وقاطع الليزر إلخ..[1][2][3]
و من أهم ميزات هذا النوع من المحركات انه يمكن التحكم في عدد وسرعة دوراته وزاوية التوقف بدقة.
يستخدم هذا المحرك أيضا في التطبيقات الروبوتية، نظراً لإمكانية التحكم في إيقافه عند زاوية محددة.
ومما يميز هذا المحرك أيضا أنه يعتمد على النظام الثنائي في التشغيل binary حيث يلاحظ أنه يخرج منه أربع أو خمس أسلاك تسمح له بتلقي تتابع معين. فمثلا إذا استقبل التتابع الآتي:0001 التي تكافيء 1 في النظام العشري فإنه سيتحرك بزاوية مقدارها 90 درجة في اتجاه دوران معين، أما في حال استقبال 1000 التي تكافيء 8 في النظام العشري فإنه يدور في الاتجاه المعاكس.
كخلاصة: إذا أردت تحريك المحرك في اتجاه معين وليكن عكس عقارب الساعة سوف ترسل له تتابع كالآتي:(0001 - 0010 - 0100 - 1000).
أرسل عكس التتابع السابق وستحصل على الاتجاه المعاكس وهذة الطريقة تعرف باحادية القطب أو(unipoler) . وهذة الطريقة تستخدم عندما نريد الحصول على دقة عالية وباستخدام أقل طاقة ممكنة . وهناك طريقة ثانية تسمى ثنائية القطب أو(bipoler)وهذه الطريقة تستخدم للحصول على أعلى عزم دوران ممكن من الموتور، وهى كالاتى(1100-0110-0011-1001) . وهناك طريقة أخرى وهى للحصول على حركة باقل اهتزاز ممكن للموتور وفي هذه الطريقة يتم دمج كل من الطريقتين السابقتين.
طريقة عمله
طريقة عمل محرك خطوي أحادي القطب:
جولة 1: يمر التيار في ملف المغناطيس الكهربي العلوي (1) فينجذب إليه أسنان الترس الحديدي الذي يكون عضو دوار .
جولة 2: ينقطع التيار عن المغناطيس الكهربي العلوي (1) ، ويسر التيار في المغناطيس الكهربي الجانبي ي (2) , مما يجعل أسنان ترس العضو الدوار تنجذب إليه . هذا يؤدي إلى إدارة الترس بمقدار 3.6° طبقا لهذا النموذج.
جولة 3: يسير التيار الكهربي في المغناطيس (3) فيدور العضو الدوار خطوة جديدة مقدارها 3.6° .
جولة 4: ثم يسير التيار في المغناطيس الكهربي الرابع (4) ، فيدور العضو الدوار زاوية 3.6° أخرى . وعندما يمر التيار في ملف المغناطيس العلوي (1) يكون الدوار قد أنتقل بمقدار سنة واحدة .و نظرا لأنه يتكون من 25 سنة فإنه يكمل دورة كاملة بعد 100 خطوة، كما هو في هذا المثال.
يتكون المحرك الخطوي من محرك تيار مستمر من دون فرش لتوصيل التيار . وهو يقسم الدورة على عدد من الخطوات . ويمكن التحكم في وضع العضو الدوار فيه للحرة والتوقف عند تلك الخطوات . وهو لا يحتاج إلى مجسات أخرى تحدد حركته وتوقفه طالما يكون أجزائه والتيار المار فيها متوافقة بحيث تقوم بالغرض المطلوب .
أشكاله
محرك خطوي بأربعة ملفات
محرك خطوي بثمانية ملفات
محركين خطوة فخطوة
محرك خطوي ثنائي القطب
اقرأ أيضا
مراجع
- Le moteur pas à pas à réluctance variable, sur le site moteurindustrie.com, consulté le 20 décembre 2015 نسخة محفوظة 23 فبراير 2018 على موقع واي باك مشين.
- Liptak, Bela G. (2005). Instrument Engineers' Handbook: Process Control and Optimization. CRC Press. صفحة 2464. . مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2019.
- electricmotors.machinedesign.com - تصفح: نسخة محفوظة 22 يناير 2014 على موقع واي باك مشين.