استپ درایو و یا کنترل کننده دور موتور برای تنظیم دور الکتروموتورها استفاده میگردد. درایوها وظیفه کنترل دور موتور را بر عهده دارند. درایوها قادرند دور موتور را از صفر ار پی ام تا چند برابر دور نامی موتور و بطور پیوسته تغییر دهند.یا موتورها را از یک زاویه تا زاویه بیشتر یا کمتر بچرخوانند.

درایو استپ موتور می تواند با فرمان هایی که از کنترلر دریافت می نماید قدرت را برای موتور تولید کند و موتور طبق آن فرمان ها حرکت می نماید. باید بدانید که کنترلر می تواند یک دستگاه پی ال سی یا یک فرمان باشد.

این فرمان می تواند که از یک کامپیوتر و یا یک پی ال سی و یا یک میکروکنترلر باشد. شایان ذکر است که در داخل درایو چیز قابل تنظیمی برای تعریف حرکت وجود ندارد و برای برخی از مشخصات استپر موتور مانند جریان و ولتاژ و مقدار پله ها لازم است که درایور تنظیم شود در حالی که برای فرمان لازم است که فرمان از طریق کنترلر صادر شود.

برای مثال فرمان صادر شده یعنی چه مقدار پالس باید حرکت کند؟ کنترلر این مقدار پالس را تحویل درایور می دهد .

فرض کنید در 1 ثانیه  100 پالس فرستاده می شود و با این 100 پالس به درایور میگوید که موتور را بر اساس تنظیماتی که روی درایور انجام شده چه مقدار حرکت دهد . پس حتما باید در نظر داشته باشید که برای راه اندازی یک پروژه استپ موتور علاوه بر موتور نیاز به درایور متناسب و کنترلر متناسب با حرکتتان دارید.

استپ درایو

موتورهای استپ ساختاری بسیار ساده دارند و جزء دسته موتورهای دوفاز بحساب می آیند(البته بعضی آین نوع از موتورها را موتورهای چهار فاز نیز می نامند. متورهای DC با ولتاژ ثابت دو سیم ورودی کار میکنند. در این میان موتورهای استپ با چهار ورودی با دو ولتاژ که اختلاف فاز آنها ۹۰ درجه است کار میکنند. هسته موتور استپ یک آهنربای چند قطبی و دارای تکنولوژی خاص است و عملکردی دقیق نسبت به موتورهای هم تراز خود دارد.

یکی از قطعات استفاده شده در دستگاه تولید فیلتر هوای خودرو استپ درایو می باشد. استپ درایو در کنار قطعاتی مانند PLC و HMI ما را قادر به تولید انواع فیلترهوا با دستگاه فیلتر هوای فیلتیران می نماید. 

نقش درایو و کنترل کننده

درایور قرار است با فرمان هایی که از کنترلر میگیرد فرمان های قدرت را برای موتور بسازد تا موتور طبق آن فرمان های قدرت حرکت کند. در داخل درایو چیز قابل تنظیمی وجود ندارد برای تعریف حرکت. برای بعضی از مشخصات موتور از جمله ولتاژ، جریان و مقدار پله ها نیاز به این است که درایور تنظیم شود اما برای فرمان نیاز هست که از طریق کنترلر این فرمان داده شود. این کنترلر میتواند یک plc باشد یا یک فرمانی باشد که از کامپیوتر و از یک برد کامپیوتری می آید یا از یک میکروکنترلر و یا از یک pic. فرمان ها که چه مقدار پالس باید حرکت کند، کنترلر این مقدار پالس را تحویل درایور میدهد مثلا در ۱ ثانیه ۱۰۰ پالس میفرستد و با این ۱۰۰ پالس به درایور میگوید که موتور را بر اساس تنظیماتی که روی درایور انجام شده چه مقدار حرکت دهد. بنابراین شما برای راه اندازی یک پروژه استپ موتور علاوه بر موتور نیاز به درایور متناسب و کنترلر متناسب با حرکتتان دارید.

تفاوت درایورهای استپ موتورها

• درایورهایی که معمولا با موتورهای فلنج ۴۲ استفاده میشوند تغذیه ۱۲ ولت دارند و معمولا تا ۲ آمپر هستند.
• درایورهایی که برای استپ موتور فلنج ۵۷ استفاده میشوند معمولا ولتاژ تا ۴۰ ولت دارند و آمپراژ تا حدود ۴ یا ۵ آمپر دارند.
• درایورهایی که برای فلنج ۸۶ استفاده میشوند معمولا به این صورت هستند مه مهم با ولتاژ ایسی و هم دیسی کار میکنند.
• ولتاژ ایسی معمولا بین ۱۸ ولت تا ۸۰ ولت ایسی است و ولتاژ دیسی اعدادی بیشتر مثلا بین ۲۴ تا ۱۱۰ ولت دیسی.
• هرچه سایز استپ موتور بزرگ میشود ولتاژی که مورد نیاز است و جریانی که مورد نیاز است بیشتر میشود.

درایوهای استپر دو فاز :

• درایوهای استپر دو فاز بطور کلی به دو دسته unipolar و bipolar تقسیم میشوند .
• درایوهای استپر دو فاز bipolar دارای چهار خروجی A+ , A- , B+ , B- برای موتور هستند .
• درایوهای استپر دو فاز unipolar دارای شش خروجی A+ , A- , AC , B+ , B- , BC برای موتور هستند .
• در درایوهای unipolar جهت جریان در سیم پیچها همواره در یک جهت است و فقط جریان آنها وصل یا قطع میشود ، ولی در درایوهای bipolar جهت جریان در سیم پیچها متناسب با توالی مربوطه ، مثبت یا منفی میشود ، یعنی جهت جریان در سیم پیچ عوض میشود .
• درایوهای استپ موتورهای دو فاز ، هم unipolar و هم bipolar ساخته میشوند اما درایوهای استپ موتورهای سه فاز فقط bipolar ساخته میشوند .

ترکیب موتورهای مختلف با درایوهای مختلف :

استپر موتورهای دو فازی که ۴سیم هستند ، یعنی ۲سر سیم از سیم پیچ مربوط به فازA و ۲سر سیم از سیم پیچ مربوط به فازB از موتور بیرون آمده که معمولا با نام های A+ , A- , B+ , B- شناخته میشوند فقط با درایوهای bipolar قابل راه اندازی میباشند .

استپر موتورهای دو فازی که ۶ سیم هستند ، یعنی ۳ سر سیم از سیم پیچ مربوط به فازA با نام های A+ , A- , AC و ۳ سر سیم از سیمپیچ مربوط به فازB با نام های B+ , B- , BC از موتور بیرون آمده با هر دو نوع درایو unipolar و bipolar قابل کار هستند .

( AC سر وسط فاز A است. BC سر وسط فاز B است )

اگر سرهای وسط فوق الذکر یعنی AC , BC را از داخل موتور بهمدیگر وصل کرده باشند و فقط یک سیم مشترک بیرون آورده باشند ، استپر موتورهای دو فاز پنج سیمه ایجاد خواهد شد که مدل نسبتا قدیمی از این موتورهاست. در اینصورت فقط از درایو unipolar باید استفاده کرد .

استپر موتورهای ۲فازی که ۸سیمه هستند ، یعنی ۲سر سیم از هر نیم کلاف سیم پیچ مربوط به فازA با نام های A+ , A- , C+ , C- و ۲سر سیم از هر نیم کلاف سیم پیچ مربوط به فازB با نام های B+ , B- , D+ , D- از موتور بیرون آمده باشد با هر دو نوع درایو unipolar و bipolar قابل کار هستند ( در این گونه از سیم پیچی موتورها ، هر فاز به دو نیم کلاف مجزا تقسیم شده است که میتوانند با همدیگر سری یا موازی شوند ) .

درایوهای استپر سه فاز :

درایوهای استپر سه فاز که همگی از نوع bipolar محسوب میشوند دارای سه خروجی U , V , W برای موتور هستند که به انواع مختلف موتورهای سه فاز سه سیمه یا شش سیمه متصل میشوند .

استپر موتورهای سه فازی که ۳سیمه هستند ، یعنی سر بندیِ فازها در داخل موتور بصورت ستاره یا مثلث انجام گرفته و نهایتا سه سیم با نامهای U , V , W از داخل موتور بیرون آمده ، براحتی به درایوهای سه فاز که روی درایو سه ترمینال با همین نامها وجود دارد متصل میشوند .

استپر موتورهای ۳فازی که شش سیمه هستند ، یعنی دو سر سیم از سیم پیچ مربوط به فازU و دو سر سیم از سیم پیچ مربوط به فازV و دو سر سیم از سیم پیچ مربوط به فازW از موتور بیرون آمده که معمولا با نام های U+ , U- , V+ , V- , W+ , W- شناخته میشوند ، پس از سر بندیِ فازها بصورت ستاره یا مثلث و نامگذاری سرهای نهایی با نامهای U , V , W براحتی به درایوهای سه فاز که روی درایو سه ترمینال با همین نامها وجود دارد متصل میشوند .

البته قابل ذکر است که معمولا شش سیم را بصورت اتصال مثلث میبندند تا قدرت موتور بیشتر باشد .

محصولات شرکت سروتک خاورمیانه شامل درایوهای موتور پله ای دو فاز و سه فاز است که هم از نوع unipolar و هم از نوع bipolar هستند .

مشخصات فنی درایوهای استپر :

۱- دامنه برق ورودی به درایوهای استپر بسیار متنوع است

لذا توصیه میشود که قبل از راه اندازی درایو ، مشخصات مربوط به ولتاژ ورودی را کاملا بدقت کنترل کنید تا موتور شما درست کار کند و درایو شما نیز سالم بماند .

• درایوهای استپر ، چه در مدلهای دو فاز و چه در مدلهای سه فاز ، بر حسب طراحی آنها ، معمولا یا با ولتاژ DC و یا با ولتاژ AC و یا با هر دو نوع ولتاژ AC , DC تغذیه میشوند .
• در مدلهای درایو دو فاز با تغذیه DC محدوده ولتاژ بین ۲۴VDC تا ۵۰VDC با توجه به نوع درایو متغیر است . این نوع درایوها معمولا برای استپر موتورهای سایز کوچک و متوسط تا گشتاور حداکثر ۴۵Kg.cm یا ۴٫۵N.m بکار گرفته میشوند .
• در مدلهای درایو دو فاز با تغذیه AC محدوده ولتاژ بین ۲۴VAC تا ۸۰VAC با توجه به نوع درایو متغیر است . این نوع درایوها معمولا برای استپر موتورهای سایز متوسط و بزرگ تا گشتاور حداکثر ۲۰۰Kg.cm یا ۲۰N.m بکار گرفته میشوند .
• در مدلهای درایو سه فاز با تغذیه DC محدوده ولتاژ بین ۲۴VDC تا ۵۰VDC است . این نوع درایوها معمولا برای استپر موتورهای کوچک تا گشتاور حداکثر ۲۰Kg.cm یا ۲N.m بکار گرفته میشوند .
• در مدلهای درایو سه فاز با تغذیه AC محدوده ولتاژ بین ۶۰VAC تا ۲۲۰VAC با توجه به نوع درایو متغیر است . این نوع درایوها معمولا برای استپر موتورهای سایز متوسط و بزرگ تا گشتاور حداکثر ۳۵۰Kg.cm یا ۳۵N.m بکار گرفته میشوند .
• در درایو دو فاز با فیدبک انکودر که بصورت حلقه بسته closed-loop کار میکند ، تغذیه ورودی AC در محدوده ولتاژ بین ۴۰VAC تا ۶۰VAC با توجه به نوع موتور متغیر است . این نوع درایو معمولا برای استپر موتورهای سایز کوچک و متوسط تا گشتاور حداکثر ۸۸Kg.cm یا ۸٫۸N.m بکار گرفته میشود .

۲- قابلیت کار در مُد موقعیت با اعمال پالس ورودی

سرعت موتور با فرکانس پالس ورودی ، و زاویه حرکت موتور با تعداد پالس ورودی تعریف میشود .

۳- دارای ورودیهای PULSE , DIR , MF که برای ورودی پالس و جهت و خلاص کردن موتور یا motor free استفاده میشود . اگر MF فعال شود جریان موتور قطع میشود و موتور نه تنها حرکت نخواهد کرد بلکه اگر در حالت سکون باشد هیچ گشتاوری هم نخواهد داشت .

۴- ورودیهای فوق ، همگی از طریق اپتوکوپلر بوده و ایزوله هستند .

۵- قابلیت شبکه شدن با استفاده از پورت سریال ، با توجه به مدل درایو .

۶- با فیدبک انکودر ۱۰۰۰ پالس در برخی مدلهای حلقه بسته جدید .

و قابلیتهای دیگر نرم افزاری که در محصولات جدید شرکت سروتک خاورمیانه در این زمینه ایجاد شده است .

ماژول درایور استپر موتور

شاید شما از خود بپرسید که ما چرا باید از ماژول درایو برای کنترل استپر موتور استفاده نماییم؟

ما در پاسخ به سوال شما خواهیم گفت که اکثر موتور های پله ای تنها می توانند که با کمک ماژول کنترل کار کنند. به این دلیل که ماژول های کنترل نمی توانند که جریان کافی از پین های ورودی و خروجی خود تامین کند.

پس ما از یک ماژول خارجی به عنوان درایو موتور پله ای استفاده می نماییم.

ماژول های درایو در انواع مختلفی قابل مشاهده می باشند و در این حالت اطلاعات کافی که برای کنترل هر موتور پله ای نیاز دارید وجود دارد.

به عبارت دیگر ماژول های درایور موتور،جهت راه اندازی موتورهای DC بوده و با استفاده از میکروکنترلر می توانید سرعت و جهت حرکت موتور را کنترل کنید.

باید بدانید که مانند تمام موتورها، موتورهای استپر نیز دارای استاتور و روتور می باشند، اما برخلاف موتور DC معمولی ، استاتور از مجموعه های کویل جداگانه ای تشکیل شده است.

شایان ذکر است که تعداد سیم پیچها بر اساس نوع موتور پله ای متفاوت خواهد بود، اما بدانید که در یک موتور استپ روتور از قطب های فلزی تشکیل شده است و هر قطب توسط مجموعه ای از سیم پیچ در استاتور جذب میشود. استپ های موتور به صورت تک قطبی و دو قطبی می باشند در رابطه با استپ تک قطبی باید بگوییم که میتوانیم از مرکز سیم کشی هر دو سیم پیچ فاز برای یک زمین یا قدرت مشترک استفاده کنیم.

این امر باعث میشود درایو کردن موتور ها آسان باشد و درباره استپهای دوقطبی باید بگوییم سیم پیچ های استاتور موجود در این نوع موتور سیم مشترک ندارند درایو کردن این نوع موتور پله ای متفاوت و پیچیده است و بدون درایور میکروکنترلر نمیتوان مدار درایور را به راحتی طراحی کرد.

درایو استپ موتور دو فاز

به استپ درایو دو فاز موتور پله ای دو فاز نیز می گویند.

باید بگوییم که برای هسته های مغناطیس استپ موتورهای دو فاز دو نوع سیم پیچی دیده می شود که به انها تک قطبی و دو قطبی می گویند. باید بدانید که استپ موتور در پیچیده ترین حالت ممکن دارای هشت سیم می باشد از این 8 سیم، باید 4 سیم به داخل درایو برود.

قسمت A+ A- B+ B- برای آن  که ببینید این سیم بندی به چه صورت باید به درایو متصل شود، باید به دیتا شیت موتور مربوطه مراجعه فرمایید.

درایو استپ موتور صنعتی

درایو استپ موتور صنعتی کنترل و تنظیم دور های موتور در یک الکتروموتور صنعتی بر عهده دارد باید بدانید که یک موتور تابعی از فرکانس منبعی می باشد و موتور به صورت پیوسته از ان تغذیه می نماید. باید بگوییم کنترلر موتور هم می تواند که به صورت دستی و هم به صورت اتوماتیک یک موتور را به حرکت درآورد و یا از ادامه حرکت آنرا باز دارد.

کنترلر موتور برای مصارف های مختلف و سایزهای گوناگونی طراحی و تولید می شود.

دامنه استفاده از آن یک کامپیوتر ساده تا خط تولید پیچیده صنعتی می باشد.

مشخصات محصول leadshine MX4660 4-Axis Stepper Drive with Breakout Board & I/O’s

مشخصات کلی

• مدل
  MX4660
• تعداد میکرو استپ
  200-12800 استپ بر دور
• مدهای کنترلی
  Step & Direction
• فرکانس
  تا 200KHz برای هر محور
• سایر ویژگی ها
  موتورهای سازگار: NEMA 17،23،24
• سایر ویژگی ها
  تعداد محور: 4
• سایر ویژگی ها
  ولتاژ ورودی پیشنهادی : 25 تا 54 ولت DC
• سایر ویژگی ها
  جریان سیگنال کنترل: 7 تا 16 میلی آمپر
• تعداد فاز
  2
• جریان خروجی (آمپر)
  6
• وزن
  660 گرم