हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर

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स्टेपर मोटर का मूल मॉडल 1930 के दशक के अंत में 1830 से 1860 के बीच उत्पन्न हुआ था। स्थायी चुंबक सामग्री और अर्धचालक प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, स्टेपर मोटर जल्दी से विकसित और परिपक्व हो गई। 1960 के दशक के उत्तरार्ध में, चीन ने स्टेपर मोटर्स का अनुसंधान और निर्माण शुरू किया। तब से 1960 के दशक के अंत तक, यह कुछ उपकरणों का अध्ययन करने के लिए मुख्य रूप से विश्वविद्यालयों और अनुसंधान संस्थानों द्वारा विकसित उत्पादों की एक छोटी संख्या थी। केवल 1970 के दशक की शुरुआत में उत्पादन और अनुसंधान में सफलता मिली। 70 के दशक के मध्य से 1980 के दशक के मध्य तक, इसने विकास के चरण में प्रवेश किया, और विभिन्न उच्च-प्रदर्शन उत्पादों को लगातार विकसित किया गया। 1980 के दशक के मध्य से, हाइब्रिड स्टेपर मोटर्स के विकास और विकास के कारण, चीन की हाइब्रिड स्टेपर मोटर्स की तकनीक, जिसमें बॉडी टेक्नोलॉजी और ड्राइव टेक्नोलॉजी भी शामिल है, धीरे-धीरे विदेशी उद्योगों के स्तर पर पहुंच गई है। विभिन्न हाइब्रिड स्टेपर मोटर्स अपने ड्राइवरों के लिए उत्पाद अनुप्रयोग बढ़ा रहे हैं।
एक एक्ट्यूएटर के रूप में, स्टेपर मोटर मेक्ट्रोनिक्स के प्रमुख उत्पादों में से एक है और इसका उपयोग विभिन्न स्वचालन उपकरणों में व्यापक रूप से किया जाता है। एक स्टेपिंग मोटर एक ओपन-लूप नियंत्रण तत्व है जो विद्युत पल्स संकेतों को कोणीय या रैखिक विस्थापन में परिवर्तित करता है। जब स्टेपिंग ड्राइवर को पल्स सिग्नल मिलता है, तो यह निर्धारित दिशा में एक निश्चित कोण (यानी, स्टेपिंग एंगल) को घुमाने के लिए स्टेपिंग मोटर को ड्राइव करता है। कोणीय विस्थापन को दालों की संख्या को नियंत्रित करके नियंत्रित किया जा सकता है, ताकि सटीक स्थिति के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके। हाइब्रिड स्टेपर मोटर एक स्टेपर मोटर है जिसे स्थायी चुंबक और प्रतिक्रियाशील के फायदों को मिलाकर बनाया गया है। यह दो चरणों, तीन चरणों और पांच चरणों में विभाजित है। दो-चरण चरण कोण आमतौर पर 1.8 डिग्री है। तीन-चरण चरण कोण आमतौर पर 1.2 डिग्री है।

यह काम किस प्रकार करता है
हाइब्रिड स्टेपर मोटर की संरचना प्रतिक्रियाशील स्टेपर मोटर से भिन्न होती है। हाइब्रिड स्टेपर मोटर के स्टेटर और रोटर सभी एकीकृत होते हैं, जबकि हाइब्रिड स्टेपर मोटर के स्टेटर और रोटर को दो खंडों में विभाजित किया जाता है जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। छोटे दांत भी सतह पर वितरित किए जाते हैं।
स्टेटर के दो स्लॉट अच्छी तरह से तैनात हैं, और उन पर वाइंडिंग व्यवस्थित हैं। ऊपर दिखाए गए दो-चरण 4-जोड़ी मोटर्स हैं, जिनमें से 1, 3, 5, और 7 ए-चरण घुमावदार चुंबकीय ध्रुव हैं, और 2, 4, 6, और 8 बी-चरण घुमावदार चुंबकीय ध्रुव हैं। प्रत्येक चरण के आसन्न चुंबकीय ध्रुव घुमाव एक बंद चुंबकीय सर्किट का उत्पादन करने के लिए विपरीत दिशाओं में घाव हैं जैसा कि ऊपर चित्र में एक्स और वाई दिशाओं में दिखाया गया है।
चरण बी की स्थिति चरण ए के समान है। रोटर के दो स्लॉट आधी पिच (चित्रा 5.1.5 देखें) से कंपित हैं, और मध्य एक अंगूठी के आकार का स्थायी चुंबकीय स्टील से जुड़ा हुआ है। रोटर के दो वर्गों के दांतों में विपरीत चुंबकीय ध्रुव होते हैं। प्रतिक्रियाशील मोटर के समान सिद्धांत के अनुसार, जब तक मोटर ABABA या ABABA के क्रम में सक्रिय होता है, तब तक स्टेपर मोटर लगातार वामावर्त या दक्षिणावर्त घूम सकती है।
जाहिर है, रोटर ब्लेड के एक ही खंड के सभी दांतों में एक ही ध्रुवता होती है, जबकि विभिन्न खंडों के दो रोटर खंडों के ध्रुवीयता विपरीत होते हैं। हाइब्रिड स्टेपर मोटर और एक प्रतिक्रियाशील स्टेपर मोटर के बीच सबसे बड़ा अंतर यह है कि जब मैग्नेटाइज्ड स्थायी स्थायी चुंबकीय सामग्री को डिमैग्निटाइज़ किया जाता है, तो एक दोलन बिंदु और एक स्टेप-आउट ज़ोन होगा।
हाइब्रिड स्टेपर मोटर का रोटर चुंबकीय होता है, इसलिए एक ही स्टेटर करंट के तहत उत्पन्न होने वाला टॉर्क प्रतिक्रियाशील स्टेपर मोटर की तुलना में बड़ा होता है, और इसका स्टेप एंगल आमतौर पर छोटा होता है। इसलिए, किफायती सीएनसी मशीन टूल्स में आमतौर पर हाइपर स्टेपर मोटर ड्राइव की आवश्यकता होती है। हालांकि, हाइब्रिड रोटर में एक अधिक जटिल संरचना और एक बड़ा रोटर जड़ता है, और इसकी गति प्रतिक्रियाशील स्टेपर मोटर की तुलना में कम है।

संरचना और ड्राइव संपादन
स्टेपर मोटर्स के कई घरेलू निर्माता हैं, और उनके काम करने के सिद्धांत समान हैं। निम्नलिखित एक घरेलू दो-चरण हाइब्रिड स्टेपर मोटर 42B Y G2 50C और उसके चालक SH20403 हाइब्रिड स्टेपर मोटर की संरचना और ड्राइविंग विधि को पेश करने के लिए एक उदाहरण के रूप में लेता है। [2]
दो-चरण हाइब्रिड स्टेपर मोटर संरचना
औद्योगिक नियंत्रण में, स्टेटर डंडे पर छोटे दांतों के साथ एक संरचना और बड़ी संख्या में रोटर दांतों को दिखाया गया है जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, और इसके चरण कोण को बहुत छोटा बनाया जा सकता है। चित्र 1 दो

चरण हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर के संरचनात्मक आरेख और अंजीर में स्टेपिंग मोटर घुमावदार के वायरिंग आरेख। 2, ए और बी के दो-चरण घुमावदार रेडियल दिशा में चरण-पृथक होते हैं, और 8 प्रोट्रूइड चुंबकीय ध्रुव होते हैं। स्टेटर की परिधि। 7 चुंबकीय ध्रुव A- चरण वाइंडिंग से संबंधित हैं, और 2, 4, 6, और 8 चुंबकीय ध्रुव B-चरण वाइंडिंग से संबंधित हैं। स्टेटर की प्रत्येक पोल सतह पर 5 दांत होते हैं, और पोल बॉडी पर नियंत्रण घुमाव होते हैं। रोटर में एक अंगूठी के आकार का चुंबकीय स्टील और लोहे के कोर के दो खंड होते हैं। रिंग के आकार का चुंबकीय स्टील रोटर की अक्षीय दिशा में चुंबकित होता है। लोहे के कोर के दो खंड क्रमशः चुंबकीय स्टील के दो सिरों पर स्थापित किए जाते हैं, जिससे रोटर को अक्षीय दिशा में दो चुंबकीय ध्रुवों में विभाजित किया जाता है। 50 दांत रोटर कोर पर समान रूप से वितरित किए जाते हैं। कोर के दो खंडों पर छोटे दांत पिच के आधे भाग से कंपित होते हैं। निश्चित रोटर की पिच और चौड़ाई समान हैं।

दो-चरण हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर की कार्य प्रक्रिया
जब दो-चरण नियंत्रण वाइंडिंग क्रम में बिजली का संचार करते हैं, तो केवल एक चरण प्रति बीडिंग एनर्जेटिक होता है, और चार बीट एक चक्र का गठन करते हैं। जब एक धारा को नियंत्रण घुमावदार के माध्यम से पारित किया जाता है, तो एक चुंबकत्व बल उत्पन्न होता है, जो विद्युत चुम्बकीय टोक़ उत्पन्न करने के लिए स्थायी चुंबकीय स्टील द्वारा उत्पन्न चुंबकीय चुंबक बल के साथ संपर्क करता है और रोटर को स्टेपवाइज मूवमेंट करने का कारण बनता है। जब ए-चरण वाइंडिंग एनर्जेटिक होती है, रोटर एन चरम पोल 1 पर घुमावदार द्वारा उत्पन्न एस चुंबकीय ध्रुव रोटर एन पोल को आकर्षित करता है, जिससे कि चुंबकीय पोल 1 दांत-दर-दांत होता है, और चुंबकीय क्षेत्र लाइनें निर्देशित होती हैं रोटर एन पोल से चुंबकीय ध्रुव 1 की दांत की सतह तक, और चुंबकीय ध्रुव 5 दांत से दांत, चुंबकीय ध्रुव 3 और 7 दांत से नाली हैं, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।
图 ए-चरण एनर्जेटिक रोटर एन चरम स्टेटर रोटर बैलेंस आरेख। क्योंकि रोटर कोर के दो खंडों पर छोटे दांत आधी पिच से डगमगाते हैं, रोटर के S ध्रुव पर, चुंबकीय ध्रुव 1 'और 5 by द्वारा उत्पन्न S पोल चुंबकीय क्षेत्र, रोटर के S ध्रुव को पीछे करता है। जो रोटर के साथ बिल्कुल दांत-टू-स्लॉट है, और पोल 3 'और 7othtooth सतह एन-पोल चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो रोटर के एस-पोल को आकर्षित करता है, ताकि दांत दांतों का सामना करें। रोटर एन-पोल और एस-पोल रोटर बैलेंस आरेख जब ए-चरण घुमावदार एनर्जेटिक होता है, तो चित्र 3 में दिखाया गया है।

रोटर के कुल 50 दांत होने के कारण, इसका पिच कोण 360 ° / 50 = 7.2 ° है, और स्टेटर के प्रत्येक ध्रुव पिच के कब्जे वाले दांतों की संख्या पूर्णांक नहीं है। इसलिए, जब स्टेटर का ए चरण सक्रिय होता है, तो रोटर का एन पोल, और 1 का पोल रोटर के दांतों के विपरीत होता है, और चरण बी के चुंबकीय ध्रुव 2 के पांच दांत अगले बी घुमावदार होते हैं। रोटर के दांतों में 1/4 पिच मिसलिग्न्मेंट होता है, अर्थात 1.8 °। जहां वृत्त खींचा गया है, ए-चरण चुंबकीय ध्रुव 3 और रोटर के दांत 3.6 ° विस्थापित होंगे, और दांत खांचे के साथ संरेखित होंगे।
चुंबकीय क्षेत्र रेखा रोटर के एन-एंड के साथ एक बंद वक्र है → ए (1) एस चुंबकीय पोल → चुंबकीय रूप से प्रवाहकीय वलय → ए (3 ') एन चुंबकीय ध्रुव → रोटर एस-एंड → रोटर एन-एंड। जब चरण A को बंद कर दिया जाता है और चरण B को सक्रिय कर दिया जाता है, तो चुंबकीय ध्रुव 2 N ध्रुवता उत्पन्न करता है, और S ध्रुव रोटर 7 निकटतम दांत इसे आकर्षित करते हैं, ताकि चुंबकीय ध्रुव 2 और रोटर दांतों को प्राप्त करने के लिए रोटर 1.8 ° दक्षिणावर्त घूमे। , बी चरण घुमावदार चरण के स्टेटर दांतों का चरण चित्र 5 में दिखाया गया है, इस समय, चुंबकीय ध्रुव 3 और रोटर दांतों में 1/4 पिच मिसलिग्न्मेंट है।
सादृश्य द्वारा, यदि चार बीट्स के क्रम में ऊर्जा को जारी रखा जाता है, तो रोटर एक दक्षिणावर्त दिशा में कदम से कदम घुमाता है। जितनी बार एनर्जाइज़ेशन किया जाता है, प्रत्येक पल्स 1.8 ° से घूमता है, जिसका अर्थ है कि चरण कोण 1.8 ° है, और रोटर को एक बार 360 ° / 1.8 ° = 200 दालों की आवश्यकता होती है (आंकड़े 4 और 5 देखें)।

रोटर एस के चरम छोर पर भी यही सच है। जब घुमावदार दांत दांतों के विपरीत होते हैं, तो इसके अगले चरण के चुंबकीय ध्रुव को 1.8 ° से गुमराह किया जाता है। 3 Stepper मोटर चालक Stepper मोटर में सामान्य रूप से काम करने के लिए चालक और नियंत्रक होना चाहिए। चालक की भूमिका एक अंगूठी में नियंत्रण दालों को वितरित करने और शक्ति को बढ़ाने के लिए है, ताकि मोटर के रोटेशन को नियंत्रित करने के लिए स्टेपर मोटर की विंडिंग एक निश्चित क्रम में सक्रिय हो। स्टेपर मोटर 42BYG250C का चालक SH20403 है। 10 वी 10 40 वी डीसी बिजली की आपूर्ति के लिए, ए +, ए-, बी + और बी-टर्मिनलों को स्टेपर मोटर के चार लीडों से जोड़ा जाना चाहिए। DC + और DC- टर्मिनल ड्राइवर की DC बिजली आपूर्ति से जुड़े हैं। इनपुट इंटरफ़ेस सर्किट में सामान्य टर्मिनल (इनपुट टर्मिनल बिजली आपूर्ति के सकारात्मक टर्मिनल से कनेक्ट) शामिल है। , पल्स सिग्नल इनपुट (इनपुट दालों की एक श्रृंखला, आंतरिक रूप से स्टेपर मोटर ए, बी चरण ड्राइव करने के लिए आवंटित), दिशा संकेत इनपुट (स्टेपर मोटर के सकारात्मक और नकारात्मक रोटेशन का एहसास कर सकते हैं), ऑफ़लाइन सिग्नल इनपुट।
Benefitsedit
हाइब्रिड स्टेपिंग मोटर को दो चरणों, तीन चरणों और पांच चरणों में विभाजित किया गया है: दो-चरणीय चरण कोण आमतौर पर 1.8 डिग्री और पांच-चरण वाले चरण कोण आमतौर पर 0.72 डिग्री है। चरण कोण के बढ़ने के साथ, चरण कोण कम हो जाता है, और सटीकता में सुधार होता है। यह चरण मोटर सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हाइब्रिड स्टेपर मोटर्स प्रतिक्रियाशील और स्थायी चुंबक स्टेपर मोटर्स दोनों के फायदों को मिलाते हैं: पोल जोड़े की संख्या रोटर के दांतों की संख्या के बराबर होती है, जो आवश्यकतानुसार एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकती है; घुमावदार इंडक्शन साथ बदलता रहता है
रोटर स्थिति परिवर्तन छोटा है, इष्टतम ऑपरेशन नियंत्रण हासिल करना आसान है; अक्षीय चुंबकीयकरण चुंबकीय सर्किट, उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पाद के साथ नए स्थायी चुंबक सामग्री का उपयोग करते हुए, मोटर प्रदर्शन के सुधार के लिए अनुकूल है; रोटर चुंबकीय स्टील उत्तेजना प्रदान करता है; कोई स्पष्ट दोलन नहीं। [3]


पोस्ट समय: मार्च-19-2020