X
تبلیغات
فروش قطعات سی ان سی و کارکرد انواع موتور - معرفی انواع موتور

روتور

روتور از چندین قطعه مجزای باریک فولادی که میانشان میله هایی از مس یا آلومنیوم تعبیه شده ساخته شده است.در رایج ترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی بوسیله حلقه هایی به هم متصل شده اند.تقریبا 90 درصد از موتورهای القایی دارای روتور قفس سنجابی می باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختی مستحکم و ساده دارد.این روتور از هسته ای چند تکه استوانه ای با محوری که شکافهای موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشکیل شده است.هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می شود.در این میله ها به طور دائمی بوسیله حلقه های انتهایی آنها همچنان که در شکل دو مشاهده می شود مدار کوتاه برقرار است.چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است , این نام برای آن انتخاب شده است.میله ای روتور دقیقا با محور موازی نیستند.در عوض به دو دلیل مهم قدری اریب نصب می شوند.

دلیل اول آنکه موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون صدا کارکرده و برای آنکه از هارمونیکها در شکافها کاسته شود.

دلیل دوم آن است که گرایش روتور به هنگ کردن کمتر شود.دندانه های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم (محض) تلاش می کنند که در مقابل دندانه های استاتور باقی بمانند.این اتفاق هنگامی می افتد که تعداد دندانه های روتور و استاتور برابر باشند.

روتور بوسیله مهار هایی در دو انتها روی محور نصب شده ; یک انتهای محور در حالت طبیعی برای انتقال نیرو بلندتر از طرف دیگر گرفته می شود.ممکن است بعضی موتورها محوری فرعی در طرف دیگر(غیر گردنده - غیر منتقل کننده نیرو) برای اتصال دستگاههای حسگر حالت(وضعیت) و سرعت داشته باشند.بین استاتور و روتور شکافی هوایی موجود است.بعلت القا انرژی از استاتور به روتور منتقل می شود.تورک تولید شده به روتور نیرو داده و سپس برای چرخیدن به آن نیرو می کند.صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد کلی برای دوران یکی است.



موتور قفس سنجابی

تقریبا 90 درصد موتورهای القایی AC سه فاز از این نوعند.که روتور آنها از نوع قفس سنجابی است که در ابتدا توضیح داده شد.محدوده های طبقه بندی نیروی آنها از یک سوم تا چند صد اسب بخار است.موتورهای این نوعی که در دسته یک اسب بخار به بالا اند در مقایسه با مشابه های تک فاز کم هزینه ترند و میتوانند در استارت در فشارهای سنگینتر بکار کنند.

 

 

موتورDC:

موتورهای الکتریکی DC با استفاده از مفاهیم پایه الکترومغناطیس کار میکند به صورتی که T یک موتور کلاسیک DC از یک سیم پیج در روتور و ‌ آهنربای الکتریکی دائمی در استاتور تشکیل شده است و با یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر دو بار برعکس می‌کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه‌ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچ‌های موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی، بستگی دارد به صورتی که سرعت موتور جریان مستقیم وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. معمولاً سرعت توسط ولتاژ متغیر یا عبور جریان در سیم‌پیچی موتور یا با داشتن یک منبع ولتاژ متغیر، کنترل می‌شود. بدلیل اینکه این نوع از موتور می‌تواند در سرعت‌های پایین گشتاوری زیاد ایجاد کند، معمولاً از آن در کاربردهای کششی نظیر لوکوموتیوها استفاده می‌کنند.

در مدلهای دیگر موتورهای DC که به موتورهاي ميدان سيم پيچي شده معروف هستند آهنرباهاي دائم در (استاتور) بيروني يک موتور DC با آهنرباهاي الکتريکي تعويض شده اند . با تغيير جريان ميدان (سيم پيچي روي آهنرباي الکتريکي) مي توانيم نسبت سرعت/گشتاور موتور را تغيير دهيم. اگر سيم پيچي ميدان به صورت سري با سيم پيچي آرميچر قرار داده شود، يک موتور گشتاور بالاي کم سرعت و اگر به صورت موازي قرار داده شود، يک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهيم داشت. مي توانيم براي بدست آوردن حتي سرعت بيشتر اما با گشتاور به همان ميزان کمتر، جريان ميدان را کمتر هم کنيم. اين تکنيک براي ترکشن الکتريکي و بسياري از کاربردهاي مشابه آن ايده آل است و کاربرد اين تکنيک مي تواند منجر به حذف تجهيزات يک جعبه دنده متغير مکانيکي شود.

موتورهای جریان مستقیم یونیورسال که در دستگاه هايي نظير مخلوط کن و ابزارهاي برقي اي استفاده مي شوند ، توانائی کار با جریان مستقیم و یا متناوب را دارند ، اصول کار موتورهای یونیرسال به این صورت است که وقتي يک موتور DC ميدان سيم پيچي شده به جريان متناوب وصل مي شود، جريان هم در سيم پيچي ميدان ، و هم در سيم پيچي آرميچر (و در ميدانهاي مغناطيسي منتجه) همزمان تغيير مي کند و بنابراين نيروي مکانيکي ايجاد شده همواره بدون تغيير خواهد بود. در نتیجه موتور بايستي به صورت خاصي طراحي شود تا با جريان AC سازگاري داشته باشد (امپدانس/رلوکتانس بايستي مدنظر قرار گيرند)، و موتور نهايي عموماً داراي کارايي کمتري نسبت به يک موتور معادل DC خالص خواهد بود. مزيت موتورهای یونیورسال اين است که ميتوان تغذيه ي AC را روي موتورهايي که داراي مشخصه هاي نوعي موتورهاي DC هستند بکار برد، خصوصاً اينکه اين موتورها داراي گشتاور راه اندازي بسيار بالا و طراحي بسيار جمع و جور در سرعتهاي بالا هستند. جنبه منفي اين موتورها تعمير و نگهداري و مشکل قابليت اطمينان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ايجاد مي شود و در نتيجه اين موتورها به ندرت در صنايع مشاهده مي شوند

اما به هرحال در طراحي کلاسيک محدوديتهاي متعددي وجود دارد که بسياري از اين محدوديت ها ناشي از نياز به جاروبک هايي براي اتصال به کموتاتور است. سايش جاروبک ها و کموتاتور، ايجاد اصطکاک مي کند و هرچه که سرعت موتور بالاتر باشد، جاروبک ها مي بايست محکم تر فشار داده شوند تا اتصال خوبي را برقرار کنند. نه تنها اين اصطکاک منجر به سر و صداي موتور مي شود بلکه اين امر يک محدوديت بالاتري را روي سرعت ايجاد مي کند و به اين معني است که جاروبک ها نهايتاً از بين رفته نياز به تعويض پيدا مي کنند. اتصال ناقص الکتريکي نيز توليد نويز الکتريکي در مدار متصل مي کند. اين مشکلات با جابجا کردن درون موتور با بيرون آن از بين مي روند، با قرار دادن آهنرباهاي دائم در داخل و سيم پيچ ها در بيرون به يک طراحي بدون جاروبک مي رسيم.

 

استپ موتور
Step Motor

استپ موتور یا استپر موتور یا موتور پله ای ، موتوهای بدون ذغال یا براشلس و سنکرونی هستند که با داشتن قطبهای دندانه ای در روتور خود در هر گردش کامل استپ های یا پله هائی با زاویه مشخص طی میکند.به عبارت دیگر يك استپ موتور وسيله اي الكتريكي است که چرخش زاويه اي گسسته يا پله اي دارد و هر پالس فرستاده شده به موتور سبب حركت محور موتور تا زاويه اي معين مي شود كه اين زاويه ، زاويه استپينگ (Stepping Angle) ناميده مي شود.

مشخصه بارز استپ موتورها عدم نیاز به فیدبک سنسورهای موقعیت یا سرعت برای کنترل موقعیت و یا سرعت موتور میباشند یا به تعبیری دیگر درارای مدار باز کنترل یا Open loop هستند . استپ موتورهای به سه دسته کلی تقسیم میگردند .



1 - موتور پله ای با رلوکتانس متغیر یا Variable Reluctance Stepper که به نوعی ساده ترین ساختار را دارد و از یک روتوری با جنس آهن نرم دندانه ای و یک استاتور سیم پیچی شده تشکیل شده است که با عبور جریان DC از سیم پیچها قطبهای دندانه ای به ترتیب خاصیت مغناطیسی پیدا میکنند و گردش زاویه در هنگام جذب رخ میدهد .


2 - موتور پله ای آهن ربای دائمی یا Permanent magnet step motors که با استفاده از آهنربای دائمی در رتور و جاذبه و دافعه با سیم پیچ استاتور کار میکند و از قیمت و رزولوشن یا زاویه گردشی کمی برخوردار است (به طور معمول بین 7.5 تا 15 درجه یا 48 تا 24 استپ) . توجه کنید در استپ موتور آهن ربای دمائی یا PM دیگر روتور دندانه ای نیست همچینن این نمونه استپ موتور خصوصیات گشتاوری بهتری نسبت به استپ موتور رلوکتانس متغیر از خود نشان میدهد


3 - موتور پله ای مختلط یا Hybrid step motor که نسبت به دو مدل قبل کاملتر و گرانتر میباشد و میتواند از 3.6 تا 0.9 درجه یا 100 تا 400 استپ در هر دور دقت داشته باشد و بهترین خواص استپ موتور رلوکتانسی و آهنربای دائمی را وام گرفته است یعنی دندانه دار شبیه به استپ موتور رلوکتانسی و خاصیت مغناطیسی محوری و متمرکز حول شافت نظیر استپ موتور با آهنربای دائمی .که باعث داشتن گشتاور نگهدارنده و حرکت دهندۀ با خواص بهتر نسبت به دو استپ موتور دیگر میشود .


با توجه به ماهیت عملکرد استپ موتورهای میتوان طراحی های خاص دیگری برای کاربردهای متفاوت داشت برای مثال استپ موتور با دیسک مغناطیسی که از مزیت اینرسی راه اندازی اولیه کم و بهینه شده مسیر میدان مغناطیسی بهره برده است و در بعضی کاربردهای خاص استفاده میشود .

در زیر به برخی مزایا و معاب استپ موتورها اشاره گردیده است .


مزایای استپ موتور
1.زاویه چرخش موتور مناسب با پالس ورودی است
2. موتور حتی در حالت بدون حرکت گشتاور کامل خود را دارد ( به شرط عبور جریان از سیم پیج)
3.موقعیت دقیق و تکرار پذیری حرکت با دقت حدود 3 تا 5 درصد یک استپ
4.پاسخ عالی به شروع حرکت ، توقف و حرکت در جهت عکس
5. قابلیت اطمینان و عمر بالا بخاطر بدون ذغال بودن موتور
6. عدم نیاز به مدار بسته و ارزان بودن کنترل
7.امکان پذیر بودن رسیدن به سرعت بسیار پائین با باری که مستقیم به شافت کوپل شده است
8. با توجه به تناسب پالس ورودی و فرکانس رنج قابل توجهی از سرعت موتور قابل دسترسی است


معایب استپ موتور
1. امکان بوجود آمدن رزونانس در صورت عدم کنترل صحیح
2.در سرعتهای بسیار بالا عملکرد خوبی ندارد

 

سرو  موتورها:

در کاربردهای مـدرن ، واژه سرو یا مکانیــسم سرو به یک سیستم کنـترلی فیدبک که متغیر کنترل شونده ،  موقعیت یا مشتق موقعیت مکانیکی به عنوان سرعت و شتاب است، محدود می شود.

 یک سیستم کنترلی فیدبک ، سیـستم کنـترلی است که به نگهـداشتن یک رابطه مفروض بین یک کمیت کنـترل شده و یک کمیـت مرجع ، با مقایسه توابع آنها و اسـتفاده از اختلاف به عنوان وسیله کنترل منجر می شود.

 

 

 سیستم کنـترلی فیدبک الکتریکی ، عموما برای کار به انرژی الکتـریکی تکیه می کند . مشخصـات مهمی که معمولا برای چنین کنترلی مورد نیاز است ، عبارتند از :

1- پاسخ سریع ،

2- دقت بالا ،

3- کنترل بدون مراقبت  و

4- کارکرد از راه دور .

 نیاز های چنین کنترلی عبارتست از :

1- وسیله آشکار سازی خطا ،

2-  تقویت کننده  و

3- وسیله تصحیح خطا ،

که در شکل 1 نشان داده شده است .


هر عنـصر هدف ویژه ای در هماهنگ کردن کمیت مرجع با کمیت کنترل شده ایفا می کند . وسیله آشکـــارسازی خـطا هنــگامی که کمیـت تنظیم شده متفاوت از کمیت مرجع است ، خطا را آشکار می کند . سپـس یک سیگنـال خطا به تقویت کنـنده ای که قــدرت وسیله تصـحیح خطا را فراهم می کند می فرسـتد . با این تـوان وسیـله تصـحیح خطا ، کمـیت کـنترل شـده را آنـچنـــان تغییر می دهد که با ورودی مرجع هماهنگ گردد .

 

به موتورهـایی که به سرعـت به سیگنال خطا پاسخ می دهنـد و سریعا به بار شتاب می دهنـد سرو موتور گفته می شود . نسبت گشتاور به اینرسی (T/J) یک جنبه بسیار مهم یک سرو مـوتور است ،  زیرا  موتور با این فاکتور شتاب می گیرد .

مشخصات اصلی که در هر سرو موتور دیده می شود عبارتست از :

1- گشتاور خروجی موتور باید متناسب با ولتاژ بکار گرفته شده آن باشد .

2- جهت گشتاور سرو موتور باید به پلاریته لحظه ای ولتاژ  کنترل بستگی داشته باشد .

سرو موتور به دو دسته کلی سرو موتورهای AC و سرو موتورهای DCتقسیم می گردد . 

سرو موتورهای  AC عموما به سرو موتورهای DCترجیح داده می شوند ، بجز برای استفاده در سیستمهای با قدرت خیلی بالا، سرو موتورهایAC به دلیل اینکه نسبت به سرو موتورهای  DCدارای بازده بیـشتری هستنـد ترجیـح داده می شونــد . اگــر چه تلفـات تـوان نگــرانی اصـلی در سرومکانیسمها نیستند ، یک موتور پربازده از تلفات بیش از اندازه توان جلوگیری می کند .


سرو موتورهایDC  :

در بین سرو موتورهای   DC  مختلف ، موتورهای سـری ، موتورهای سری چــاکدار ، موتور کنترل موازی ، و موتور موازی مغناطیس دائم ( تحریک ثابت ) قرار دارند . این واحدها توان خروجی بالایی نسبت به اندازه آنها تحویل می دهند و در مورد موتــور موازی با تحریک کنترل شده ، توان کنترلی کمی مورد نیاز است .

 موتور سری دارای گشتــاور راه اندازی بالایی است و جریان زیادی می کشد و تنظیم سرعت کمی دارد . کارکرد معکوس می تـواند با معکـوس کــردن پلاریتـه ولتاژ میدان با سیم پیچ میدان سری ( یعنی یک سیم پیچ برای هرجهت چرخش ) به دست آید . مــــورد اخیـــر بازده موتور را کاهش می دهد .

 موتور سری چاکدار می تواند به عنوان یک موتور تحریک مستقل با میدان کنترل شده به کار گرفته شود ، آنچنانکه در شکل 2 نشان داده شده است . آرمیچر باید از یک منبع جریان ثابت تغذیه شود .



یک منحنی گشتاور سرعت نوعی ، گشتاور ایستای بالا و کاهش سریع گشتاور با افزایش سرعت را نشان می دهد . این امر میرایی خوب و خطای سرعت بالا را نتیجه می دهد . 

 نوع موازی سروموتور DC  از سایر موتورهای موازی برای کارکرد عمــومی متفاوت نیست . این موتور دو سیم پیچی مجزا - سیم پیچی میدان که روی استاتور قرار داده شده و سیم پیچی آرمیچر که روی روتور قرار داده شده - دارد .

هر دو سیم پیچی به یک منبع تغذیه DC   متصل شده اند . در یک موتور  DC  موازی معـمولی ،  دو سیم پیچی به صورت موازی به تغذیه DC     اصلی متصل شده اند . اما در یک کارکرد سرو ، سیم پیچی ها با منابع  DC  جداگانه ای تغذیه می شوند ، همانطور که در شکلهای 3 و 4 مشاهده می شود .



شکل 3 دیاگرام مداری یک موتورDC  با میدان کنترل شده را نشان می دهد . در این  موتور   ، میدان با سیگنال تقویت شده خطا تحریک شده و سیم پیچی آرمیچر از یک منبع جریان ثابت نیـرو می گیرد . گشتاور تحویلی تا اشباع  متنـاسب با جریان میدان است .

این ترکیب که در شکل 4 نشان داده شده است ، در سروموتورهای کوچک بکار می رود ، زیرا پاسخ دینامیکی آن از موتور  DC  با آرمیچر کنترل شده آهسته تر است .

جهـت چرخـش موتـور اگر پلاریـته میـدان معـکوس شود عکس می شود.آرمیچر موتور با سیگنال تقویت شده خطا ومیدان از یک منبع جریان ثابت تغذیه می شوند .

  میدان این موتور عموما بالاتر از زانوی مشخصه اشباع کار میکند ( جهت حفظ گشتاور با حساسیت کمتر نسبت به تغییرات جزیی در جریان میدان ) . همـچنین چگـالی شـار میـدان بالا ، حســاسیت گشتـاور موتـور را افزایـش می دهد ،  زیـــرا برای تغییـرات کوچـک در جـریان آرمیچر، گشتاور با حاصلضرب جریان در شار متناسب است .

 پاسخ دینامیکی  درموتور نوع کنترل شده میدان سریعتر است ، زیرا مـدار آرمیچـر لزومـا یک مـدار مقاومتی است وثابـت زمانی کوتاهـتری دارد . اگر پلاریـته سیگنـال خطا معـکوس گردد ، موتور در جهت معکوس می چرخد .

 موتور مغنـاطیس دائـم یک موتور تحریک ثابت موازی است که میـــدان همانطـور که در شکل 5 نشان داده شده است ،  با یک مغناطیس دائم تغذیه می شود . کارکرد شبیه به موتور با مـیدان ثابت و آرمیچر کنترل شده است.


سروموتورهای  AC  :

سروموتورهای AC همانطـور که قبلا ذکر شد انتخاب مناسبی برای کاربـــردهای با توان پایین هستند و به همین دلیل است که موتورهای AC همیشه به  موتورهای DC ترجیح داده میشوند. مزایای  سروموتورهای AC به سروموتورهایDC  شامل موارد زیر است :

1- روتورهای قفس سنجابی ساده هستند و در مقایسه با سیم پیچی آرمیچر ماشینهای DC از نظر ساختاری ،  محکمتر هستند.

2- سروموتورهای AC   دارای جاروبک برای کموتاسیـون نیستنـد و نیاز به تعمیر ونگهداری دائم ندارند.

3- هیچ عایقی در اطراف هادی آرمیچر آنچنان که در موتور DC وجود دارد نیست پـس آرمیـچر می تواند بسیار بهتر گرما را پخش کند.

4- بدلیل اینکه آرمیـچر،  سیـم پیچی های عایـق دار پیچـیده ای ندارد ،  قطر آن می توانـد برای کاهش اینرسی روتور بسیار کاهش یابد . این امر به جلوگیری از  Over Shoot  در مکـانیسم سـرو کمک می کند .

یک سروموتور AC  اصولا یک موتور دوفاز القایی است به جز در مورد جنبه‌های خـاص طراحی آن.

توان مکانیکی خروجی یک سروموتور AC   از 2 وات تا چند صد وات تغییر می کند . مــوتورهای بزرگتر از این توان بسیار کم بازده اند واگربامشـخصات گشتـاورسرعت مطلوب ساخته شده باشند برای استفاده در کاربردهای سرو بسیار مشکل ساز خواهند شد . سرو موتورهای دقیق در کامپیوترها ابزارهای سرو و شماری ازکاربردها که به دقت بالایی نیاز است بکار می روند.

سرو موتورهای طیف گسترده ای از موتور در سایزها و توان های مختلف و در ترکیبهای گوناگون گشتاور- سرعت را در بر میگیرند که با تکنولوژی ساخت مواد مغناطیسی مخصوص برای ایجاد گشتاور خروجی بالا حتی در سایز های کوچک به شما امکان کنترل حداکثری کنترل موقعیت ، سرعت و گشتاور با یک درایو و کنترل میدهند .


مزایای سرو موتور

با استفاده از سرو موتور پیشرفته در سیستمهای روبوتیک ، خطوط صنعتی تولید ، CNC و ... به قابلیتهای زیر دست خواهید یافت :

تنظیمات مختلف بار از قبیل اینرسی بار ، بهره سرعت و سایر پارامترها بصورت خودکار

عملکرد بدون لرزش در حال توقف به دلیل سیستم کنترل پیشرفته درایو

امکان ارتباط با تجهیزات جانبی برای مثال با کنترلر یا رابط انسان ماشین از طریق پورت

تنظیم پارامترها و نمایش وضعیت بررسی درایو

کنترل موقعیت ، سرعت و گشتاور با یک درایو

عملکرد بدون لرزش در حال توقف به دلیل سیستم کنترل پیشرفته درایو

استفاده از انکودر های Absolute و تشخیص موقعیت جاری موتور در هرلحظه

قابلیت انتخاب شیب راه اندازی و توقف به صورت خطی و یا S- shape

امکان تغییر جهت گردش موتور بدون نیاز به تعویض در سیم بندی موتور

انتخاب نسبت گیربکسهای الکترونیکی مختلف از طریق ورودیها

و قابلیت جبران لقی ناشی از خطای قطعات مکانیکی


برچسب‌ها: معرفی انواع موتور, فروش اسپیندل موتور, فروش سرو موتور, سی ان سی چوب, استپ موتور
+ نوشته شده توسط irani moghaddam در پنجشنبه بیست و ششم بهمن 1391 و ساعت 13:52 |