Step Motorlar

STEP MOTORLAR
Stator sargılarının uyarıldığı darbeler yardımıyla oluşan manyetik alanın,Rotor manyetik alanı ile etkileşimi sonucu,sabit bir açı ile adım adım dönen motorlara STEP MOTORLAR denir.Bu motorlar doğrudan dijital sinyallerle kontrol edilirler.Step motorlar şayet kusursuz olarak kontrol edilirlerse,adım sayısı her zaman,adım sayısı her zaman girişe uygulanan pals sayısın eşit olur. Bu tip motorlar,çok çabuk ivmelenme,durma ve geri dönme yeteneğine sahiptirler.Birçok step motor iki yönlü Asenkron motor olarak ta çalışabilir.
Genel olarak Step Motorlar,dijitalden anloğa çevrilme ,hız ve pozisyon kontrol amaçlarına yönelik olarak kullanılmaktadır.Genellikle lineer hareket hassas mil kontrolü gerektiren uygulamalarda tercih edilirler.Bu motorların temeli 1935 senelerinde atılmış olup,günümüzde bilgisayar disketlerinin yazılıp okunmasındaki sistemlerde,bilgisayar yardımcı devrelerinde,yazıcı,çizici ve bazı robotların milimetrik hareket kontrollerinde geniş bir uygulama alnı vardır.
ÖZELLİKLERİ;
1:Step motorun dönüş hızı belirli bir zaman içinde ,girişlerine gelen paslerin darbe sayısı ile doğru orantılıdır.
2:Adımlardaki hata sayısı çok düşüktür.Bir adımdaki hata kendinden sonra gelen hatayı etkilemez.
3:Harekete geçmeye ,durmaya yada ters dönmeye hızlı yanıt verebilir.
4:Darbe sinyallerinin frekansı ile orantılı olarak,geniş bir dönme hızı bölgesine sahiptir.
5:Dijital kontrol edebilme özelliği nedeniyle bilgisayar kontrolüne çok yatkındır.
Bu iyi özelliklerinin yanı sıra ,Step motorlarda banı sorunlarla da karşılaşılır.
1:Yüksek frekanslarda adın atlama.
2:Diğer motorlara kıyasla daha karmaşık bir devreye ihtiyaç göstermesi.
3:Düşük verim .
4:Sabit adım açısı.
5:Diğer motorlara kıyasla daha düşük bir tork.
Bir elektrik motoruna enerji verildiği zaman rotoru ürekli olarak döner.Şayet motora uygulanan enerji kesilirse dönme olayı son bulur.Halbuki step motorlarda,rotorun dönmesi girişe uygulanan pals adedine göre değişir.Girişe bir tek pals verildiğinde,rotor tek bir adın hareket eder ve durur.Daha fazla pals uygulanırsa,pals adedi kadar adım hareket eder.Rotorun dönme miktarı step motorun yapısına göre belli bir açı ile sınırlanmıştır.Örneğin bir palste 15 derece dönen bir otorumuz olsun.Motora ilk palsin uygulanmasıyla Rotor 15 derecelik bir dönme yapar ve durur.Rotorun 15 derece daha dönmesi için ikinci bir palse ihtiyacı vardır.Palslerin ard arda verilmesi halinde rotor devamlı döner.Motorun mili rotorun ortasına bağlıdır.Rotor dönünce milde döner.Milin hareketi bilgisayarda istediğimiz işin yapılmasını sağlar.
Yapısal olarak step motorlar üç grupta incelenir.
1:Sabit mıknatıslı.
2:Varyabıl relüktanslı.
3:Hybird (melez)
1-)SABİT MIKNATISLI STEP MOTORLAR
Rotorunda sabit mıknatıs bulunan step motorlardır.Rotorların yapıları silindirik veya çıkıntılıdır.Rotor ALNİKO dan yapılmış olup,NS kısmı olan ir mıknatıstır.
Stator sargıları karşılıklı olarak seri bağlıdırlar.Stator bobinlerinin sarım şekillerine göre birinci faza,kare dalga bir pals gerilimi uygularsak,stator sargılarının üst kısmında S kutbu,alt kısmında ise N kutbu oluşur.Bu kutuplar sol el kurallarına göre bulunur.
Stator bobinlerine uygulanan gerilimlere ve bobinden geçen akımın yönüne bağlı olarak,rotoru saat ibresi yönünde veya tersinde döndürmek mümkündür.Buna göre 1 ve 3 nolu stator bobinlerine 1.faz gerilimi uygulanırsa,rotor üzerindeki mıknatısın NS kutupları,statorun 1-3 kutupları üzerinde meydana gelen NS kutupları ile aynı hizaya gelirler.1. faz gerilimi kesilip,bu sefer 4-2 nolu stator bobinlerine Faz 2 gerilimi uygulanınca,rotorun mıknatıs kutupları ,4-2 stator kutuplarında oluşan NS kutupları ile aynı hizaya gelmek için döner.Bu oalylar ard arda devam ederse ,rotor dairevi bir alan içinde düzgün bir şekilde belli açılarla dönmüş olur.
Stator sargılarından geçen akım üyük olursa,mydana gelen Alektrımanyetik alnda büyük olur.Buda torkun fazla olamasını sağlar.Yani döndürebilme gücü artar.
4 fazlı sabit mıknatıslı step motorlarda ise ilindirik olarak sabit mıknatıs rotor görevi yapmaktadır.Statorda ise,etrafında sarımlar bulunan 4 tane diş vardır.Her fazda C ile işaretlenen uçlar,güç kaynağının pozitif ucuna bağlanıp,fazlar 1,2,3,... şeklinde uyarılırsa rotor döndürülmüş olur.
Sabit mıknatıslı step motorlarda adım açısını küçültmek için,manyetik kutup sayısını ve stator dişlerini artırmak gerekir.

2-)DEĞİŞKEN RELÜKTANSLI STEP MOTORLAR
Varyabıl relüktanslı step motorlar,tep motorların en basit tipi olarak kabul edilirler.Bunların rotorları çok kutuplu yumuşak demirden yapılmış olu,kalıcı sabit mıknatısları yoktur.Rotor dişleri ilindir eksenine paralel olacak şekilde açılmış oluk şeklindedir.VR motor,rotor üzerindeki dişler,elektromıknatıs olarak enerjilendirilen stator dişlerine doğu çekilince döner.Genellikle değişken relüktanslı step motorların en küçük adım açısı 15 derecedir.
VR step motorların başlama,durma ve adımları sabit mıknatıslı step motorlara göre daha hızlıdır.Çünkü VR step motorlarda,Rotor boyut bakımından hem küçük hem de hafiftir.
Dört fazlı bir VR step motorun faz sırasına göre dönmesi:Bu şekilde A A`,B B`,C C`,D D` stator bobinleri bir birlerine seri bağlıdırlar.Stator sargılarına sıra ile kare dalga uygulandığından,manyetik bir aln yaratılır.bu anda Rotor dişleri,en yakın stator diş hizasına gelir ve saat yönünde 15 derece dönme sağlanır.Manyetik kuvvet hatlarının,rotorun dönmesini tam kontrol maltında yani kuvvet hatlarının fazla kayba uğramaması için ,stator dişleri ile rotor dişleri arasındaki hava boşluğunu mümkün olduğu kadar az olması gerekir.
3-)HYBRİT STEP MOTORLAR
Hem statorları hem de rotorları çok dişli bir yapıya sahiptir.Rotorları, rotor ekseninde manyetize edilmiş mıknatıslardan oluşur.Yapı olarak varyabıl relüktans ve sabit mıknatıslı step motorların birleştirilmiş şekli olarak düşünülebilir.Bunun için melez tabiri kullanılmıştır.Bu tip step motorlar,genellikle küçük adın derecelerine indikleri gibi hareket isteklerine çok hızlı yanıt verebilirler.
Hybirt motorun başka bir özelliği de ,rotorunun yapısıdır.Motorun,rotorunda silindirik bir mıknatıs vardır ve çift taraflı bir manyetik alan yaratacak şekilde mıknatıslanmıştır.Mıknatısın her kutbu yumuşak çelikten yapılmış üniform dişlerden oluşur.İki bölümdeki dişler birbirinden yarım bir dişle ayrılmıştır.
Bir step motoru kullanırken,bu motorun karakteristiğinin uygulanacak yüke uygun olup olmadığı dikkat edilmelidir.Step motorların beş ayrı karakteristiği vardır.1-Statik 2-Dinamik 3-Sürekli hal tepkisi 4-Gerilim 5-Sıcaklık


4-)STEP MOTORLARIN SÜRÜCÜ DARBE SİNYALLERİ
a-)Tek Faz
Bu modda (çalışma hali) bir anda yalnızca bir faz akımla beslenir.Rotor beslenen fazın bulunduğu yere doğru çekilir.
b-)Çift Faz
Çift faz modunda yan yana olan iki faz aynı anda beslenir.Dolayısıyla herhangi bir anda statorun oluşturduğu manyetik alanın vektöriyel toplamı o anda uyarılan stator fazlarının arasındadır.
c-)Tek ve Çift Faz
Bu modda tek ve çift faz sinyalleri sırasıyla uygulanır.Böylece adım derecesi iyice küçültülmüş olur.