স্টেপার মোটর নিয়ন্ত্রণ

বৈদ্যুতিক মোটর বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে, এবং স্টেপার মোটরগুলির জন্য, তারা বৈদ্যুতিক আবেগের শক্তিকে রটারের ঘূর্ণায়মান আন্দোলনে রূপান্তর করে। প্রতিটি নাড়ির ক্রিয়া দ্বারা উত্পন্ন গতি উচ্চ নির্ভুলতার সাথে শুরু হয় এবং পুনরাবৃত্তি করা হয়, যা সুনির্দিষ্ট অবস্থানের প্রয়োজন এমন ডিভাইসগুলির জন্য বল মোটরকে দক্ষ ড্রাইভ তৈরি করে।

স্থায়ী চুম্বক স্টেপার মোটরগুলির মধ্যে রয়েছে: একটি স্থায়ী চুম্বক রটার, স্টেটর উইন্ডিং এবং একটি চৌম্বকীয় কোর। শক্তি কুণ্ডলীগুলি দেখানো হিসাবে চৌম্বক উত্তর এবং দক্ষিণ মেরু তৈরি করে। স্টেটরের চলমান চৌম্বক ক্ষেত্র রটারকে সর্বদা এটির সাথে সারিবদ্ধ হতে বাধ্য করে। এই ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রটি রটারকে ঘুরানোর জন্য স্টেটর কয়েলগুলির সিরিজ উত্তেজনা নিয়ন্ত্রণ করে সুর করা যেতে পারে।

চিত্রটি একটি দ্বি-ফেজ মোটরের জন্য একটি সাধারণ উত্তেজনা পদ্ধতির একটি চিত্র দেখায়। ফেজ A-তে দুটি স্টেটর কয়েল শক্তিযুক্ত হয় এবং এর ফলে বিপরীত চৌম্বক মেরু একে অপরকে আকর্ষণ করার কারণে রটার আকর্ষণ করে এবং লক করে।যখন ফেজ A এর উইন্ডিংগুলি বন্ধ করা হয়, ফেজ B এর উইন্ডিংগুলি চালু করা হয়, রটারটি ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘোরে (ইংরেজি CW — ঘড়ির কাঁটার দিকে, CCW — ঘড়ির কাঁটার বিপরীতে) 90 °৷

তারপর ফেজ B বন্ধ হয়ে যায় এবং ফেজ A চালু হয়, কিন্তু খুঁটিগুলি এখন একেবারে শুরুতে যা ছিল তার বিপরীত। এটি পরবর্তী 90 ° টার্নের দিকে নিয়ে যায়। পর্যায় A তারপর সুইচ অফ করা হয়, ফেজ B বিপরীত পোলারিটির সাথে সুইচ করা হয়৷ এই ধাপগুলি পুনরাবৃত্তি করার ফলে রটার ঘড়ির কাঁটার দিকে 90° বৃদ্ধিতে ঘোরবে৷

চিত্রে দেখানো ধাপে ধাপে নিয়ন্ত্রণকে বলা হয় একক-ফেজ নিয়ন্ত্রণ। স্টেপিং কন্ট্রোলের একটি আরও গ্রহণযোগ্য উপায় হল দুই-ফেজ সক্রিয় নিয়ন্ত্রণ, যেখানে মোটরের উভয় পর্যায় সর্বদা চালু থাকে, কিন্তু চিত্রে দেখানো হিসাবে তাদের মধ্যে একটির মেরুতা পরিবর্তিত হয়।

এই নিয়ন্ত্রণের ফলে স্টেপার মোটরের রটার সরে যায় যাতে এটি গঠিত উত্তর এবং দক্ষিণ মেরুগুলির কেন্দ্রে, চৌম্বকীয় সার্কিট প্রোট্রুশনগুলির মধ্যে প্রতিটি ধাপের সাথে সারিবদ্ধ হয়। যেহেতু উভয় পর্যায় সর্বদা চালু থাকে, এই নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিটি একটি সক্রিয় পর্যায়ের নিয়ন্ত্রণের তুলনায় 41.4% বেশি টর্ক প্রদান করে, তবে দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক শক্তি প্রয়োজন।

অর্ধেক ধাপ

একটি স্টেপার মোটরও "আধা-ধাপযুক্ত" হতে পারে, তারপর ফেজ ট্রানজিশনের সময় একটি ট্রিপিং স্টেজ যোগ করা হয়। এটি অর্ধেক পিচ কোণ কাটা. উদাহরণস্বরূপ, 90 ° এর পরিবর্তে, একটি স্টেপার মোটর প্রতিটি «অর্ধেক ধাপে» 45 ° ঘূর্ণন করতে পারে, যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে।

কিন্তু হাফ স্টেপ মোড দুটি সক্রিয় ফেজ সহ স্টেপ কন্ট্রোলের তুলনায় 15-30% টর্ক লসের পরিচয় দেয়, কারণ ধাপের অর্ধেক সময় একটি উইন্ডিং নিষ্ক্রিয় থাকে এবং এটি শেষ পর্যন্ত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তির ক্ষতির দিকে পরিচালিত করে, রটার, অর্থাৎ নেট টর্ক লস।

বাইপোলার কয়েল

দুই-ফেজ স্টেপ কন্ট্রোল একটি দুই-মেরু স্টেটর উইন্ডিংয়ের উপস্থিতি অনুমান করে। প্রতিটি পর্যায়ের নিজস্ব কুণ্ডলী থাকে এবং কয়েলের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ যখন বিপরীত হয়, তখন তড়িৎ চৌম্বকীয় পোলারিটিও পরিবর্তিত হয়। প্রাথমিক পর্যায়টি সাধারণ দুই-ফেজ ড্রাইভার চিত্রে দেখানো হয়েছে। কন্ট্রোল স্কিমটি টেবিলে দেখানো হয়েছে। এটা দেখা যায় কিভাবে সহজভাবে কয়েলের মাধ্যমে কারেন্টের দিক পরিবর্তন করে পর্যায়ক্রমে চৌম্বকীয় মেরুত্ব পরিবর্তন করা সম্ভব।

একক মেরু কুণ্ডলী

আরেকটি সাধারণ ধরনের কয়েল হল একটি ইউনিপোলার কয়েল। এখানে কয়েলগুলিকে দুটি ভাগে ভাগ করা হয় এবং যখন কুণ্ডলীর একটি অংশ শক্তিপ্রাপ্ত হয়, তখন একটি উত্তর মেরু তৈরি হয়, যখন অন্য অংশটি সক্রিয় হয়, তখন একটি দক্ষিণ মেরু তৈরি হয়। এই দ্রবণটিকে একটি ইউনিপোলার কয়েল বলা হয় কারণ তড়িৎ প্রবাহের জন্য দায়ী বৈদ্যুতিক পোলারিটি কখনই পরিবর্তিত হয় না। নিয়ন্ত্রণ পর্যায়গুলি চিত্রে দেখানো হয়েছে।

এই নকশাটি একটি সহজ ইলেকট্রনিক ব্লক ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। যাইহোক, বাইপোলার কয়েলের তুলনায় এখানে প্রায় 30% টর্ক নষ্ট হয়ে যায় কারণ কয়েলে বাইপোলার কয়েল হিসাবে অর্ধেক তার থাকে।

অন্যান্য কাত কোণ

ছোট পিচ কোণগুলি পেতে, রটার এবং স্টেটর উভয়েরই বৃহত্তর সংখ্যক খুঁটি থাকা প্রয়োজন। 7.5° রটারে 12টি মেরু জোড়া রয়েছে এবং স্টেটর চৌম্বকীয় কোরে 12টি প্রোট্রুশন রয়েছে। দুটি ববিন কান এবং দুটি কয়েল।

এটি 7.5° এর প্রতিটি ধাপের জন্য 48টি খুঁটি দেয়। চিত্রে আপনি বিভাগে 4-মেরু লাগা দেখতে পারেন। বৃহৎ স্থানচ্যুতি অর্জনের জন্য পদক্ষেপগুলিকে একত্রিত করা অবশ্যই সম্ভব, উদাহরণস্বরূপ 7.5° এর ছয়টি ধাপের ফলে 45° রোটর ঘূর্ণন হবে।

সঠিকতা

স্টেপার মোটরগুলির যথার্থতা প্রতি ধাপে 6-7% (সঞ্চয় ছাড়াই)। 7.5° ধাপ সহ একটি স্টেপার মোটর সর্বদা তাত্ত্বিকভাবে পূর্বাভাসিত অবস্থানের 0.5° এর মধ্যে থাকবে, ইতিমধ্যে কতগুলি পদক্ষেপ নেওয়া হয়েছে তা বিবেচনা করে না। ত্রুটি জমা হবে না কারণ যান্ত্রিকভাবে প্রতি 360 ° ধাপে ধাপে পুনরাবৃত্তি হয়। কোনও লোড ছাড়াই, একে অপরের সাথে সম্পর্কিত স্টেটর এবং রটার খুঁটির শারীরিক অবস্থান সর্বদা একই থাকবে।

অনুরণন

স্টেপার মোটরগুলির নিজস্ব অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি রয়েছে কারণ তারা সিস্টেমের মতো স্প্রিং ওজন। যখন ছন্দটি মোটরের প্রাকৃতিক অনুরণন কম্পাঙ্কের সমান হয়, তখন মোটর দ্বারা উত্পন্ন শব্দ শোনা যায় এবং কম্পন প্রসারিত হয়।

অনুরণন বিন্দু মোটর অ্যাপ্লিকেশন, এর লোডের উপর নির্ভর করে, তবে সাধারণত অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি প্রতি সেকেন্ডে 70 থেকে 120 ধাপ পর্যন্ত হয়ে থাকে। সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে, মোটরটি নিয়ন্ত্রণের সঠিকতা হারাবে যদি এটি অনুরণনে যায়।

সিস্টেম রেজোন্যান্স সমস্যা এড়ানোর একটি সহজ উপায় হল রেজোন্যান্স পয়েন্ট থেকে ছন্দ পরিবর্তন করা। অর্ধ- বা মাইক্রো-স্টেপ মোডে, অনুরণন সমস্যা হ্রাস পায় কারণ গতি বৃদ্ধির সাথে সাথে অনুরণন বিন্দুটি পরিত্যক্ত হয়।

টর্ক

একটি স্টেপার মোটরের টর্ক হল একটি ফাংশন: স্টেপ স্পিড, স্টেটর উইন্ডিং কারেন্ট, মোটর টাইপ। একটি নির্দিষ্ট স্টেপার মোটরের শক্তিও এই তিনটি বিষয়ের সাথে সম্পর্কিত।একটি স্টেপার মোটরের টর্ক হল ঘর্ষণীয় ঘূর্ণন সঁচারক বল এবং জড় টর্কের সমষ্টি।

গ্রাম প্রতি সেন্টিমিটারে ঘর্ষণীয় টর্ক হল একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক গ্রাম ওজনের একটি লোডকে 1 সেমি লম্বা একটি লিভার বাহু দিয়ে সরানোর জন্য প্রয়োজনীয় বল। এটি লক্ষ্য করা গুরুত্বপূর্ণ যে মোটরের ধাপের গতি বৃদ্ধির সাথে সাথে মোটরের পিছনের ইএমএফ , অর্থাৎ, মোটর দ্বারা উত্পন্ন ভোল্টেজ বৃদ্ধি পায়। এটি স্টেটর উইন্ডিংয়ে কারেন্টকে সীমিত করে এবং টর্ক কমিয়ে দেয়।