STEP MOTORLAR
Stator sargılarının uyarıldığı darbeler yardımıylaoluşan manyetik alanın,Rotor manyetik alanı ile etkileşimi sonucu,sabitbir açı ile adım adım dönen motorlara STEP MOTORLAR denir.Bu motorlardoğrudan dijital sinyallerle kontrol edilirler.Step motorlar şayetkusursuz olarak kontrol edilirlerse,adım sayısı her zaman,adım sayısıher zaman girişe uygulanan pals sayısın eşit olur. Bu tip motorlar,çokçabuk ivmelenme,durma ve geri dönme yeteneğine sahiptirler.Birçok stepmotor iki yönlü Asenkron motor olarak ta çalışabilir.
Genel olarak Step Motorlar,dijitaldenanloğa çevrilme ,hız ve pozisyon kontrol amaçlarına yönelik olarakkullanılmaktadır.Genellikle lineer hareket hassas mil kontrolügerektiren uygulamalarda tercih edilirler.Bu motorların temeli 1935senelerinde atılmış olup,günümüzde bilgisayar disketlerinin yazılıpokunmasındaki sistemlerde,bilgisayar yardımcıdevrelerinde,yazıcı,çizici ve bazı robotların milimetrik hareketkontrollerinde 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 enerjiverildiği zaman rotoru ürekli olarak döner.Şayet motora uygulananenerji kesilirse dönme olayı son bulur.Halbuki step motorlarda,rotorundönmesi girişe uygulanan pals adedine göre değişir.Girişe bir tek palsverildiğinde,rotor tek bir adın hareket eder ve durur.Daha fazla palsuygulanırsa,pals adedi kadar adım hareket eder.Rotorun dönme miktarıstep motorun yapısına göre belli bir açı ile sınırlanmıştır.Örneğin birpalste 15 derece dönen bir otorumuz olsun.Motora ilk palsinuygulanmasıyla Rotor 15 derecelik bir dönme yapar ve durur.Rotorun 15derece daha dönmesi için ikinci bir palse ihtiyacı vardır.Palslerin ardarda verilmesi halinde rotor devamlı döner.Motorun mili rotorunortasına bağlıdır.Rotor dönünce milde döner.Milin hareketi bilgisayardaistediğimiz 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 stepmotorlardır.Rotorların yapıları silindirik veya çıkıntılıdır.RotorALNİKO dan yapılmış olup,NS kısmı olan ir mıknatıstır.
Stator sargıları karşılıklı olarakseri bağlıdırlar.Stator bobinlerinin sarım şekillerine göre birincifaza,kare dalga bir pals gerilimi uygularsak,stator sargılarının üstkısmında S kutbu,alt kısmında ise N kutbu oluşur.Bu kutuplar sol elkurallarına göre bulunur.
Stator bobinlerine uygulanangerilimlere ve bobinden geçen akımın yönüne bağlı olarak,rotoru saatibresi yönünde veya tersinde döndürmek mümkündür.Buna göre 1 ve 3 nolustator bobinlerine 1.faz gerilimi uygulanırsa,rotor üzerindekimıknatısın NS kutupları,statorun 1-3 kutupları üzerinde meydana gelenNS kutupları ile aynı hizaya gelirler.1. faz gerilimi kesilip,bu sefer4-2 nolu stator bobinlerine Faz 2 gerilimi uygulanınca,rotorun mıknatıskutupları ,4-2 stator kutuplarında oluşan NS kutupları ile aynı hizayagelmek için döner.Bu oalylar ard arda devam ederse ,rotor dairevi biralan içinde düzgün bir şekilde belli açılarla dönmüş olur.
Stator sargılarından geçen akım üyükolursa,mydana gelen Alektrımanyetik alnda büyük olur.Buda torkun fazlaolamasını sağlar.Yani döndürebilme gücü artar.
4 fazlı sabit mıknatıslı stepmotorlarda ise ilindirik olarak sabit mıknatıs rotor göreviyapmaktadır.Statorda ise,etrafında sarımlar bulunan 4 tane dişvardır.Her fazda C ile işaretlenen uçlar,güç kaynağının pozitif ucunabağlanıp,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 stepmotorlar,tep motorların en basit tipi olarak kabul edilirler.Bunlarınrotorları çok kutuplu yumuşak demirden yapılmış olu,kalıcı sabitmıknatısları yoktur.Rotor dişleri ilindir eksenine paralel olacakşekilde açılmış oluk şeklindedir.VR motor,rotor üzerindekidişler,elektromıknatıs olarak enerjilendirilen stator dişlerine doğuçekilince döner.Genellikle değişken relüktanslı step motorların enküçük adım açısı 15 derecedir.
VR step motorların başlama,durma veadımları sabit mıknatıslı step motorlara göre daha hızlıdır.Çünkü VRstep motorlarda,Rotor boyut bakımından hem küçük hem de hafiftir.
Dört fazlı bir VR step motorun fazsırasına göre dönmesi:Bu şekilde A A`,B B`,C C`,D D` stator bobinleribir birlerine seri bağlıdırlar.Stator sargılarına sıra ile kare dalgauygulandığından,manyetik bir aln yaratılır.bu anda Rotor dişleri,enyakın stator diş hizasına gelir ve saat yönünde 15 derece dönmesağlanır.Manyetik kuvvet hatlarının,rotorun dönmesini tam kontrolmaltında yani kuvvet hatlarının fazla kayba uğramaması için ,stator
dişleri ile rotor dişleri arasındaki hava boşluğunu mümkün olduğu kadaraz olması gerekir.
3-)HYBRİT STEP MOTORLAR
Hem statorları hem de rotorları çokdişli bir yapıya sahiptir.Rotorları, rotor ekseninde manyetize edilmişmıknatıslardan oluşur.Yapı olarak varyabıl relüktans ve sabitmıknatıslı step motorların birleştirilmiş şekli olarakdüşünülebilir.Bunun için melez tabiri kullanılmıştır.Bu tip stepmotorlar,genellikle küçük adın derecelerine indikleri gibi hareketisteklerine çok hızlı yanıt verebilirler.
Hybirt motorun başka bir özelliği de,rotorunun yapısıdır.Motorun,rotorunda silindirik bir mıknatıs vardırve çift taraflı bir manyetik alan yaratacak şekildemıknatıslanmıştır.Mıknatısın her kutbu yumuşak çelikten yapılmışüniform dişlerden oluşur.İki bölümdeki dişler birbirinden yarım birdişle ayrılmıştır.
Bir step motoru kullanırken,bumotorun karakteristiğinin uygulanacak yüke uygun olup olmadığı dikkatedilmelidir.Step motorların beş ayrı karakteristiği vardır.1-Statik2-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 ikifaz aynı anda beslenir.Dolayısıyla herhangi bir anda statorunoluşturduğu manyetik alanın vektöriyel toplamı o anda uyarılan statorfazlarının arasındadır.
c-)Tek ve Çift Faz
Bu modda tek ve çift faz sinyalleri sırasıyla uygulanır.Böylece adım derecesi iyice küçültülmüş olur.