More Related Content
Similar to المحركات الخطوية والتحكم بها (14)
More from Dr. Munthear Alqaderi (20)
المحركات الخطوية والتحكم بها
- 1. بها والتحكم الخطويةالمحركات
Stepper Motors
مقدمة :َالأو
الخطوية المحركاتوالمحركات عرفت , الحركة متدرجة المحركات َاأيض عليها يطلق
بعيد زمن منذ الخطويةالستينات في بدأ َاتجاري إنتاجها أن إالالذي العلمي التقدم بعد , الميالدية
قيمة ذي مستمر تيار وفصل وصل امكانية في تجلى الذي , القدرة الكترونيات مجال في أحرز
يمكن جهاز على الطلب بدأ عندما استخدامها في التفكير بدأ حيث , المحركات ملفات في عالية
عملي . ثابت زاوي انحراف صورة في دورانية حركة يعطي أنالخطوي المحرك ربط يمكن َا
اآللي الحاسب مع. معينة وظائف ألداء به التحكم تستطيع التي الصغيرة المعالجات أو
َاثاني:عموميات :
رئيسيا نوعان يوجد: هما الخطوية للمحركات ن
-المتغيرة الممانعة ذات المحركات
-الدائمة المغانط ذات المحركات
ا بين هجين ثالث نوع ويوجدالسابقين لنوعين
الف عن النظر وبغضأن إال المحركات أنواع بين روقاتبخطوة الدوران هي المطلوبة النتيجة
وتتغير المحرك ملفات أحد يتلقاها نبضة كل مع محددة بزاوية المحور دوران أي فقط واحدة
. الداخلية المحرك لبنية َاتبع الزاوية هذه
بين َاعموم محصورة ولكنها9.0درحتى جة09. درجة
: خطوة ذات هي َالاستعما األكثر المحركات
9.0أي درجة099. الدورة في خطوة
8.1أي درجة099. الدورة في خطوة
3.6أي درجة899. الدورة في خطوة
5.7أي درجة01. الدورة في خطوة
87أي درجة00. الدورة في خطوة
ال منالمحركات أن واضحالتآكل الن وذلك َاجد طويل وعمر َاجد مرتفعة دقة ذات الخطوية
الشكل يبين , )احتكاك يوجد (ال َاعملي موجود غير الميكيانيكي8.8للمحرك الخارجي المظهر
المكونات ومنها عالية دقة تتطلب التي المجاالت في المحركات هذه استخدام يفضل إذ . الخطوي
في المستخدمة الميكانيكية. والروبوتيك المعلوماتية مجال
- 2. ( الشكل8.8). الخطوي للمحرك األساسية المكونات
َمن بدءا قياسات بعدة الخطوية المحركات تتوفر8حوالي وحتى سم89سمو .قياس يتعلق
ص األكثر المحرك ّالفمث , فيه سيستخدم الذي بالتطبيق المحركفي القراءة رأي لتحريك يستخدم َاغر
ال األقراص محركتحريك يتطلب بالمقابل , َاجد َاصغير َاعزم األمر يتطلب حيث والصلبة مرنة
هذ يحتاج وبالتالي بكثير أكبر َاعزم روبوت ذراع. كبير قياس ذي محرك إلى التطبيق ا
السنت في غرام الكيلو بواحدة العزم عن التعبير يتم أنه الحظ( مترkg / cmالثقل يحدد ما وهذا )
بالسنتمتر المقدر الطول ذو ( المحرك محور يستطيع الذي غرام الكيلو بواحدة)يتحمله أن.
من مجال ضمن َامحصور يكون فقد لنوعه َاتبع َاكثير المحرك تغذية جهد يتغير3وحتى فولت
. الفولت عشرات
بملفات الخاصة للمقاومة وتبعا َاأيضلمحركعشرات من َابدء المحرك في المستهلك التيار يختلف ,
أمبير الميللياألمبيرات من الكثير وحتىَاكبير المستهلك التيار كان كلما أنه القول يمكننا وببساطة .
. أكبر العزم كان
ما عادةالخطوية المحركات تكونَانسبي منخفض عزم ذات السوق في المتوفرة القياسيةإال ,في
النادرة الحاالت بعضمسننات ذات سرعة علبة باستخدام الضعيف المحرك عزم زيادة ويمكن .,إذ
النسبة بنفس العزم ورفع الدوران سرعة بتخفيض السرعة علبة تقومما وهذا ,َاوسط َالح يمثلما إذ
ال أخذنا. الكبيرة االستطاعة ذات الخطوية للمحركات المرتفعة كلفة
نكون وبذلكوسوف . الخطوية للمحركات العامة للمواصفات المختصر التعريف نهاية إل وصلنا قد
وتكنلوجيا بينها والفروقات الخطوية المحركات أنواع عن للحديث اآلن ننتقلبها التحكم وطرق تها
َاثالثا :الخطوية للمحركات المختلفة ألنواع
مالحظةسنقوم :نوع كل قيادة آلية بشرحللدارس يتسنى لكي مباشرة النوع شرح معالسهولة
في والسرعةوآلية المحرك نوع بين الربط. األنواع بين الخلط وعدم قيادته
) َارابع مع َاثالث ( سندمج بالتالي: فهي األنواع أما .
أ-: الدائمة المغانط ذات المحركات
نوع َاأيض ولهاان:
. القطبية أحادية المحركات *
. القطبية ثنائية المحركات *
ب-.المتغيرة المغناطيسية الممانعة ذات المحركات
ج-. الهجينة المحركات
- 3. أ-: الدائمة المغانط ذات المحركات
إل بدوره يقسم النوع هذانوعين* :القطبية أحادية محركات.
*. القطبية ثنائية محركات
عام بشكل النوع هذا عن نتحدث أنواعه في الدخول قبل لكن:
و ملفات يحوي ثابت من تتكون الدائمة المغانط ذات المحركاتمغناطيسي دوارعبارة(مغناطيس
) القطبية ثنائيمسننة غير اسطوانة بشكل وهووتمتكبيرة الخطوية زاويتها بأن المحركات هذه از
من َانسبي
(5.7–87درجة ). جيدة السرعة العزم مميزة ولكن .
الشكل يبين(8.0)لمحرك المبسطة البنيةخدائم مغناطيس ذو طويالعلوي المخطط يمثل حيث .
الملفات في تيار أي يمر ال حيث التوقف حالة في المحرك وضعية الشكل منحيثكال يتوضع
قطبالثابت من نضوتين بين الدائر ي.يحدث ما فتوضح الشكل من السفلية األربع المخططات أما
: بالتتالي الملفات تغذية عند
AثمBثمCثمDالشمالي القطب ينجذب إذمن والمتشكل الثابت في الجنوبي القطب إلى للدائر
التيار مرورالملف في.
في خطوات أربع ذي محرك أجل من وذلك الخطوي المحرك دوران آلية فهم السابق الشرح يتيح
. الدورة
الدائم المغناطيس ذي الخطوي المحرك نوعي عن اآلن سنتكلم:
- 4. 1–: القطبية أحادية المحركات
الشكل يبين(8.3)المخططأقطاب من قطب كل أن نالحظ حيث القطبية أحادي للمحرك البنيوي
( مستقل ملف عليه لف الثابتآخر قطب أي طرفي عن مستقلين طرفاه)حيث سلكين ملف لكل أي
( الموجب للقطب أحدهما وصل يتم+( السالب بالقطب واآلخر التغذية من )-التغذية منبع من )
جهة لعكس أنه ببساطة ونالحظوالسالب بالموجب السلكين توصيل نعكس التيارال يعد .بهذا تحكم
األخرى بالنوعيات مقارنة األسهل المحركات من النوعلتدوير بالتتالي الملفات تغذية يكفي إذ .
المحر محور. ك
الشكل8.3
آليةالتحكم: القطبية أحادي للمحرك
ثال هناكجميع لقيادة رئيسية طرق ثأنواوهي الخطوية المحركات ع:
8-الكاملة بالخطوة القيادة
0-المزدوجة بالخطوة القيادة
3-الخطوة بنصف القيادة
أحادي للمحرك بالعودةالقطبية( الجدول يبين حيث8.8المحرك لقيادة المختلفة األوامر تتابع )
. الذكر اآلنفة الثالث بالطرق القطبية أحادي
( الجدول8.8)
الكاملة الخطوة
DCBA
المزدوجة الخطوة
DCBA
الخطوة نصف
DCBA
999898989998
989998899898
998989899899
899989989889
--------9989
--------8989
--------8999
--------8998
- 5. با والجديرلالقطبية أحادية المحركات أن ذكرا من أقل عزوم ذاتثنائ لمحركاتالقطبية يةوسنبين
َاالحق ذلك.
2-: القطبية ثنائية المحركات
( الشكل يبين8.0متقابلين قطبين عل الملف يلف حيث القطبية ثنائي لمحرك الداخلية البنية )
آلية المحركات من النوعية هذه وتتطلب ) واحد (سلك للملف واحد طرف قطب كل من ويصدر
قيادةمقارنة َاتعقيد أكثركل بعد الملفات في المار التيار جهة تغيير يجب إذ القطبية احادي بالنوع
. دورانية خطوة
( الشكل1.4)
القطبية ثنائي بمحرك التحكم ألية
يلي كما السابقة الثالث الطرق بإحدى النوع بهذا التحكم يمكنفي( الجدول8.0: )
( الجدول8.0)
الالكاملة خطوةالمزدوجة الخطوةالخطوة نصف
ABAB-CDAB
CDBA-CDAB-CD
BABA-DCCD
DCAB-DCBA-CD
ABCD-ABBA
----BA-DC
----DC
--AB-DC
AB
--
- 6. لتحقيق فقط واحد ملف تغذية تتم ألنه َاصغير العزم يكون الكاملة الخطوة نمط فيالمحرك دوران
ك بخطوة) مرتفع عزم ( ممكنة استطاعة اكبر المحرك يعطي المزدوجة الخطوة نمط في أما . املة
. اللحظة نفس في َامع ملفين تغذية تتم ألنه
نالحظأنيستطيع التي الخطوات عدد مضاعفة يتيح خطوة بنصف التحكم نمطأنالمحرك يحققها
واحدة دورة خالل
ما هذا ولكنمن غير دوران عزم يسبببين َامزيج النمط هذا وفق المحرك قيادة تمثل حيث . تظم
بعض تجاوز يتم قد َاكبير الحمل كان إذا النمط هذا ففي المزدوجة الخطوة و الكاملة الخطوة نمطي
. مرغوب غير بالطبع وهذا الخطوات
ب-المتغيرة المغناطيسية الممانعة ذات المحركات
المما ذات الخطوة محركات تعملالخاص ذلك عن يختلف نمط وفق المتغيرة المغناطيسية نعة
من مصنوع هنا الدوار ولكن ودوار ثابت على بالطبع تحوي فهي . الدائمة المغانط بمحركات
, الممغنط غير النقي الفوالذ( الشكل يبين , األسنان من العديد يحوي أنه حيث َاأملس ليس وهو.5
8حيث المحركات من النوعية هذه )من مكون الثابت أن الشكل هذا في نجد1لف يتم نضوات
ما وهذا عليها الملفاتالدوار أما أطوار أربعة يعطيعلى فيحوي6أسنان( أي6أطوار ).
( الشكل8.7)
األربعة األطوار أحد تغذية تتم عندما إذ َاجد بسيط النوعية هذه عمل مبدأ(AأوBأوCأوD)
إليها الدائر أسنان انجذاب إلى يؤدي الذي األمر الثابت من متقابلتين نضوتين على مغناطيس يتشكل
معها السوية نفس على تصبح بحيث.
- 7. : المتغيرة المغناطيسية الممانعة ذات الخطوية بالمحركات التحكم آلية
ال بالطرق السابقة المحركات في كما المحركات هذه قيادة تتممزدوجة خطوة , كاملة خطوة ( ثالث
) خطوة نصف ,
( الجدول8.3: المحرك هذا لقيادة األوامر تتابع يبين )
وذلك القطبية أحادي الدائم المغناطيس ذي المحرك قيادة لطريقة مطابق النوع هذا قيادة أن نالحظ
طرفي احد ألنال مع أو ) + ( الموجب القطب مع موصول موصول طور كل( السالب قطب-)
حاجة هناك ليس وبالتالي التغذية من. الطور ضمن التيار لعكس
الدوار يصنع حيث الدوار أسنان وعدد الثابت أقطاب عدد بين فرق هناك أن بالمالحظة الجدير
أقطاب عدد من أقل أسنان بعددالزاوية الفروق من لالستفادة وذلك ) بسنين أقل عادة يكون ( الثابت
بينهشكل السابق المثال ففي : ما
(8.7= النابت أقطاب عدد أن نالحظ )1= الدوار أسنان وعدد أقطاب6: أسنان
العدد1بالزوايا يمثل(360 / 8 = 45)والعدد6يمثل(360 / 6 = 60)بطرح ,
الزاويتين
(60 – 45 = 15)قدرها بزاوي يتحرك المحرك هذا أن أي87. درجة
األسنان أوعدد الملفات عدد من نغير فإننا الخطوة زاوية تغيير أجل ومن
: النوع هذا من خطوي محرك زاوية لحساب العالقة على نحصل بالتالي
= الخطوة زاوية063( ÷األقطاب أزواج عدد×أسنان عددالدوار)
الزاوي : مثالنا وفي= ة369÷(0×6)=87درجة
( الجدول8.3)
الكاملة الخطوةالمزدوجة الخطوةالخطوة نصف
AACA
BCBAC
CBDC
DDABC
---B
---BD
---D
--DA
- 9. ب-الهج المحركاتينة
تتميز ولكنها الدائمة المغانط محركات من أغلى ثمنها محركات وهيصغي الخطوية زاويتها بأنرة
( تتراوح9.0-3.6مابين تطبيق يلزمنا حيث درجة )899إلى099إتمام أجل من عمل نبضة
ي الدوار فيها ويكون .العمل في عالية دقة يعطينا وهذا كاملة دورةشبأنها إال الدائمة المغانط دوار ه
( الشكل مسننة8.1الدائمة المغانط محركات بين هجينة فهي لذلك )والممانعةيكون و .المتغيرة
وتقوم دائم مغناطيس عن عبارة الدوران محور فيهاالمغناطيسي الفيض بتوجيه األسنانفيالثغرة
.والدوار الثابت بين الهوائية
الشكل8.6
: َاخامسالخطوية المحركات تطبيقات
يكاد ال حيث . .... المكتبية أو الصناعية سواء التطبيقات من العديد في الخطوية المحركات تستخدم
وكمثال الخطوي المحرك تعتمد التي التطبيقات أحد من منزل يخلوأالت اآلالت هذه استخدام على
والقطعة القطع آلة لتثبيت التروس صندوق مع المحركات من النوع هذا باستخدام يمكن حيث القطع
تشكيله المراد. التشغيل فترة خالل
وكمثحيث اآللي للحاسب الحبر طابعات في استعماله هو الخطوي المحرك الستخدامات آخر ال
دوران المطلوب من يكونحسب محددة مسافة الطباعة ورق لتحريك محددة بزاوية المحرك
الفواصلذلك بعد ثباته ثم األسطر بين. السطر طباعة من االنتهاء حتى
أضف الحاسب في المدمجة و المرنة األقراص مشغل في الخطوي المحرك يستعمل أيضا وكمثال
في كثيرة أخرى تطبيقات ذلك إلىو الروبوتواأل الصناعةا جهزة. الرقمية والعدادات لطبية