تحقیق در مورد موتورهای پله ای

این تحقیق به بررسی موتورهای پله ای، اصول عملکرد، ساختار و کاربردهای آن‌ ها در صنعت، پزشکی و نظامی می‌ پردازد. موتورهای پله‌ ای با تبدیل اطلاعات دیجیتال به حرکت مکانیکی، نقش کلیدی در فناوری‌ های مدرن دارند.

مقدمه

موتورهای پله ای نوعی ماشین‌ الکتریکی هستند که اطلاعات دیجیتال را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کنند. با اینکه این موتورها از سال‌های پیش از 1920 میلادی استفاده می‌شده‌اند، ظهور کامپیوترهای دیجیتال باعث رشد سریع کاربرد آن‌ها شد. به‌عنوان نمونه، وقتی یک خروجی منطقی فعال می‌شود، روتور موتور در یک موقعیت زاویه‌ای مشخص قرار می‌گیرد. این موتورها در تجهیزاتی مانند مکانیزم حرکت کاغذ در چاپگرها و یا تعیین موقعیت هد در دیسک‌های مغناطیسی کاربرد دارند. همچنین در مواردی که تغییر از یک وضعیت ثابت به وضعیت ثابت دیگری نیاز باشد، مثل کاربردهای صنعتی، نظامی یا پزشکی، از موتورهای پله‌ای استفاده می‌شود. این موتورها در دو نوع اصلی، یعنی موتورهای پله‌ای رلوکتانس متغیر و موتورهای پله‌ای مغناطیس دائم، ساخته می‌شوند و در این فصل هر دو بررسی خواهند شد.

ساختمان اصلی موتورهای پله ای رلوکتانس متغیر چندتکه

موتورهای پله ای رلوکتانس متغیر در دو نوع یک‌تکه و چندتکه وجود دارند. اصول عملکرد این دو نوع موتور مشابه است، اما نحوه کارکردشان تفاوت‌هایی دارد. موتورهای چندتکه معمولاً از ترکیب چند موتور تک‌فاز ساخته شده‌اند که روی یک محور روتور قرار دارند و محورهای مغناطیسی آن‌ها زاویه مشخصی نسبت به یکدیگر دارند. برای مثال، روتور یک موتور سه‌تکه ساده شامل سه روتور دوقطبی است که در مسیر حداقل مقاومت مغناطیسی قرار دارند. هر یک از این روتورها که به روتورهای دو دندانه معروف هستند، با یک استاتور تک‌فاز همراه است.

عملکرد موتورهای پله ای

عملکرد موتورهای پله ای بر اساس قطع و وصل ولتاژ در سیم‌پیچ‌های استاتور انجام می‌شود. برای مثال، با تغذیه سیم‌پیچ یک فاز، روتور در راستای محور مغناطیسی آن فاز قرار می‌گیرد. با قطع ولتاژ این فاز و اعمال ولتاژ به فاز دیگر، روتور به زاویه جدیدی منتقل می‌شود. این فرآیند باعث چرخش پله‌ای روتور می‌شود. همچنین، با اعمال ولتاژ به دو فاز به‌صورت همزمان، موقعیت پله‌های روتور به نصف کاهش می‌یابد که به این روش، عملکرد نیم‌پله‌ای گفته می‌شود.

مفهوم فاز در موتورهای پله ای

در موتورهای پله ای، هر تکه از روتور به‌عنوان یک فاز در نظر گرفته می‌شود. به همین دلیل، یک موتور سه‌تکه به موتور سه‌فاز معروف است. بااین‌حال، این نام‌گذاری ممکن است گمراه‌کننده باشد، زیرا این موتورها بر اساس اصول سیستم‌های سه‌فاز AC عمل نمی‌کنند. عملکرد آن‌ها مبتنی بر انتقال ولتاژ بین سیم‌پیچ‌های استاتور است که باعث تغییر موقعیت زاویه‌ای روتور می‌شود.