ÜRÜNLERİMİZ
2 Fazlı ve 5 Fazlı Step Motor Karşılaştırması
DETAYLAR

2 Fazlı ve 5 Fazlı Step Motor Karşılaştırması

Bir hareket kontrol çözüm aramanızı Step motora indirdiniz. Şimdi, 2 fazlı mı yoksa 5 fazlı mı karar vermenin zamanı geldi? Orientalmotor, 2 fazlı (1.8 ° / 0.9 °) ve 5 fazlı (0.72 ° / 0.36 °) step motorları ve sürücüler üretir. Her iki teknolojideki tecrübemiz bize eşsiz bir perspektif sunuyor. Orientalmotor, 2 fazlı ve 5 fazlı tartışmaların karışıklıklarını ve efsanelerini temizlemek için hızlı bir özellik-özellik karşılaştırması yapmıştır. Kılavuz, step motor performansının kilit alanlarındaki her iki teknoloji arasındaki temel farklılıkları kapsar: Çözünürlük, titreşim, tork, doğruluk ve senkronizasyon. Orientalmotor'un tecrübeli Teknik Destek ekibi, her iki teknolojinin daha ayrıntılı açıklaması için de mevcuttur.

 

2 Fazlı, 5 Fazlı, farkı nedir?

 

2 fazlı ve 5 fazlı motorlar arasında iki önemli farklılık vardır. Birincisi mekaniktir. Bir adım motoru temel olarak iki parça, bir stator ve bir rotordan oluşur. Rotor sırayla üç bileşenden oluşur; Rotor fincanı 1, rotor fincanı  2 ve kalıcı bir mıknatıs. 2 fazlı bir motorda stator, küçük dişli 8 manyetik kutuptan oluşurken 5 fazlı motor sabitleyicisi, 10 kutuptan oluşur. Statordaki kutupların her birinde sargı sağlanır.

2 fazlı ve 5 fazlı arasındaki ikinci fark fazların sayısıdır. Bir 2 fazlı motor, "A" fazı ve "B" fazı olmak üzere iki faza sahipken, 5 fazlı motorun beş fazı vardır. Esasen, fazların sayısı, rotoru çekebilmek için sırayla enerjilenen kutupların farklı kombinasyonlarını belirtir.

 

2 Fazlı ve 5 Fazlı Baş Başa

 

Bu farklar performansı nasıl etkiler? Bir step motorun performansında bir takım faktörler yer alır. Bir step motoru sürmenin çeşitli yolları vardır ve sürücü motorun performansını büyük ölçüde etkiler. Dalga Sürüşü, Tam Adım, Yarım Basamak ve Mikro adımlar en yaygın sürüş yöntemleridir ve her biri çok farklı performanslar sunmaktadır. Buradaki çeşitli tahrik yöntemlerini hesaba katmadan, 2 fazlı ve 5 fazlı step motorların performansının ana alanlarını inceleyebilirsiniz.

 

 

Çözünürlük

 

Yapısal olarak, 5 fazlı motor 2 fazlı motordan farklı değildir. Her iki motordaki rotorun 50 dişi vardır. Aradaki fark, 5 fazlı motorun 10 kutuplu olması nedeniyle, Her faz için 2, rotor sadece bir diş fazının bir sonraki aşamayla aynı hizaya gelecek şekilde hareket etmelidir. 2 fazlı motorda, rotor bir diş aralığının 1/4'ünü sonraki fazla aynı hizada olacak şekilde hareket ettirmelidir (faz başına 4 olmak üzere 8 kutup).

 

Bu, 2 fazın dönüş başına 200 adım, adım başına 1.8°, 5 fazın dönüş başına 500 adım, adım başına 0.72° olduğu sonucunu verir. 5 fazın artan çözünürlüğü tasarımına özgüdür. Mikro adım atma sürücüsü ile birleştiğinde, 5 fazlı motor 0.00288° kadar küçük adımlar atabilir, ancak konum doğruluğu ve tekrarlanabilirliği halen motorun mekanik hassasiyetine tabidir. Hem 2 faz hem de 5 faz motorun mekanik doğruluğu ± 3 arc/minute (0,05°) 'dir.

 

Titreşim

 

5 fazlı motorlarda daha küçük adım açıları, 2 fazlı motorlarda 1,8°'ye karşı 0,72°'ye göre, 5 fazlı motorlarda titreşim 2 fazdan çok daha düşüktür. Aşağıdaki grafik, 2 fazlı motor tarafından üretilen titreşim karşısında 5 fazlı motordan üretilen titreşimi göstermektedir. Gördüğünüz gibi 2 fazlı motor çok daha fazla titreşim üretiyor.

 

* Yukarıdaki grafikler, devir başına 5K adımlarla mikro adım atmayı temsil eder. Bu grafikler, çift şafta motora bir jeneratör takarak yaratılmıştır. Motor titreştikçe üretilen gerilim grafiksel olarak gösterildi. Motor ne kadar titreşirse o kadar gerilim oluşur.

 

Moment

 

Bir 2 fazlı motorun ve bir 5 fazlı motorun çıkış torku arasında çok az fark olmasına rağmen 5 fazlı motorun daha "kullanılabilir" torku vardır. Bu, her iki motorun da ürettiği tork dalgalanma miktarına bağlıdır.

 

 

Bir 5 fazlı motorun yarım basamaklı veya mikro basamaklı olması, daha fazla faza enerji verilmesi nedeniyle torku %10'a kadar artırır. Yarım basamaklı ve mikro basamaklı olduğunda, 2 fazlı motorlar %40'a kadar tork kaybedecek, ancak birçok 2 fazlı sürücü, karşıt tork vektörünü overdrive ederek telafi edecektir..

 

Statora enerji verildiğinde, rotorun manyetik akışını çeken bir elektromanyetizma oluşturur. Manyetik akı normal ve bir teğetsel olmak üzere iki vektöre bölünebilir. Tork, sadece teğetsel bileşen olduğunda üretilir. Teğetsel akışın varlığı aşağıdaki resimde gösterilmektedir.

 

 

Şekil 1'de, rotor dişleri direk olarak stator dişleri ile sıralanmıştır ve akış yalnızca normal bileşene sahiptir, bu nedenle tork üretilmemiştir. Şekiller 2, 3 ve 4'te rotor dişleri stator dişlerinden çıktıkça motor tork üretir. Bu tork negatif olarak adlandırılıyor çünkü tork dişleri sabit konuma çekmeye çalışıyor. Şekil 5'te, akı sabit dişler arasında eşit olarak bölünür ve herhangi bir tork üretilmez. Şekiller 6, 7 ve 8'e göre, yerinden edilen rotor dişleri bir sonraki stator dişleriyle aynı hizaya geldiğinde pozitif bir tork ortaya çıkar. Nihayet, rotor dişleri direkt olarak bir sonraki stator dişleriyle (Şekil 1) ilerler.

 

Motorun her fazı sinüs şeklindeki tork deplasman eğrisini motorun toplam çıkış torkuna katkıda bulunur (aşağıda gösterilmiştir). Doruk ile vadinin arasındaki fark tork dalgalanması olarak adlandırılır. Tork dalgalanması titreşime neden olur, bu nedenle fark arttıkça titreşim de artar.

 

Motorun toplam torkuna katkıda bulunan daha fazla faz ile birlikte, 5 fazlı bir motordaki tork dalgalanması, 2 fazlı bir motor göre büyük ölçüde azaltılır. Bir 2 fazlı motordaki tepe ve vadi arasındaki fark %29 gibi büyük olabilirken, 5 faz sadece %5 kadardır. Tork dalgalanma titreşime doğrudan katkıda bulunduğundan 5 fazlı motor 2 fazdan daha pürüzsüz çalışır.

 

2 Fazlı Tork Deplasmanı

 

5 Fazlı Tork Deplasmanı

 

Doğruluk / Tekrarlanabilirlik

 

Doğruluk, elektrikli ve mekanik olmak üzere iki bileşene sahiptir. Elektriksel hata, fazların dengesiz olması nedeniyle oluşur. Örneğin, motorun sargı direnci ±10'luk bir spesifikasyona sahiptir; motor, 10W olarak derecelendirilmiş olmasına rağmen, bir faz 9.2W ve bir başka faz 10.6W olabilir. Fazlar arasındaki bu fark, rotorun bir faza göre daha fazla bir faza hizalanmasına neden olur.

 

Mekanik hataya çeşitli bileşenler vardır, en önemlileri diş yapılandırmasıdır. Bir motordaki dişlerin kare olması gerekiyorsa da, damgalama işlemi ve kalıpın yaşı bazı dişlerin veya dişlerin bölümlerinin yuvarlanmasına neden olabilir. Doğrudan akan manyetik akı yerine, dişler yuvarlak olduğunda başka yerlere akabilir. Dolayısıyla bu faktörler motorun doğruluğuna katkıda bulunur.

 

Full Step bir sürücü kullanıldığında, 2 fazlı step motor her 4. adımda durumları tekrarlarken, 5 fazlı bir step motorda durumlar her 10. adımını tekrarlar. Fazlardaki dengesizliklerden kaynaklanan herhangi bir elektriksel hata, 2 fazda her 4.adımda düzeltilir. 5 fazlı step motorda her 10'uncu adımda  düzeltilir ve yalnızca mekanik hata bırakılır.

Motor 360° döndürmeyi tamamladıktan sonra, aynı diş orijinal başlangıç noktasında sıralanır ve mekanik hatayı ortadan kaldırır. 2 fazlı bir motor devir başına 200 adım attığından, her 200 adımda neredeyse mükemmel olurken, 5 fazlı motorlar devir başına 500 adım atar ve her 500 adımda neredeyse mükemmel olurlar.

 

Senkronizm

 

5-fazlı motor sadece 0,72° adımla hareket ettiği için, 5-fazlı motorun overshooting / undershooting nedeniyle bir adım atması neredeyse imkansızdır. Rotor üzerindeki dişler stator üzerindeki doğru dişlerle hizalanmadığında bir motor senkronizasyonu kaybedecek veya bir adım atacaktır. Dişlerin düzgün hizalanmamasına ne sebep olur? 
Birincisi, bir rotor dişinin düzgün hizalanmaması için başka bir dişin, olması gerektiği yere hizalandırılmış olması gerekir. Bunun gerçekleşmesi için rotorun aşırı doğru çekilmesi (doğru statik dişin dışına çıkması) veya altına doğru çekilmemesi (doğru statör dişiyle uyuşmayacak kadar hareket ettirilmemesi) 3.6° 'nin üzerinde olması gerekir. Neden 3.6°?
Rotor dişleri manyetik olarak çekildiğinden, doğru dişin sabitlenmesi için stator üzerindeki dişlerin yarısından daha fazlasına ihtiyaç vardır (rotor dişleri arasındaki 7.2°, 2'ye bölünürse 3.6° verir). Dolayısıyla, rotor 3.6° 'den fazla doğru statör dişini aştığında, bir sonraki diş sizin yerinize hizalanarak bir adımı atlamanıza neden olur. Aksine, eğer rotor 3.6° 'den daha fazla hareket etmezse, mevcut rotor dişi stator dişiyle dizilmiş halde kalacak ve rotor dönmeyecek; yani bir adımı kaçırdınız demektir.
 

 

 

Sürücü Metodları

 

Hem 2 fazlı hem de 5 fazlı step motorlar için bir dizi sürüş yöntemi vardır. İşte tam adımlı ve mikroişlemci sürücüler için kavramlara hızlı bir genel bakış.

 

2 Fazlı Full Step Sistem (1.8° / adım)

 

2 Fazlı TFull Step sistemi, Faz A ve Faz B'yi enerjilendirir ve dönüş yapmak için pozitif ve negatif arasında geçiş yapar.

 

 

 

 

5 Fazlı Tam Adımlı Sistem (Beşgen 4 Fazlı Uyarma) (0.72° / adım)

 

4 Fazlı Uyarma Sistemi 5 Fazlı motorlara özeldir ve daha kararlı bir çalışma sunar.

 

 

 

MikroStep

 

Mikro step sürücüler, akımın bir faza düşürülmesi, akımın artımlarla bir sonraki faza arttırılması ile motorun temel adım açısını bölüştürür. Bu, motorun daha küçük adımlar atmasına neden olur. Mikro step bir sürücü ile motorun temel basamağı 1/1 ila 1/250 arasında değişen daha küçük adımlara bölünebilir.

 

Aşağıdaki çizimler, mikro adım atmanın temel kavramını temsil etmektedir.

 

Şekil 1 - A fazı %100 akımdadır, böylece rotor sıraya dizilir.

Şekil 2 - A fazına ait akım %75'e düşürülürken, akımın %25'i B fazında.

Şekil 3 - Hem A fazı hem de B fazı için akım %50'dir, böylece rotor doğrudan iki ikisinin ortasına kadar uzanır.

Şekil 4 - A fazı şimdi %25 ve faz B %75'tir, Böylece rotor B fazına yaklaşır.

Şekil 5 - A fazı kapalı ve B fazı %100, böylece rotor son olarak B fazı ile sıraya giriyor.

 

 

Bu örnekte motorun mikro adım atılmasıyla, 5-fazlı kademeli motorun devresi başına 500 adım / 5'e bölünmüş durumdayken, devir başına 2.500 adıma yükselttik. Motorun çözünürlüğü şu anda 0.144° 'dir.

Mikro adım atma sadece daha yüksek bir çözünürlük sağlamakla kalmaz aynı zamanda diğer sürücülerden daha yumuşak çalışma, daha düşük titreşim ve daha az ses sağlar.

 

Sonuç

 

Özel uygulamanıza bağlı olarak, 2 fazlı bir step motor yeterli olabilir. Bununla birlikte, 5 fazlı step motorlar daha yüksek çözünürlük, daha düşük titreşim, daha yüksek hızlanma ve yavaşlama oranları sunar (daha küçük adım açılarına bağlı olarak) ve 2 fazlı step motora göre aşırı aşma / aşınmaya maruz kalma nedeniyle senkronizasyonu kaybetme olasılığı daha düşüktür. Yüksek hassasiyet, düşük gürültü ve düşük titreşim gerektiren uygulamalar için 5 fazlı step motor daha iyi bir teknolojidir.

 

 

 

Copyright @ Otkon Otomasyon & Kontrol Web Tasarım Naya Bilişim