द्विध्रुवी स्टेपर मोटर्स की मूल बातों का विश्लेषण करें
बाइपोलर स्टेपिंग मोटर में दो वाइंडिंग होते हैं। मोटर को सुचारू रूप से चलाने के लिए, दो कॉइल्स लगातार 90 डिग्री के अंतर के साथ साइनसोइडल होते हैं, और स्टेपिंग मोटर घूमने लगती है।
आमतौर पर, स्टेपर मोटर्स एनालॉग रैखिक एम्पलीफायरों द्वारा संचालित नहीं होते हैं; इसके बजाय, वे PWM वर्तमान विनियमन द्वारा एक रेखीय साइन लहर संकेत को असतत सीधी रेखा संकेतों में परिवर्तित करने के लिए प्रेरित करते हैं। साइन लहर को कई सेगमेंट में विभाजित किया जा सकता है, और जैसे-जैसे सेगमेंट की संख्या बढ़ती जाती है, वेवइन साइन वेव को अप्रोच करता रहता है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, सेगमेंट की संख्या 4 से 2048 या उससे अधिक है, और अधिकांश स्टेपर ड्राइव आईसी 4 से 64 सेगमेंट का उपयोग करते हैं। संपूर्ण चरण ड्राइव, केवल एक चरण प्रत्येक क्षण, दो-चरण के वर्तमान विकल्प और वर्तमान दिशा स्विच में सक्रिय होता है, ताकि कुल चार स्टेपर मोटर यांत्रिक अवस्थाएं उत्पन्न हों। आधा-चरण ड्राइव फुल-स्टेप ड्राइव मोड की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक जटिल है। उसी समय, दोनों चरणों को सक्रिय करने की आवश्यकता हो सकती है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, जो मोटर के चरण रिज़ॉल्यूशन को दोगुना करता है। उपविभाजित ड्राइव, मोटर रोटर कदम का कोण घट जाएगा क्योंकि उपखंडों की संख्या बढ़ जाती है, और मोटर रोटेशन अधिक से अधिक स्थिर हो जाएगा। उदाहरण के लिए, 32-खंड के उपखंड अनुक्रम को आठवां-चरण ड्राइव मोड कहा जाता है।
वर्तमान नियंत्रण सटीकता का महत्व
द्विध्रुवी स्टेपर मोटर रोटर की स्थिति दो कुंडल घुमावदार के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की मात्रा पर निर्भर करती है। सामान्य तौर पर, एक स्टेपर मोटर का चयन करने के लिए मुख्य संकेतक सटीक मैकेनिकल पोजिशनिंग या सटीक मैकेनिकल सिस्टम स्पीड कंट्रोल होते हैं। इसलिए, कदम मोटर के सुचारू संचालन के लिए घुमावदार वर्तमान की सटीकता नियंत्रण बहुत महत्वपूर्ण है।
यांत्रिक प्रणालियों में, दो समस्याएं हैं जो वर्तमान नियंत्रण को गलत कर सकती हैं:
स्थिति नियंत्रण के लिए कम गति के संचालन या स्टेपर मोटर के मामले में, प्रत्येक उपधारा मोटर के चरणों की संख्या गलत है, जिसके परिणामस्वरूप गलत स्थिति है।
उच्च गति पर, सिस्टम nonlinearity अल्पकालिक मोटर गति परिवर्तन का कारण बन सकता है, जिससे टोक़ अस्थिर होता है और मोटर शोर और कंपन बढ़ जाता है।
PWM नियंत्रण और वर्तमान क्षय मोड (DecayMode)
अधिकांश स्टेपर मोटर ड्राइव आईसीएस PWM वर्तमान विनियमन को प्राप्त करने के लिए स्टेपर मोटर वाइंडिंग्स की प्रेरण विशेषताओं पर भरोसा करते हैं। पीडब्लूएम नियंत्रण शुरू होने के साथ-साथ प्रत्येक वाइंडिंग के अनुरूप बिजली MOSFETs से बना एच-ब्रिज सर्किट के माध्यम से, बिजली की आपूर्ति वोल्टेज को मोटर वाइंडिंग पर लागू किया जाता है, जिससे ड्राइव चालू होता है। एक बार जब करंट सेट वैल्यू पर पहुंच जाता है, तो एच-ब्रिज कंट्रोल स्टेट को स्विच कर देता है, जिससे आउटपुट करंट घट जाता है। एक निश्चित समय के बाद, एक नया पीडब्लूएम चक्र फिर से शुरू होगा और एच-ब्रिज फिर से कॉइल करंट उत्पन्न करेगा।
इस प्रक्रिया को घुमावदार धारा के बढ़ने और गिरने का कारण दोहराया जाता है। वर्तमान नमूनाकरण और राज्य नियंत्रण के माध्यम से, प्रत्येक खंड के शिखर वर्तमान मूल्य को समायोजित और नियंत्रित किया जा सकता है।
अपेक्षित चरम वर्तमान तक पहुंचने के बाद, एच-ब्रिज ड्राइव वाइंडिंग के वर्तमान क्षीणन को नियंत्रित करने के दो तरीके हैं:
शॉर्ट-सर्कुलेटिंग वाइंडिंग (कम या ऊँची तरफ MOSFET चालू करते समय), करंट धीरे-धीरे कम हो जाता है।
एच-पुल प्रवाहकत्त्व को उलट देता है, या करंट को MOSFET के बॉडी डायोड से प्रवाहित करने की अनुमति देता है, और करंट तेजी से निकलता है।
