Home Pic in Greek Παραδείγματα χρήσης Pic Οδήγηση βηματικού κινητήρα Αρχή λειτουργίας βηματικών κινητήρων


 

Αρχή λειτουργίας βηματικών κινητήρων

 
Υπάρχουν αρκετοί τύποι βηματικών κινητήρων (motor), όπως μονοπολικοί, διπολικοί, μονοφασικοί, πολυφασικοί, κ.λ.π
Μονοφασικοί βηματικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται αρκετά σε ρολόγια quartz.



Στους βηματικούς κινητήρες τύπου PM υπάρχει ένας μόνιμος μαγνήτης που λέγεται ρότορ, και πηνία στο σώμα του κινητήρα που λέγεται στάτορ. Στο σχήμα αριστερά, βλέπετε ένα τετραπολικό βηματικό κινητήρα του οποίου το βήμα είναι 90 μοίρες.

Στους τετραπολικούς κινητήρες, κάθε δύο απέναντι πηνία λειτουργούν σαν ζευγάρια. Δηλαδή το πηνίο και το πηνίο   όπως και το    με το    λειτουργούν ταυτόχρονα με ανάποδη όμως μαγνητική ροή. Για παράδειγμα τα πηνία και βρίσκονται στον κάτω και επάνω πόλο, και είναι τοποθετημένα έτσι ώστε όταν περάσει ρεύμα από μέσα τους να παράγουν αντίθετη μαγνητική ροή. Το ίδιο ισχύει και για τα άλλα δύο πηνία και .

Η περιστροφή του κινητήρα, γίνεται με την ροή ρεύματος μέσα από τα πηνία , , και .  
Η ταχύτητα περιστροφής όπως και η φορά, ελέγχονται με συνδυασμό παλμικών ρευμάτων που ρέουν μέσα από τα δύο αυτά ζευγάρια πηνίων.



Δεξιόστροφη περιστροφή
Τα πηνία , , και οδηγούνται με τις ακόλουθες παλμοσειρές για κάθε βήμα.
Μοίρες ανά βήμα
0 1 0 1 0°
1 0 0 1 90°
1 0 1 0 180°
0 1 1 0 270°


"0" = Λογικό 0 - "1" = Λογικό 1




Αριστερόστροφη περιστροφή

Τα πηνία , , και οδηγούνται με τις ακόλουθες παλμοσειρές για κάθε βήμα.
Μοίρες ανά βήμα
0 1 0 1 0°
0 1 1 0 -90°
1 0 1 0 -180°
1 0 0 1 -270°


"0" = Λογικό 0 - "1" = Λογικό 1


Όπως φαίνεται από τις παραπάνω εικόνες, ο ρότορ μένει σταθερός ανάμεσα σε δύο πόλους του στάτορ. Όταν ένα ζευγάρι πηνίων του στάτορ, πάρει ρεύμα τότε δημιουργείται ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που επιδρά στον μόνιμο μαγνήτη του ρότορ, και παράγεται κίνηση του ρότορ κατά ένα βήμα.
Ένα χαρακτηριστικό των βηματικών κινητήρων είναι πως τα βήματα της κίνησης τους μπορούν να ελεγχθούν με μεγάλη ακρίβεια. Επίσης η ροπή που παρουσιάζουν είναι αρκετά μεγάλη έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα σταματήματος της περιστροφής σε οποιοδήποτε βήμα (γωνία).


Ο βηματικός κινητήρας του παραδείγματος μας είναι 48 βημάτων (Steps) και κάθε βήμα του ισούται με 7.5° μοίρες.
Ο τρόπος οδήγησης (περιστροφής), είναι ίδιος όπως προαναφέρθηκε, δηλαδή με εφαρμογή παλμορευμάτων στα πηνία , , και .

Στον πίνακα που ακολουθεί μπορείτε να δείτε το συνδυασμό που πρέπει να εφαρμοστεί ατά πηνία για κάθε βήμα δεξιόστροφης περιστροφής.

 

Μοίρες ανά βήμα
0 1 0 1 0.0°
1 0 0 1 7.5°
1 0 1 0 15.0°
0 1 1 0 22.5°
0 1 0 1 30.0°
1 0 0 1 37.5°
1 0 1 0 45.0°
0 1 1 0 52.5°
0 1 0 1 60.0°
1 0 0 1 67.5°
1 0 1 0 75.0°
0 1 1 0 82.5°
0 1 0 1 90.0°
1 0 0 1 97.5°
1 0 1 0 105.0°
0 1 1 0 112.5°
0 1 0 1 120.0°
1 0 0 1 127.5°
1 0 1 0 135.0°
0 1 1 0 142.5°
0 1 0 1 150.0°
1 0 0 1 157.5°
1 0 1 0 165.0°
0 1 1 0 172.5°
Μοίρες ανά βήμα
0 1 0 1 180.0°
1 0 0 1 187.5°
1 0 1 0 195.0°
0 1 1 0 202.5°
0 1 0 1 210.0°
1 0 0 1 217.5°
1 0 1 0 225.0°
0 1 1 0 232.5°
0 1 0 1 240.0°
1 0 0 1 247.5°
1 0 1 0 255.0°
0 1 1 0 262.5°
0 1 0 1 270.0°
1 0 0 1 277.5°
1 0 1 0 285.0°
0 1 1 0 292.5°
0 1 0 1 300.0°
1 0 0 1 307.5°
1 0 1 0 315.0°
0 1 1 0 322.5°
0 1 0 1 330.0°
1 0 0 1 337.5°
1 0 1 0 345.0°
0 1 1 0 352.5°