سٹیپر موٹر کنٹرول

الیکٹرک موٹرز برقی توانائی کو مکینیکل انرجی میں تبدیل کرتی ہیں، اور جیسا کہ سٹیپر موٹرز کا تعلق ہے، وہ برقی تحریکوں کی توانائی کو روٹر کی روٹری حرکتوں میں تبدیل کرتے ہیں۔ ہر نبض کے عمل سے پیدا ہونے والی حرکت کو اعلیٰ درستگی کے ساتھ شروع کیا جاتا ہے اور دہرایا جاتا ہے، جس سے بال موٹرز کو ان آلات کے لیے موثر ڈرائیو بنایا جاتا ہے جن کے لیے درست پوزیشننگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

مستقل مقناطیس سٹیپر موٹرز میں شامل ہیں: ایک مستقل مقناطیس روٹر، سٹیٹر وائنڈنگز اور مقناطیسی کور۔ توانائی کے کنڈلی مقناطیسی شمالی اور جنوبی قطبیں بناتے ہیں جیسا کہ دکھایا گیا ہے۔ سٹیٹر کا متحرک مقناطیسی میدان روٹر کو ہر وقت اس کے ساتھ سیدھ میں آنے پر مجبور کرتا ہے۔ اس گھومنے والی مقناطیسی فیلڈ کو روٹر کو موڑنے کے لیے اسٹیٹر کوائلز کی سیریز کے جوش کو کنٹرول کرکے ٹیون کیا جاسکتا ہے۔

اعداد و شمار دو فیز موٹر کے لیے ایک عام اتیجیت کے طریقہ کار کا خاکہ دکھاتا ہے۔ فیز A میں دو سٹیٹر کنڈلیوں کو متحرک کیا جاتا ہے اور اس کی وجہ سے روٹر متوجہ اور مقفل ہو جاتا ہے کیونکہ مخالف مقناطیسی قطب ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔جب فیز A کی وائنڈنگز آف کر دی جاتی ہیں، فیز B کی وائنڈنگز آن کر دی جاتی ہیں، روٹر گھڑی کی سمت میں گھومتا ہے (انگریزی CW — گھڑی کی سمت، CCW — مخالف گھڑی کی سمت) 90 °۔

پھر فیز B بند ہو جاتا ہے اور فیز A آن ہو جاتا ہے، لیکن کھمبے اب اس کے بالکل برعکس ہیں جو وہ شروع میں تھے۔ یہ اگلے 90 ° موڑ کی طرف جاتا ہے۔ اس کے بعد فیز A کو بند کر دیا جاتا ہے، فیز B کو ریورس پولرٹی کے ساتھ آن کیا جاتا ہے۔ ان مراحل کو دہرانے سے روٹر 90° انکریمنٹ میں گھڑی کی سمت میں گھمائے گا۔

اعداد و شمار میں دکھایا گیا مرحلہ وار کنٹرول سنگل فیز کنٹرول کہلاتا ہے۔ سٹیپنگ کنٹرول کا ایک زیادہ قابل قبول طریقہ دو فیز ایکٹیو کنٹرول ہے، جہاں موٹر کے دونوں فیز ہمیشہ آن رہتے ہیں، لیکن ان میں سے ایک میں قطبیت بدل جاتی ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

یہ کنٹرول سٹیپر موٹر کے روٹر کو حرکت دینے کا سبب بنتا ہے تاکہ یہ مقناطیسی سرکٹ پروٹریشنز کے درمیان تشکیل شدہ شمالی اور جنوبی قطبوں کے مرکز میں ہر قدم کے ساتھ سیدھ میں آجائے۔ چونکہ دونوں مراحل ہمیشہ جاری رہتے ہیں، یہ کنٹرول طریقہ ایک فعال مرحلے کے ساتھ کنٹرول کے مقابلے میں 41.4% زیادہ ٹارک فراہم کرتا ہے، لیکن اس کے لیے دوگنا برقی طاقت درکار ہوتی ہے۔

آدھا قدم

ایک سٹیپر موٹر "نیم قدمی" بھی ہوسکتی ہے، پھر مرحلے کی منتقلی کے دوران ایک ٹرپنگ اسٹیج شامل کیا جاتا ہے۔ یہ پچ کے زاویہ کو نصف میں کاٹ دیتا ہے۔ مثال کے طور پر، 90 ° کی بجائے، ایک سٹیپر موٹر ہر «آدھے قدم» پر 45 ° گردش کر سکتی ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

لیکن ہاف سٹیپ موڈ دو فعال مراحل کے ساتھ سٹیپ کنٹرول کے مقابلے میں 15-30% کا ٹارک نقصان متعارف کراتا ہے، کیونکہ آدھے قدم کے دوران ایک وائنڈنگ غیر فعال رہتی ہے اور یہ بالآخر برقی مقناطیسی قوت کے نقصان کا باعث بنتا ہے، روٹر، یعنی نیٹ ٹارک کا نقصان۔

دوئبرووی کنڈلی

دو فیز سٹیپ کنٹرول دو قطب سٹیٹر وائنڈنگ کی موجودگی کو فرض کرتا ہے۔ ہر مرحلے کی اپنی ایک کنڈلی ہوتی ہے، اور جب کرنٹ کو کنڈلی کے ذریعے الٹ دیا جاتا ہے، تو برقی مقناطیسی قطبین بھی بدل جاتے ہیں۔ ابتدائی مرحلہ عام ہے۔ دو فیز ڈرائیور تصویر میں دکھایا گیا ہے. کنٹرول اسکیم کو ٹیبل میں دکھایا گیا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کنڈلیوں کے ذریعے کرنٹ کی سمت کو تبدیل کر کے مراحل میں مقناطیسی قطبیت کو کیسے تبدیل کرنا ممکن ہے۔

واحد قطب کنڈلی

کنڈلی کی ایک اور عام قسم یونی پولر کوائل ہے۔یہاں کنڈلی کو دو حصوں میں تقسیم کیا جاتا ہے اور جب کوائل کے ایک حصے کو توانائی ملتی ہے تو ایک قطب شمالی بنتا ہے، جب دوسرے حصے کو توانائی بخشی جاتی ہے تو ایک قطب جنوبی بن جاتا ہے۔ اس محلول کو یونی پولر کوائل کہا جاتا ہے کیونکہ کرنٹ کے لیے ذمہ دار برقی قطبیت کبھی تبدیل نہیں ہوتی۔ کنٹرول کے مراحل تصویر میں دکھائے گئے ہیں۔

یہ ڈیزائن ایک آسان الیکٹرانک بلاک استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ تاہم، بائی پولر کوائل کے مقابلے میں یہاں تقریباً 30% ٹارک ضائع ہو جاتا ہے کیونکہ کنڈلیوں میں آدھی تار بائپولر کوائل کے طور پر ہوتی ہے۔

دیگر جھکاؤ کے زاویے

چھوٹے پچ کے زاویے حاصل کرنے کے لیے، روٹر اور اسٹیٹر دونوں پر کھمبوں کی ایک بڑی تعداد کا ہونا ضروری ہے۔ 7.5° روٹر میں 12 قطبی جوڑے ہیں اور سٹیٹر مقناطیسی کور میں 12 پروٹریشنز ہیں۔ دو بوبن کان اور دو کنڈلی۔

یہ 7.5° کے ہر قدم کے لیے 48 کھمبے دیتا ہے۔ تصویر میں آپ سیکشن میں 4 قطب لگز دیکھ سکتے ہیں۔ یقیناً بڑی نقل مکانی حاصل کرنے کے لیے اقدامات کو یکجا کرنا ممکن ہے، مثال کے طور پر 7.5° کے چھ مراحل کے نتیجے میں روٹر کی گردش 45° ہوگی۔

درستگی

سٹیپر موٹرز کی درستگی 6-7% فی قدم ہے (جمع کیے بغیر)۔ 7.5° قدموں والی ایک سٹیپر موٹر ہمیشہ نظریاتی طور پر پیش گوئی کی گئی پوزیشن کے 0.5° کے اندر ہو گی، اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ پہلے ہی کتنے ہی قدم اٹھائے گئے ہیں۔ غلطی جمع نہیں ہوگی کیونکہ میکانکی طور پر ہر 360 ° کو قدم بہ قدم دہرایا جاتا ہے۔ بغیر بوجھ کے، ایک دوسرے کے نسبت سٹیٹر اور روٹر کے کھمبوں کی جسمانی پوزیشن ہر وقت یکساں رہے گی۔

گونج

سٹیپر موٹرز کی اپنی گونجنے والی فریکوئنسی ہوتی ہے کیونکہ وہ نظام کی طرح موسم بہار کے وزن کی ہوتی ہیں۔ جب تال موٹر کی قدرتی گونج کی فریکوئنسی کے برابر ہو تو، موٹر کے ذریعہ پیدا ہونے والے شور کو سنا جاسکتا ہے اور کمپن کو بڑھایا جاتا ہے۔

گونج کا نقطہ موٹر ایپلی کیشن، اس کے بوجھ پر منحصر ہے، لیکن عام طور پر گونج کی فریکوئنسی 70 سے 120 قدم فی سیکنڈ تک ہوتی ہے۔ بدترین صورت میں، اگر گونج میں چلا جائے تو موٹر کنٹرول کی درستگی کھو دے گی۔

نظام کی گونج کے مسائل سے بچنے کا ایک آسان طریقہ یہ ہے کہ تال کو گونج کے نقطہ سے دور تبدیل کیا جائے۔ آدھے یا مائیکرو سٹیپ موڈ میں، گونج کا مسئلہ کم ہو جاتا ہے کیونکہ رفتار بڑھنے کے ساتھ ہی گونج کا نقطہ ترک کر دیا جاتا ہے۔

ٹارک

سٹیپر موٹر کا ٹارک ایک فنکشن ہے: سٹیپ سپیڈ، سٹیٹر وائنڈنگ کرنٹ، موٹر کی قسم۔ ایک خاص سٹیپر موٹر کی طاقت کا تعلق بھی ان تین عوامل سے ہے۔ایک سٹیپر موٹر کا ٹارک رگڑ ٹارک اور جڑی ٹارک کا مجموعہ ہے۔

گرام فی سینٹی میٹر میں رگڑ ٹارک وہ قوت ہے جس کی ایک خاص تعداد کے وزن کو ایک لیور بازو کے ساتھ 1 سینٹی میٹر لمبے وزن کو منتقل کرنے کے لیے درکار ہوتی ہے۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ جیسے جیسے موٹر کے قدم کی رفتار بڑھ جاتی ہے، موٹر میں بیک ای ایم ایف ، یعنی موٹر سے پیدا ہونے والا وولٹیج بڑھ جاتا ہے۔ یہ اسٹیٹر وائنڈنگز میں کرنٹ کو محدود کرتا ہے اور ٹارک کو کم کرتا ہے۔