سٹیپر موٹرز

سٹیپر موٹر ایک الیکٹرو مکینیکل ڈیوائس ہے جو برقی سگنلز کو شافٹ کی مجرد کونیی حرکات میں تبدیل کرتی ہے۔ سٹیپر موٹرز کا استعمال مشینوں کے کام کرنے والے اداروں کو حرکت کے اختتام پر اپنی پوزیشن کو درست کرکے سختی سے خوراک کی حرکت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

سٹیپر موٹرز ایکچیویٹر ہیں جو مقررہ کونیی حرکتیں (قدم) فراہم کرتی ہیں۔ روٹر زاویہ میں کوئی بھی تبدیلی ان پٹ پلس پر سٹیپر موٹر کا ردعمل ہے۔

ایک مجرد الیکٹرک سٹیپر موٹر ڈرائیو کو قدرتی طور پر ڈیجیٹل کنٹرول ڈیوائسز کے ساتھ ملایا جاتا ہے، جو اسے ڈیجیٹل طور پر کنٹرول شدہ میٹل کٹنگ مشینوں، صنعتی روبوٹس اور ہیرا پھیری میں، گھڑی کے طریقہ کار میں کامیابی کے ساتھ استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ایک سلسلہ کا استعمال کرتے ہوئے ایک مجرد الیکٹرک ڈرائیو کو بھی لاگو کیا جا سکتا ہے۔ غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹرز، جو خصوصی کنٹرول کی وجہ سے قدم موڈ میں کام کرسکتا ہے۔

سٹیپر موٹرز الیکٹرک ڈرائیوز میں ایک واٹ کے ایک حصے سے کئی کلو واٹ تک کی طاقت کے ساتھ استعمال ہوتی ہیں۔ایک مجرد الیکٹرک ڈرائیو کے پاور سکیل کی توسیع سیریز کے غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹرز کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی جا سکتی ہے، جو کہ مناسب کنٹرول کی وجہ سے سٹیپ موڈ میں کام کر سکتی ہیں۔

ہر قسم کی سٹیپر موٹرز کے آپریشن کا اصول مندرجہ ذیل ہے۔ الیکٹرانک سوئچ کی مدد سے، وولٹیج کی دالیں پیدا ہوتی ہیں، جو سٹیپر موٹر کے سٹیٹر پر واقع کنٹرول کوائلز کو کھلائی جاتی ہیں۔

کنٹرول کنڈلی کے اتیجیت کی ترتیب پر منحصر ہے، مقناطیسی میدان میں ایک یا دوسری مجرد تبدیلی موٹر کے آپریٹنگ گیپ میں ہوتی ہے۔ سٹیپر موٹر کے کنٹرول کنڈلی کے مقناطیسی میدان کے محور کی کونیی نقل مکانی کے ساتھ، اس کا روٹر مقناطیسی میدان کے بعد مجرد طور پر گھومتا ہے۔ روٹر کی گردش کا قانون کنٹرول دالوں کی ترتیب، ڈیوٹی سائیکل اور فریکوئنسی کے ساتھ ساتھ سٹیپر موٹر کی قسم اور ڈیزائن کے پیرامیٹرز سے طے ہوتا ہے۔

ایک سٹیپر موٹر کے آپریشن کے اصول (روٹر کی مجرد حرکت حاصل کرنا) کو دو فیز سٹیپر موٹر کے سادہ ترین سرکٹ کی مثال استعمال کرتے ہوئے سمجھا جائے گا (تصویر 1)۔

چاول۔ 1. ایک فعال روٹر کے ساتھ سٹیپر موٹر کا آسان خاکہ

سٹیپر موٹر میں واضح طور پر متعین سٹیٹر پولز کے دو جوڑے ہوتے ہیں جن پر ایکسائٹیشن (کنٹرول) وائنڈنگز واقع ہوتی ہیں: ٹرمینلز 1H — 1K کے ساتھ 3 وائنڈنگ اور ٹرمینلز 2H — 2K کے ساتھ وائنڈنگ 2۔ ہر وائنڈنگ سٹیٹر 1 SM کے مخالف کھمبوں پر واقع دو حصوں پر مشتمل ہے۔

زیر غور اسکیم میں روٹر ایک دو قطبی مستقل مقناطیس ہے۔کنڈلی ایک کنٹرول ڈیوائس سے دالوں سے چلتی ہیں جو ان پٹ کنٹرول دالوں کے سنگل چینل کی ترتیب کو ملٹی چینل میں تبدیل کرتی ہے (سٹیپر موٹر کے مراحل کی تعداد کے مطابق)۔

ایک سٹیپر موٹر کے آپریشن پر غور کریں، یہ فرض کرتے ہوئے کہ ابتدائی لمحے میں وولٹیج کوائل 3 پر لاگو کیا جاتا ہے۔ اس کوائل میں کرنٹ عمودی طور پر واقع قطبوں N اور 8 کو مقناطیسی کر دے گا۔ مستقل کے ساتھ مقناطیسی میدان کے تعامل کے نتیجے میں روٹر کا مقناطیس، مؤخر الذکر ایک توازن کی پوزیشن پر قبضہ کرے گا جس میں اسٹیٹر اور روٹر کے مقناطیسی فیلڈز کے محور ایک جیسے ہیں۔

پوزیشن مستحکم ہوگی کیونکہ روٹر پر عمل کرنے والا ایک ہم آہنگی والا لمحہ ہے جو روٹر کو توازن کی پوزیشن پر واپس کرتا ہے: M = Mmax x sinα،

جہاں M.max — زیادہ سے زیادہ لمحہ، α — اسٹیٹر اور روٹر کے مقناطیسی میدانوں کے محور کے درمیان کا زاویہ۔

جب کنٹرول یونٹ وولٹیج کو کوائل 3 سے کوائل 2 میں تبدیل کرتا ہے، تو افقی قطبوں کے ساتھ ایک مقناطیسی میدان پیدا ہوتا ہے، یعنی سٹیٹر مقناطیسی میدان سٹیٹر فریم کے ایک چوتھائی کے ساتھ ایک مجرد گردش کرتا ہے۔ اس صورت میں، اسٹیٹر اور روٹر کے محوروں کے درمیان انحراف کا زاویہ α = 90 ° ظاہر ہوگا اور زیادہ سے زیادہ ٹارک Mmax روٹر پر کام کرے گا۔ روٹر ایک زاویہ α = 90 ° سے گھومے گا اور ایک نئی مستحکم پوزیشن لے گا۔ اس طرح، سٹیٹر فیلڈ کی سٹیپنگ موشن کے بعد، موٹر کا روٹر مرحلہ وار حرکت کرتا ہے۔

سٹیپر موٹر کے آپریشن کا بنیادی موڈ متحرک ہے۔ سٹیپر موٹرز، ہم وقت ساز موٹرز کے برعکس، کو اس لیے ڈیزائن کیا گیا ہے کہ وہ تعطل اور جبری برقی بریک سے ہم آہنگی میں داخل ہوں۔اس کی بدولت، سٹیپر الیکٹرک ڈرائیو سٹارٹ، سٹاپ، ریورس اور کنٹرول پلس کی ایک فریکوئنسی سے دوسری میں منتقلی فراہم کرتی ہے۔

سٹیپر موٹر کا آغاز ان پٹ سگنل کی فریکوئنسی میں صفر سے آپریٹنگ ون تک اچانک یا بتدریج اضافے سے ہوتا ہے، سٹاپ صفر کو کم کر کے ہوتا ہے، اور الٹا سٹیپر موٹر کی ونڈنگ کے سوئچنگ ترتیب کو تبدیل کر کے ہوتا ہے۔

سٹیپر موٹرز مندرجہ ذیل پیرامیٹرز کی طرف سے خصوصیات ہیں: مراحل کی تعداد (کنٹرول کنڈلی) اور ان کے کنکشن سکیم، سٹیپر موٹر کی قسم (ایکٹو یا غیر فعال روٹر کے ساتھ)، سنگل روٹر سٹیپ (ایک پلس کے ساتھ روٹر کی گردش کا زاویہ )، برائے نام پاور سپلائی وولٹیج، زیادہ سے زیادہ جامد وقت کا لمحہ، ریٹیڈ ٹارک، جڑتا کا روٹر لمحہ، ایکسلریشن فریکوئنسی۔

سٹیپر موٹرز ایکٹو یا غیر فعال روٹر کے ساتھ سنگل فیز، دو فیز اور ملٹی فیز ہیں۔ سٹیپر موٹر کو الیکٹرانک کنٹرول یونٹ کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ سٹیپر موٹر کنٹرول سکیم کی ایک مثال تصویر 2 میں دکھائی گئی ہے۔

چاول۔ 2. ایک اوپن لوپ سٹیپر موٹر الیکٹرک ڈرائیو کا فنکشنل ڈایاگرام

وولٹیج دالوں کی شکل میں ایک کنٹرول سگنل بلاک 1 کے ان پٹ کو فراہم کیا جاتا ہے، جو دالوں کی ترتیب کو تبدیل کرتا ہے، مثال کے طور پر، یونی پولر دالوں کے چار فیز سسٹم میں (سٹیپر موٹر کے مراحل کی تعداد کے مطابق) .

بلاک 2 یہ دالیں سوئچ 3 کے نارمل آپریشن کے لیے ضروری مدت اور طول و عرض کے حوالے سے پیدا کرتا ہے، جس کے آؤٹ پٹس سے سٹیپر موٹر 4 کے وائنڈنگ منسلک ہوتے ہیں۔ سوئچ اور دیگر بلاکس براہ راست کرنٹ سورس سے چلتے ہیں۔ 5۔

ایک مجرد ڈرائیو کے معیار کے لیے بڑھتے ہوئے تقاضوں کے ساتھ، ایک سٹیپر الیکٹرک ڈرائیو (تصویر 3) کا ایک بند سرکٹ استعمال کیا جاتا ہے، جس میں ایک سٹیپر موٹر کے علاوہ، ایک کنورٹر P، ایک کمیوٹیٹر K اور ایک سٹیپ سینسر DSh شامل ہوتا ہے۔ اس طرح کی مجرد ڈرائیو میں، ورکنگ میکانزم RM کے شافٹ کی اصل پوزیشن اور سٹیپر موٹر کی رفتار کے بارے میں معلومات خودکار ریگولیٹر کے ان پٹ کو فراہم کی جاتی ہیں، جو ڈرائیو کی حرکت کی سیٹ نوعیت فراہم کرتی ہے۔

چاول۔ 3. بند لوپ ڈسکریٹ ڈرائیو کا فنکشنل ڈایاگرام

جدید مجرد ڈرائیو سسٹم مائیکرو پروسیسر کنٹرول استعمال کرتے ہیں۔ سٹیپر موٹر ڈرائیوز کے لیے ایپلی کیشنز کی رینج مسلسل پھیل رہی ہے۔ ویلڈنگ مشینوں، ہم وقت ساز آلات، ٹیپ اور ریکارڈنگ کے طریقہ کار، اندرونی دہن کے انجنوں کے لیے ایندھن کی فراہمی کے کنٹرول کے نظام میں ان کا استعمال امید افزا ہے۔

سٹیپر موٹرز کے فوائد:

• اعلی درستگی، یہاں تک کہ ایک اوپن لوپ ڈھانچے کے ساتھ، یعنی اسٹیئرنگ اینگل سینسر کے بغیر؛

• ڈیجیٹل مینجمنٹ ایپلی کیشنز کے ساتھ مقامی انضمام؛

• مکینیکل سوئچز کی کمی جو اکثر دوسری قسم کے انجنوں کے ساتھ مسائل کا باعث بنتی ہے۔

سٹیپر موٹرز کے نقصانات:

• کم ٹارک، لیکن مسلسل ڈرائیو موٹرز کے مقابلے؛

• محدود رفتار؛

• ہلکی حرکت کی وجہ سے کمپن کی اعلی سطح؛

• اوپن لوپ سسٹمز میں دالوں کے نقصان کے ساتھ بڑی غلطیاں اور دوغلے۔

سٹیپر موٹرز کے فوائد ان کے نقصانات سے کہیں زیادہ ہیں، لہذا وہ اکثر ایسے معاملات میں استعمال ہوتے ہیں جہاں ڈرائیو ڈیوائسز کی چھوٹی طاقت کافی ہوتی ہے۔

مضمون میں کتاب Daineko V.A.، Kovalinsky A.I. کے مواد کا استعمال کیا گیا ہے۔ زرعی اداروں کے برقی آلات۔