مشخصات این فایل
عنوان: موتور پله‌ای مشخصه های اساسی آن
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 52
این مقاله درمورد موتور پله‌ای مشخصه های اساسی آن می باشد.
خلاصه آنچه در مقاله موتور پله‌ای مشخصه های اساسی آن می خوانید :
ساخت موتورهای پله‌ای
اکثر موتورهای پله‌ای ساخته شده از سال 1980 تا کنون از نوع موتورهای هیبرید یا دندانه پنجه ای می باشند. هر دو نوع از آهنرباهای دائمی استفاده می کنند. موتور پله‌ای هیبرید بطور ویژه دارای درجه آزادی بالایی در طراحی (یعنی اندازه، زاویه پله، و تعداد فاز) می باشد و به دقت تعیین موقعیت بالایی دست می یابد. در این فصل، طراحی واقعی و فرآیند ساخت این نوع موتور را ارائه خواهیم کرد. کارخانه مورد اشاره در متن، کارخانه Aoki زیر مجموعه Sanyo Denki می باشد، که منحصراً موتورهای پله‌ای هیبرید تولید می کند.
1-7- اساس طراحی و ساخت
همانطور که در فصل 3 اشاره شد، موتورهای پله‌ای در اوایل دهه 1970 بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. در مقایسه با امروز، فرآیند ساخت آنها از جنبه های مختلف متفاوت بود.
1-1-7- فلسفه طراحی کارخانه
کارخانه دارای دو طبقه (هر طبقه با مساحت 6000 مترمربع) می باشد؛ طبقه پایینی شامل ابزارهای ماشین سنگین همچون پرس ها، ماشین های NC، ماشین های تراش خودکار می شود، در حالیکه طبقه بالا محل سیم پیچی کلاف، نصب، بازرسی، و خطوط انتقال می باشد، که شامل نیمه دوم فرآیند می شود. با اینکه خط تولید با بررسی سریع و عجولانه ممکن است نامنظم بنظر آید، در واقع تحت برنامه مدیریتی بسیار هماهنگی عمل می کند. در زیر فرآیندهای طراحی و ساخت را برای تولید مدل‌های گوناگون بررسی خواهیم کرد.
دو روش برای ساخت موتورها وجود دارد: اکثر فرآیندهای تولید یا تمامی آنها را می توان در داخل کارخانه انجام داد، همانند کارخانه Aoki، یا ساخت قطعات خاصی را بتوان با قرارداد به دیگر شرکت های موجود در منطقه واگذار کرد. با اینکه انتخاب روش ساخت یک تصمیم مدیریتی است روش اول از یک دیدگاه مهندسی ترجینح داده می شود. از این طریق، نه تنها بهبود کیفیت تولید با داشتن کنترل مستقیم روی ساخت تمام قسمت های موتور امکان پذیر است، بلکه مهارت کسب شده در ساخت برای کارخانه ارزشمند می باشد.
2-1-7- تولید انبوه و تولید گروهی
ترتیب خط تولید بسته به حجم تولید متفاوت خواهد بود. به این معنی که باید سطح متناسب مکانیزاسیون و اتوماسیون تعیین شود، و سپس بایستی تصمیم به چگونگی ساخت هسته روتور و استاتور و انتخاب نوع ماشین سیم پیچی کلاف گرفته شود. بطور کلی، فرآیندهای تولید را می توان بر حسب حجم خروجی آنها به تولید انبوه و تولید گروهی تقسیم کرد. در روش دوم، گروههای کوچکی از مدل های گوناگون ساخته می شوند. اغلب ماشین های نیمه خودکار در تولید گروهی بکار برده می شوند.
بطور خاص، خطوط تولید انبوه آنهایی هستند که خروجی آنها بیش از 10000 واحد در ماه است: این رقم تعداد کل موتورهای تولید شده از قالب یکسانی را نشان می دهد. سپس در مرحله سیم پیچی کلاف تغییرات زیادی انجام می گیرد، که منجر به تولید انبوه انواع زیادی از موتورها می شود. خط تولید بسیار خودکار است و معمولاً روزانه دو یا سه شیفت کار می کند. با اینکه تجهیزات تولید انبوه گران قیمت می‌باشند و در مرحله نصب به برنامه ریزی نیاز دارند، به هنگام کار هزینه به ازای هر واحد تولید بطور قابل توجهی کاهش می یابد.
2-7- طراحی
در کارخانه، مدل های کاتالوگی استاندارد و موتورها که هر دو برای تامین خواسته‌های مشتریان (یعنی سفارشی) طراحی شده اند تولید می شوند. در زیر چگونگی طراحی موتورهای سفارشی را توصیف خواهیم کرد.
1-2-7- تعیین مشخصات نهایی
هنگامیکه باید براساس مشخصات جدید تصمیم گیری شود، در مرحله پیش- ساخت طراحی و ساخت پیش نمونه لازم می باشد. اساساً سه فرآیند زیر برای تعیین مشخصات وجود دارد.
1. مشتری تمامی مشخصات (شکل و ابعاد بیرونی، گشتاور نگهدارنده زاویه پله، گشتاور چنته، دقت موقعیت، ولتاژ نامی، مقاومت و اندوکتانس سیم پیچی، نوع عایق‌بندی) را ارائه می کند. سپس سازنده جزئیات ساخت را تعیین می کند: جزئیات استاتور/ روتور، آهنربا، مواد عایق، و نوع سیم پیچی.
2. مشتری گشتاور چنته را از بارگذاری و شرایط کار محاسبه می کند، و روی مشخصات ظاهر بیرونی، ابعاد، و گشتاور چنته موتور تصمیم می گیرد. مشخصات دیگر بعد از ارزیابی های مدل نمونه تعیین می شوند.
3. مشتری بارگذاری و شرایط کار را مشخص می کند. سپس سازنده انتخاب اساسی موتور را انجام می دهد، که بعد از آن مشخصات دقیق تعیین می شوند.
در حالت 1، مشتری باید آگاهی دقیقی از موتورهای پله‌ای داشته باشد. عموماً اکثر سفارشات به حالت 2و3 مربوط می شوند (یعنی آزمایش و ارزیابی تولیدات نمونه تحت شرایط مختلف).
عناوین معمول مشخصات در زیر فهرست شده اند:
مشخصات الکتریکی
- تعداد فازها
- ولتاژ سیم پیچی
- مقاومت/ اندوکتانس سیم پیچی
- گشتاور نگهدارنده
- گشتاور چنته سنکرون
- نرخ چرخش ماکزیمم
- دقت موقعیت
- افزایش دما
- ولتاژ منبع تغذیه و مدار درایور
مشخصات مکانیکی
- طول و شکل محور (شکاف، مسیر اصلی، و غیره)
- طول موتور
- شکل صفحه اتصال
- طول سیم هدایت
- نوع اتصال دهنده
ساختار ظریف دندانه استاتور و روتور مولفه مهم موتور پله‌ای را در بر دارد: آرایش و شکل دندانه ها مشخصه های موتور را تعیین می کنند در حالیکه ابعادشان دقت تعیین موقعیت را مشخص می کند. هسته های آهنی روتور و استاتور معمولاً از لایه‌های متورق فولاد سیلیکون ساخته شده اند. در اکثر موارد، طراحی مجدد قالب لزومی ندارد به این خاطر کارخانه انباری از قالب ها برای ساخت یک سری موتورهای استاندارد دارد. حتی اگر مشخصات با تولیدات استاندارد متفاوت باشند، در اکثر موارد هسته های استاتور و موتور را می توان از قالب های موجود ساخت. چون داده های طراحی که از قبل موجودند را می توان برای ساده کردن روند طراحی و برنامه ریزی تولید بکار گرفت، این مورد مناسب می باشد.
در اغلب موارد، نیازهای مشتری را می توان با انتخاب عرض پشته استاندارد ساخته شده از قالب های موجود، و با ایجاد تغییرات در سیم پیچی ها و عرض فاصله‌های هوایی برآورده کرد. طولهای فاصله هوایی استاندارد از 50 تا 60 هستند. با اینکه گشتاور نگهدارنده را می توان با کوتاه کردن طول فاصله هوایی به اندازه 10 به اندازه 10-5 درصد افزایش داد، این امر انتظارات سختگیرانه ای از کنترل فرآیند را موجب می شود. در اکثر موارد، برای برآورده کردن الزامات گشتاور معلوم باید از عرض های هسته غیر استاندارد استفاده شود. سپس این امر به موضوع انتخاب ابعاد کلی و فرآیند ساخت بهینه از دیدگاه اقتصادی مبدل می شود.
2-2-7- اهمیت مشخصات گشتاور نگهدارنده
تلرانس هر یک از مشخصات الکتریکی و مکانیکی مذکور بایستی معین باشد. در میان آنها، گشتاور نگهدارنده از همه مهم تر است. در حالیکه گشتاورهای چنته برای سرعت های مختلف پارامترهایی هستند که در واقع می خواهیم کنترل کنیم، تا وقتی که ساختار اساسی موتور یکسان است بسیار به گشتاور نگهدارنده همبسته هستند. پس اندازه گیری های گشتاور نگهدارنده را اغلب می توان جایگزین اندازه گیری های گشتاور چنته کرد. از اینرو، در آزمایش های نمونه، با ارائه موتورهایی به مشتری که دارای گشتاورهای نگهدارنده برابر با مقدار x و مقادیر ماکزیمم و مینیمم (یعنی تلرانس) معلوم هستند، تخمین پراکندگی عملکرد یک وسیله کاربردی ممکن است.
گشتاور نگهدارنده با (1) ساختار موتور (ترکیب مقطعی هسته های روتور و استاتور، عرض پشته، و نوع آهنربا) و (2) نیرو محرکه مغناطیسی (آمپر- دور) و طول فاصله هوایی معین می شود. مشکلی جدی در مورد عرض پشته نشان داده شده در شکل 2-9، وجود دارد. در یک موتور تک آهنربایی، عرض پشته روتور و گشتاور همانطور که در شکل (a) 2-9 نشان داده شده به هم مربوط هستند: گشتاور به پایداری می رسد و درعرض پشته مشخصی ثابت باقی می ماند. این بخاطر محدود بودن شار مغناطیسی آهنربای دائمی است. از اینرو، اگر قطر بیرونی روتور ثابت باشد، برای افزایش گشتاور نگهدارنده به ساختار دو یا سه ردیفی نیاز می باشد. برای مورد (2) در بالا، آمپر- دورها از روی تعداد دورها و جریان نامی تعیین می شوند، پس عرض فاصله هوایی عامل مهم موثر بر گشتاور نگهدارنده می باشد. در واقع، کنترل فاصله هوایی را می توان بعنوان مهم ترین موضوع در تولید موتور پله‌ای در نظر گرفت.
هنگامیکه مشخصات معین شدند، بایستی در تولید انبوه بشدت رعایت شوند.
3-2-7- اهمیت دقت تعیین موقعیت
دقت تعیین موقعیت و قابلیت اطمینان بالایی برای موتور پله‌ای حرکت دهنده هد مغناطیسی در یک درایو دیسک سخت ضروری است. برای حصول به این امر هسته‌های استاتور و روتور طوری طراحی شده اند که منحنی ، بررسی شده در بخش 1-6،تا حد ممکن به منحنی سینوسی کامل نزدیک باشند. قالب های بکار رفته در ساخت این هسته ها باید دقت بسیار بالایی داشته باشند و بدقت ماشینکاری شوند. بعلاوه، سطح داخلی استاتور باید برای رسیدن به گردی بالا ماشینکاری شود، و سوراخکاری در دندانه های روتور و استاتور باید کمترین باشد. بعلاوه، نیاز به معیارهایی برای اجتناب از جابجایی های مکانیکی غیرقابل برگشت ناشی از تغییرات دما می باشد.
کاربردهای زیادی که به دقت تعیین مکان بالایی نظیر وسایل دیسک سخت نیازمند باشند وجود ندارد. با رسیدن به تعیین موقعیت دقیق در هر کاربردی، می توان تغییرات گشتاور نگهدرانده بین فازها را در حداقل نگه داشت که منجر به عملکرد پایدار وسیله بکار گیرنده موتور پله ای می شود.
....
بخشی از فهرست مطالب مقاله موتور پله‌ای مشخصه های اساسی آن
1-3- موتور پله‌ای چیست و مشخصه های اساسی آن کدامند؟
2-3- تاریخچه ابتدایی موتورهای پله‌ای
1- ساختار دندانه ای برای به حداقل رساندن
زاویه پله
تولید گشتاوری بزرگ از یک ساختار
ساندویچی.
3-3- فعالیتهای دانشگاهی
4- طرح کلی موتورهای پله‌ای مدرن
1-4- سیستم های کنترل حلقه- باز
1-1-4- ترکیب سیستم
2-1-4- پله و نمو
2-4- ویژگی‌های موتورهای پله‌ای از نقطه نظر کاربرد
2-2-4- گشتاور بازیابی و نگهدارنده بالا
3-2-4- خطای تعیین موقعیت جمع ناپذیر
1. خطای موقعیت پله.
3-4- طبقه بندی موتورهای پله‌ای
4-4- روش های تحریک
1-4-4- تحریک تکفاز
2-4-4- عملکرد تحریک دو فاز
3-4-4- روش نیم پله
5- سیستم درایو و مدار کنترل حلقه- باز موتورهای پله‌ای
1-5- سیستم درایو
6- کاربرد موتورهای پله‌ای
1-6- لوازم جانبی کامپیوتر
3-1-6- تمایلات جدید به موتورهای پله‌ای خطی/ سطحی
4-1-6- درایوهای دیسک سخت/ فلاپی
7- ساخت موتورهای پله‌ای
1-7- اساس طراحی و ساخت
2-1-7- تولید انبوه و تولید گروهی
2-7- طراحی
مشخصات الکتریکی
مشخصات مکانیکی
3-2-7- اهمیت دقت تعیین موقعیت
صفحه کلید
دانلود مقاله موتور پله‌ای مشخصه های اساسی آن
