Merhaba arkadaşlar, Elektromekanik bir alet olan step motorlar hakkında kafanızda bir çok soru işareti olduğunu görür gibiyim.Bu soru işaretlerini giderebilmek için bu yazımızda “Step Motor Nedir”, “Avantajları ve Dezavantajları Nelerdir?”, “Step Motorlar Nasıl Çalışır”, “Step Motor Çeşitleri Nelerdir”, “Step Motorların Kullanım Alanları” ve “Step Motor Seçimi” başlıklarından bahsedeceğiz. İsterseniz vakit kaybetmeden neymiş Step motor beraber inceleyelim.
Step Motor Nedir?
Step motorlar, elektrik enerjisini dönme hareketi ile fiziksel enerjiye dönüştüren ve açısal konumu adımlar halinde değiştirebilen elektromekanik aletlerdir. Birçok çeşidi bulunan step motorlar, planlanan projelerin gerektirdiği özelliklerine göre birbirinden farklı amaçlara hizmet edebilmektedir.
Step Motor Nasıl Çalışır?
Elektronik anahtarlar aracılığı ile bobinlere enerji iletilir. Sonrasında rotor adı verilen kısım enerjiye sahip bobin mekanizmasının karşısında durur. Motorun ne kadar hareket ettirilmesi isteğine bağlı olarak bobinlere o kadar pals sinyalleri iletilir.
Herhangi bir sinyalde motorun yapacağı hareketin ne kadar olacağı motorun adım açısına bağlıdır. Adım açısı, motorun yapısına bağlı olarak 90° , 45° , 18° , 7.5° , 1.8° veya daha değişik açılarda olabilir.Örneğin 200 adımlık bir step motor,bir tam dönüşünde 200 adım yapar. Bu durumda bir adımın açısı 360/200 = 1.8 derecedir. Bu değer, step motorun hassasiyetinin bir göstergesidir. Bir turdaki adım sayısı yükseldikçe step motor hassasiyeti artar.
Doğrudan kumanda edilemediğinden dolayı step motorun kontrolünün sağlanması için step motor sürücüsünün kullanılması gereklidir. Motorun tork, hız ve pozisyon gibi değerlerinin kontrolünün sağlanması ve step motorun sürülmesi için bilgisayar ortamına step motor sürücüsü bağlanmalıdır.
Step Motor ile Servo Motorun Farkları
- Her iki motorun kontrol mekanizmaları farklıdır.
- Step motorlar açık çevrim, servo motorlar kapalı çevrim olarak çalışır.
- Servo motorların bakımı daha zordur.
- Step motorların kontrolü daha kolaydır.
- Servo motorlar performans açısından daha avantajlıdır.
- Step motorlar genel olarak geri beslemeye ihtiyaç duymazlar. Servo motorlar ise geri besleme kontrol sistemi ile çalışır.
Servo motor ile step motorun temel fark kontrol mekanizmalarının farklı olmasıdır. Step motorlar aşamalı olarak çalışır ve kontrolleri bu şekilde tamamlar. Step motorlar güç değerlerine uygun olarak çalıştırıldığı sürece konum kaybetmez.
Step motorlar, düşük hız, düşük ivmelenme ve düşük konum doğruluğuna ihtiyaç duyan projeler için daha uygun olacaktır.Servo motor ise yüksek hız, yüksek ivmelenme ve yüksek konum doğruluğu gerektiren projeler için doğru bir seçimdir.
Step Motorların Avantajları ve Dezavantajları
Avantajlar:
- Step motorların hareketlerinde pozisyon hatası yaşanmaz.
- Kontrolleri bilgisayar ve mikroişlemci ile sağlanabilmektedir.
- Mekanik basit bir yapıya sahip oldukları için bakımları kolaydır.
- Herhangi bir hata oluşturmadan çok kez çalıştırılabilirler.
Dezavantajlar:
- Step motorların adım açıları sabit olduğundan hareketleri sürekli değil darbelidir.
- Çok yüksek hızlarda kolaylıkla kontrol edilemezler.
- Step motorlarında elde edilebilecek güç ve moment sınırlıdır.
- Step motorlar, Servo motorlara göre daha karmaşık sürücü devrelerine ihtiyaç duyabilirler.
Step Motor Kullanım Alanları
Mikroişlemci teknolojilerin gelişmesi ve dijitalleşmenin artması ile birlikte step motorların kullanım alanları artış göstermiştir. Adım kontrolüne ihtiyaç duyulan tüm projelerde kullanılabilir.Kullanım alanlarını 3 sınıfa ayırmak istersek,
- Konumlandırma: Hassas tekrarlanabilir adımlarda hareket ettiğinden, 3D yazıcılar, CNC, Kamera platformları gibi hassas konumlandırma gerektiren uygulamalarda kullanılırlar. Bazı disk sürücüleri ayrıca okuma – yazma kafasını konumlandırmak için step motorları kullanır.
- Hız Kontrolü: Hassas hareket artışları,proses otomasyonu ve robotik için devir hızının kontrolünü sağlamada kullanırlar.
- Tork: Step motor düşük hızlarda maksimum torka sahiptir, bu nedenle yüksek hassasiyet ve düşük hız gerektiren uygulamalar için kullanılabilirler.
Step Motor Çeşitleri
Step motor türleri motorun iç yapısına bağlı olarak farklılık göstermektedir. Step motor çeşitleri aşağıdaki gibidir:
- İki fazlı step motorlar
- Unipolar step motorlar
- Bipolar step motorlar
- Sabit mıknatıslı step motorlar
- Değişken relüktanslı step motorlar
- Tek parçalı
- Çok parçalı
- Lineer step motorlar
- Hibrit step motorlar
- Hidrolik Step motorlar
Step Motor Seçimi
Step Motor Nedir? ve Servo Motorla arasındaki farkları incelediğimize göre seçim kısmına geçebiliriz.
->Daha sert dur kalk hareketleri için enkoderli step motor veya servo motor kullanılması tercih edilebilir. Seçilen step motorun Nm değeri dur kalk sertliğini arttırmaya yardımcı olur.
->Motorların fiyatlarını belirleyen özelliklerin en önemlisi step motorun türüdür. Step motorların fiyatlarını etkileyen diğer özellikler ise akımı,tutma torku, nema değeri gibi özellikler yer almaktadır. Projenizde istenilen gücü karşılaması için bunlara dikkat ederek step motor satın almalısınız.Step motor fiyatlarına buradan ulaşabilirsiniz.
->Step motor akım değerleri 0.17 Nm ile 40 Nm arasında değişmektedir. Nema değerlerine göre ise step motor nema 14, step motor nema 17, step motor nema 23, step motor nema 24, step motor nema 34, step motor nema 42 step motor nema 52. Flanş ölçüsüne göre nema değerleri de değişiklik göstermektedir.
Nema :Motor çerçeve boyutlarına göre US standardizasyonlarıdır. Motor boyutlarını değil ‘yüzey’ ölçüsü ile tanımlar. Örneğin bir NEMA 23 motoru yüzü ile uyuşan vida delikleri 2.3 x 2.3 inçtir.
Not: Motorun sadece büyük olması tork anlamında güçlü olduğu anlamına gelmez. Bir NEMA 14, NEMA 17 veya NEMA 23’ten çok daha güçlüde olabilir.
