أولا: المقدمة
يحتل محرك السائر، باعتباره نوعًا خاصًا من المحركات، مكانة مهمة في نظام التحكم الصناعي الحديث. إن طريقة التحكم الفريدة ومجموعة واسعة من التطبيقات تجعل محرك السائر مكونًا رئيسيًا في مجال التحكم الآلي. في هذه الورقة، سنبدأ من مبدأ التحكم في المحرك السائر،-ومناقشة متعمقة لمبدأ عمله وخصائصه وأمثلة تطبيقه في مجالات مختلفة، وذلك لتزويد القراء بفهم شامل ومتعمق-.
ثانيا. مبدأ التحكم في محرك السائر
محرك السائر هو نوع من إشارة النبض الكهربائية التي يتم تحويلها إلى إزاحة زاويّة أو إزاحة خطية للمحرك. يتضمن مبدأ التحكم الخاص به بشكل أساسي إدخال إشارات النبض والتحكم في تيار المحرك في جانبين.
إدخال إشارة النبض
يتم تشغيل دوران المحرك السائر عن طريق إدخال إشارات النبض. يمكن إنشاء إشارات النبض عن طريق دائرة تبديل أو إصدارها عن طريق جهاز كمبيوتر أو نظام تحكم آخر. يحدد تردد إشارة النبض السرعة التي يدور بها محرك السائر، بينما يحدد عدد إشارات النبض الزاوية التي يدور بها محرك السائر. عندما يتم إدخال إشارة نبضية إلى أحد ملفات الجزء الثابت لمحرك متدرج، يولد الملف مجالًا مغناطيسيًا. وفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي، سينتج هذا المجال المغناطيسي عزمًا على الجزء الدوار، مما يؤدي إلى دورانه بزاوية معينة. عندما لا يتم إدخال إشارة النبض، يختفي المجال المغناطيسي أيضًا ويتوقف الدوار عن الدوران. إذا تم إدخال إشارة النبض بشكل مستمر، فسيستمر محرك السائر في الدوران.
التحكم في محرك الأقراص الحالي
عادةً ما يتم تغليف ملف محرك السائر بمادة عازلة لمنع فقدان التيار. يتم التحكم في تيار القيادة من خلال تطبيق جهد مناسب على الملف الثابت للمحرك السائر. وفقا لقانون أوم، فإن نسبة التيار إلى الجهد تساوي مقاومة الملف. من خلال تغيير الجهد، يمكن التحكم في التيار في الملف، والذي بدوره يتحكم في سرعة الدوران وعزم دوران المحرك السائر. من الناحية العملية، غالبًا ما يتم استخدام المحرك للتحكم في تيار محرك السائر. يتلقى السائق إشارة نبضية خارجية وينقل الإشارة الحالية إلى الملف الثابت عبر مكبر الصوت الحالي. بالإضافة إلى ذلك، من خلال تغيير اتجاه التيار في الملف الثابت، يمكن تغيير اتجاه دوران محرك السائر.
ثالثا. خصائص المحركات السائر
يتميز محرك السائر بالميزات المهمة التالية:
التحكم الدقيق:يمكن للمحرك المتدرج تحقيق الإزاحة الزاوية الدقيقة أو التحكم في إزاحة الخط من خلال التحكم في تردد وعدد إشارات النبض.
استجابة عالية السرعة-:يستجيب محرك السائر بسرعة لإشارة النبض ويمكنه إكمال الإجراء بسرعة.
الاستقرار الجيد:محرك السائر مستقر أثناء التشغيل ولا يتأثر بسهولة بالتدخل الخارجي.
موثوقية عالية:هيكل محرك السائر بسيط، وعدد أقل من الأجزاء، لذلك فهو يتمتع بموثوقية عالية.
رابعا. أمثلة تطبيقية على محرك السائر
يستخدم المحرك المتدرج على نطاق واسع في مختلف المجالات بسبب طريقة التحكم الفريدة وخصائص الأداء الممتازة. فيما يلي العديد من أمثلة التطبيق النموذجية:
محرك الأقراص الناعمة
في ذاكرة القرص الناعم، يتم استخدام المحرك السائر لقيادة المغزل لتدوير القرص في غلاف القرص. في الوقت نفسه، يقوم المحرك المتدرج بتشغيل عربة الرأس المغناطيسي من خلال آلية النقل، مما يحول زاوية الخطوة إلى إزاحة الرأس المغناطيسي لقراءة وكتابة بيانات القرص. في كل خطوة من خطوات المحرك السائر، يتحرك الرأس المغناطيسي مسارًا واحدًا.
محرك الطابعة بالإبرة
في الطابعة الدبوسية، يتم استخدام محرك متدرج لدفع رأس الطباعة بحركة جانبية. يتم تحديد سرعة الخطوة لرأس الطباعة من خلال عدد نبضات المحرك في وحدة زمنية، ويؤدي تغيير سرعة الخطوة إلى تغيير درجة الطباعة. يستفيد هذا التطبيق بشكل كامل من التحكم الدقيق والاستجابة عالية السرعة للمحرك السائر.
سائق ماكينة تطريز بالكمبيوتر
يتم تطوير آلات التطريز المحوسبة على أساس آلات الخياطة المحوسبة. في آلات التطريز المحوسبة، تُستخدم المحركات السائرة لدفع الطاولة للحركة المستوية، مع مراقبة دوران محرك المغزل الذي يحرك إبرة التطريز للحركة لأعلى ولأسفل. من خلال التحكم في مسار وسرعة محرك السائر، يمكن تحقيق العديد من أنماط التطريز المعقدة.
الراسمة المحوسبة
تُستخدم المحركات المتدرجة على نطاق واسع في أجهزة الراسمة المحوسبة لأنها يمكنها تحويل النبضات بدقة إلى إزاحات زاوية أو خطية. من خلال التحكم في مسار وسرعة محرك السائر، يمكن للراسمة رسم منحنيات المسار المطلوبة على سطح مستو ضمن النطاق المسموح به بدقة.
معدات التصنيع
تُستخدم المحركات السائر أيضًا على نطاق واسع في معدات التشغيل كمحركات لدفع الأجزاء المتحركة الميكانيكية. عند استخدام التحكم في الحلقة المفتوحة-، تكون بنية النظام بسيطة ولها درجة معينة من دقة التحكم في الحركة.
خامسا الاستنتاج
باختصار، يلعب المحرك المتدرج دورًا مهمًا في نظام التحكم الصناعي الحديث من خلال التحكم الدقيق والاستجابة العالية للسرعة والاستقرار الجيد والموثوقية العالية. من خلال-الفهم المتعمق لمبدأ التحكم في المحركات المتدرجة وتحليل أمثلة التطبيقات، يمكننا إتقان استخدام المحركات المتدرجة وسيناريوهات التطبيق بشكل أفضل، وتقديم مساهمة أكبر في تطوير مجال التحكم في الأتمتة الصناعية.