Hibrit Adım Motoru

Hibrit Adım Motorunun Anlamı ve Çalışma Prensibi

"Hibrit" terimi, bir kombinasyon veya karışımı ifade eder. Hibrit Adım Motoru, Değişken Relütans Adım Motoru ve Daimi Manyetik Adım Motoru'nun özelliklerini birleştirir. Rotorun çekirdeğinde, eksenel daimi manyet vardır. Bu manyet, Kuzey (N) ve Güney (S) kutupları oluşturacak şekilde mıknatıslanmıştır, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi：

Eksenel manyetin her iki ucuna da uç kapları monte edilmiştir. Bu uç kaplar, manyet tarafından mıknatıslanan eşit sayıda dişeye sahiptir. Rotordan alınan iki uç kapa ait kesit görünümü aşağıda sunulmuştur:

Stator, her biri bir bobin ve S sayısı dişeye sahip 8 kutuba sahiptir. Toplamda stator üzerinde 40 diş var. Rotordan her uç kapa 50 diş bulunur. Stator ve rotor üzerindeki diş sayısının sırasıyla 40 ve 50 olması durumunda, adım açısı şu şekilde ifade edilebilir:

İşlem Mekaniği

Hibrit adım motorunda, rotordanın dişleri başlangıçta statorla mükemmel bir şekilde hizalanır. Ancak, rotordanın iki uç kapındaki dişler, kutup adımı yarısı kadar ötelemeli olarak yerleştirilmiştir. Merkezi daimi manyetin eksenel mıknatıslanması nedeniyle, sol ucu bulunan dişler güney kutbu olarak mıknatıslanırken, sağ ucu bulunan dişler kuzey kutbu olarak mıknatıslanır.

Motorun stator kutupları, elektriksel uyarılma için çiftler halinde yapılandırılır. Özellikle, 1, 3, 5 ve 7 numaralı kutuplardaki bobinler seri olarak bağlanarak faz A'yı, 2, 4, 6 ve 8 numaralı kutuplardaki bobinler ise seri olarak bağlanarak faz B'yi oluştururlar. Faz A pozitif akım ile enerjilendirildiğinde, stator kutupları 1 ve 5 güney kutbu, 3 ve 7 ise kuzey kutbu olur.

Motorun dönmesi, belirli bir faz uyarlama sırası ile hassas bir şekilde kontrol edilir. Faz A devre dışı bırakılıp faz B etkinleştirildiğinde, rotor saat yönünün tersine tam bir adım açısı olan 1.8° ile döner. Faz A'ya akım yönünü ters çevirerek (olumsuz akım ile enerjilendirerek) rotor aynı saat yönünün tersinde ek 1.8° ilerler. Sürekli dönme için, faz B olumsuz akım ile enerjilendirilmelidir. Böylece, saat yönünün tersine dönme için fazlar +A, +B, -A, -B, +B, +A, vb. sırada uyarlıdır. Tersine, saat yönünde dönme, +A, -B, +B, +A sırada tekrarlanarak elde edilir.

Önemli Avantajlar

Hibrit adım motorunun en belirgin özelliklerinden biri, güç kaybedildiğinde bile konumunu koruma yeteneğidir. Bu olay, daimi manyetin bir tutulum torku üretmesi nedeniyledir, bu da rotordanın yerinde kalmasını sağlar. Diğer önemli avantajlar şunlardır:

• Ince Çözünürlük: Küçük adım uzunluğu, yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalar için çok doğru konumlama sağlar.

• Yüksek Tork Çıkışı: Motor, ağır yükleri etkili bir şekilde sürükleyebilecek derecede tork üretebilir.

• Güç Kesildiğinde İstikrar: Enerjilenmemiş sarımlar olsa bile, tutulum torku rotordanın hareketsiz kalmasını sağlar.

• Optimal Düşük Hızlı Verimlilik: Düşük hızlarda yüksek verimle çalışır, bu da yavaş, kontrollü hareket gereken uygulamalar için idealdir.

• Pürüzsüz İşlem: Düşük adım hızı, titreşimleri ve gürültüyü azaltarak daha pürüzsüz hareket sağlar.

Kısıtlamalar

Birçok güçlü yanına rağmen, hibrit adım motoru birkaç zayıf noktasına sahiptir:

• Daha Yüksek Inerci: Motorun tasarımı, ivmelenmeyi yavaşlatan ve hareket komutlarındaki hızlı değişikliklere tepkisini sınırlayan artan inerciye neden olur.

• Artan Ağırlık: Rotordanın manyetinin varlığı, motora genel ağırlık ekler, bu da ağırlığa duyarlı uygulamalarda zorluklar yaşatabilir.

• Manyetik Hassasiyet: Daimi manyetin manyetik gücündeki herhangi bir dalgalanma, motorun performansını önemli ölçüde etkileyebilir ve tutarsız işlemeye neden olabilir.

• Maliyet Konuları: Değişken relütans motorlarına kıyasla, hibrit adım motorları genellikle daha yüksek bir fiyat etiketi taşır, bu da onları kullanan projelerin toplam maliyetini artırabilir.

Sonuç olarak, hibrit adım motoru, birçok avantaj ve kısıtlamaya sahip benzersiz bir kombinasyon sunar. Otomasyon, robotik ve hassas kontrol alanlarındaki belirli uygulamalar için en uygun motoru seçmek için bu özelliklerin anlaşılması önemlidir.