مقارنة بين مزايا وعيوب 5 طرق لتشغيل المحركات الخطوية

سيؤدي تطوير تكنولوجيا محركات الخطوة، وكل ابتكار تكنولوجي من هذا القبيل، إلى إحداث ثورات سوقية عديدة بتكنولوجيا متطورة تقود السوق.

1. محرك ذو جهد ثابت

يشير مصطلح "محرك الجهد الأحادي" إلى عملية تشغيل ملفات المحرك، حيث يتم تزويد الملفات بالطاقة في اتجاه واحد فقط، بينما يتم تزويد الملفات المتعددة بالطاقة بالتناوب. هذه الطريقة قديمة نسبياً، ولم تعد مستخدمة بشكل أساسي في الوقت الحاضر.

المزايا: الدائرة بسيطة، وعدد مكوناتها قليل، والتحكم فيها بسيط أيضاً، وتنفيذها بسيط نسبياً.

العيوب: يتطلب الأمر ترانزستورًا ذا تيار عالٍ بما يكفي لتشغيل عملية التبديل، وسرعة دوران المحرك المتدرج منخفضة نسبيًا، واهتزاز المحرك كبير نسبيًا، بالإضافة إلى ارتفاع درجة الحرارة. ولأنه لم يعد قيد الاستخدام، لم يتم التطرق إليه بالتفصيل.

2. محرك الجهد العالي والمنخفض

نتيجةً لذلك، توجد العديد من أوجه القصور في محركات الجهد الثابت، ومع استمرار تطوير التكنولوجيا، تم تطوير محركات جديدة ذات جهد عالٍ ومنخفض لتحسين بعض أوجه القصور في محركات الجهد الثابت. ويتمثل مبدأ عمل محركات الجهد العالي والمنخفض في استخدام التحكم بالجهد العالي في حركة المحرك حتى الخطوة الكاملة، واستخدام التحكم بالجهد المنخفض في حركة نصف الخطوة، أما التوقف فيتم باستخدام التحكم بالجهد المنخفض.

المزايا: يعمل التحكم في الجهد العالي والمنخفض على تحسين الاهتزاز والضوضاء إلى حد ما، كما تم اقتراح مفهوم التحكم في المحرك المتدرج بتقسيم فرعي لأول مرة، وتم اقتراح وضع التشغيل لخفض التيار إلى النصف عند التوقف.

العيوب: الدائرة معقدة مقارنة بمحرك الجهد الثابت، ومتطلبات خصائص التردد العالي للترانزستور، ولا يزال المحرك يعاني من اهتزاز كبير نسبيًا عند السرعات المنخفضة، ولا تزال الحرارة كبيرة نسبيًا، والآن لا يتم استخدام وضع القيادة هذا بشكل أساسي.

3. محرك تقطيع التيار الثابت ذاتي الإثارة

يعمل محرك التقطيع ذو التيار الثابت ذاتي الإثارة من خلال تصميم الأجهزة، فعندما يصل التيار إلى قيمة معينة محددة، يتم إغلاق التيار عبر الأجهزة، ثم يتم تحويله إلى ملف آخر يتم تنشيطه، ثم يتم تنشيط ملف آخر إلى تيار ثابت، ثم يتم إغلاق التيار عبر الأجهزة، وهكذا دواليك، لدفع عملية تشغيل المحرك المتدرج.

المزايا: انخفاض كبير في مستوى الضوضاء، وزيادة في السرعة إلى حد معين، وتحسينات معينة في الأداء مقارنة بالنوعين الأولين.

العيوب: متطلبات تصميم الدائرة عالية نسبياً، ومتطلبات مقاومة التداخل في الدائرة عالية، ومن السهل حدوث ترددات عالية، واحتراق مكونات القيادة، ومتطلبات أداء المكونات عالية.

4. مقارنة حالية لمحرك التقطيع (التقنية الرئيسية المستخدمة حاليًا في السوق)

تقوم وحدة التحكم في التيار المقارن بتحويل قيمة تيار ملف المحرك المتدرج إلى نسبة معينة من الجهد، ويتم إخراج قيمة محددة مسبقًا من محول D/A للمقارنة، وتستخدم نتائج المقارنة للتحكم في مفتاح أنبوب الطاقة، وذلك لتحقيق الغرض من التحكم في تيار طور الملف.

المزايا: بحيث تحاكي عملية التحكم في الحركة خصائص الموجة الجيبية، مما يحسن الأداء بشكل كبير، وتكون سرعة الحركة والضوضاء منخفضة نسبيًا، ويمكنك استخدام تقسيم فرعي عالي نسبيًا، وهي طريقة التحكم الشائعة حاليًا.

العيوب: الدائرة أكثر تعقيدًا، ويصعب التحكم في التداخل داخلها ومطابقته للمتطلبات النظرية، كما أنها عرضة للارتعاش، ويصعب التحكم في تكوين القمم والقيعان الجيبية، مما قد يؤدي بسهولة إلى تداخل عالي التردد، والذي بدوره يؤدي إلى تسخين مكونات القيادة أو ارتفاع التردد بسبب التقادم، وهو السبب الرئيسي وراء سهولة استخدام العديد من المحركات لأكثر من عام واحد، وهو السبب الرئيسي لظهور ضوء الحماية الأحمر.

5. محرك مغمور

هذه تقنية جديدة للتحكم في الحركة، وهي تقنية متطورة مقارنةً بتقنية محركات التقطيع الحالية، مع التركيز على التغلب على أوجه القصور والابتكار في أساليب القيادة. وتتمثل تقنيتها الأساسية في تعزيز حماية عنصر القيادة من الحرارة العالية وكبح الترددات العالية، مقارنةً بتقنية محركات التقطيع الحالية.

المزايا: تتميز هذه المحركات بمزايا محركات التقطيع المقارنة الحالية، حيث تكون الحرارة منخفضة بشكل خاص، وعمر الخدمة طويل.

العيوب: تقنية جديدة، السعر مرتفع نسبياً، متطلبات مطابقة كل محرك خطوي ووحدة تحكم صارمة نسبياً.