أ

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المحركات السائر المستخدمة في الأتمتة الصناعية:

1. محرك متدرج ذو مغناطيس دائم (PM).

• هيكل بسيط

• تكلفة منخفضة

• دقة معتدلة

2. محرك متدرج ذو تردد متغير (VR).

• لا يوجد مغناطيس دائم

• معدل خطوات مرتفع

• انخفاض إنتاج عزم الدوران

3. محرك السائر الهجين (الأكثر شهرة)

• يجمع بين تقنية PM وVR

• عزم دوران عالي

• دقة عالية (زاوية الخطوة 0.9 درجة و1.8 درجة)

• يستخدم على نطاق واسع في آلات CNC والروبوتات والأجهزة الطبية ومعدات AGV

في التطبيقات الصناعية الحديثة، تعد محركات السائر الهجينة هي النوع الأكثر استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لأدائها وموثوقيتها.

أ

تعتمد سرعة محرك السائر على تردد المحرك وظروف التحميل وتصميم المحرك.

نطاق دورة في الدقيقة النموذجي:

• 0-300 دورة في الدقيقة → عزم دوران عالي ووضع مستقر

• 300-1000 دورة في الدقيقة → التشغيل الصناعي القياسي

• ما يصل إلى 2000 دورة في الدقيقة أو أعلى → مع محرك عالي الجهد وحمل خفيف

تعمل معظم محركات السائر بشكل أفضل بين 100-600 دورة في الدقيقة ، حيث يتوازن عزم الدوران والثبات.

على عكس المحركات المؤازرة، تم تحسين المحركات السائر من أجل:

• تحديد المواقع بدقة

• تطبيقات منخفضة إلى متوسطة السرعة

• عزم دوران عالي عند سرعة صفر

أ

يتطلب المحرك المتدرج عادةً جهدًا مقدرًا من 2 فولت إلى 5 فولت لكل مرحلة ، ولكن في التطبيقات الصناعية الحقيقية، يكون جهد مصدر المحرك عادةً 12 فولت، أو 24 فولت، أو 48 فولت تيار مستمر.

من المهم أن نفهم:

• يعتمد الجهد المقنن المطبوع على المحرك على مقاومة الملف.

• يعتمد جهد التشغيل الفعلي على محرك السائر.

• يعمل جهد الإمداد العالي (مثل 24 فولت أو 48 فولت) على تحسين:

  • أداء عالي السرعة

  • خرج عزم الدوران عند عدد دورات أعلى في الدقيقة

  • القدرة على التسارع

بالنسبة لآلات CNC والطابعات ثلاثية الأبعاد والروبوتات وأنظمة AGV، تعد أنظمة المحركات السائر 24V و48V هي الأكثر شيوعًا.

أ

لا يوجد خيار 'أفضل' مطلق، فالأمر يعتمد على التطبيق:

• تعد المحركات السائر أفضل لتحديد المواقع منخفضة التكلفة ومتوسطة السرعة وعالية الدقة دون ردود فعل.

• تعد المحركات المؤازرة أفضل للتطبيقات عالية السرعة والكفاءة وتطبيقات الحلقة المغلقة التي تتطلب أداءً ديناميكيًا.

بالنسبة لأنظمة تحديد المواقع البسيطة، غالبًا ما تكون المحركات السائر أكثر اقتصادا. بالنسبة لأنظمة التشغيل الآلي كثيرة المتطلبات، توفر المحركات المؤازرة أداءً فائقًا.

أ- يتراوح العمر الافتراضي النموذجي للمحرك السائر من 10000 إلى 20000 ساعة تشغيل ، اعتمادًا على الحمل ودرجة الحرارة والبيئة وجودة التحمل. مع الصيانة المناسبة والحجم الصحيح، يمكن أن تستمر محركات السائر الصناعية لسنوات عديدة.

أ

المزايا:

• دقة تحديد المواقع عالية

• تحكم بسيط في الحلقة المفتوحة

• عزم دوران جيد منخفض السرعة

• فعالة من حيث التكلفة

• موثوقية عالية

العيوب:

• كفاءة أقل مقارنة بمحركات السيرفو

• يمكن أن تفقد الخطوات تحت الحمل الزائد

• ليست مثالية للتشغيل المستمر عالي السرعة

• يولد الحرارة في حالة توقف تام

أ

فيما يلي 10 تطبيقات شائعة للمحركات السائر:

1. آلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

2. طابعات ثلاثية الأبعاد

3. ماكينات القطع بالليزر

4. الروبوتات

5. مضخات طبية

6. ماكينات التعبئة والتغليف

7. آلات النسيج

8. الطابعات والماسحات الضوئية

9. أنظمة إمالة الكاميرا

10. أنظمة التفتيش الآلي

تتطلب هذه التطبيقات التحكم الدقيق في الحركة والتكرار.

المحرك السائر هو مشغل وليس مستشعر.
يحول الطاقة الكهربائية إلى حركة ميكانيكية. تكتشف أجهزة الاستشعار الإشارات، بينما تقوم المحركات بإنتاج الحركة. تقوم محركات السائر بإنشاء حركة دورانية دقيقة استجابة للنبضات الكهربائية.

أ

يتم تشغيل المحرك السائر بواسطة:

• مصدر طاقة تيار مستمر

• سائق السائر

• وحدة التحكم (مثل PLC أو المتحكم الدقيق)

ترسل وحدة التحكم إشارات نبضية إلى السائق، ويقوم السائق بتنظيم التيار إلى ملفات المحرك.

أ

من الأفضل استخدام المحركات السائر من أجل:

• تحديد المواقع بدقة

• تطبيقات عزم الدوران منخفضة السرعة

• التحكم في الحركة المتكررة

• أنظمة التحكم ذات الحلقة المفتوحة

يتم استخدامها بشكل شائع في آلات CNC والطابعات ثلاثية الأبعاد والروبوتات ومعدات التشغيل الآلي.

أ

الفرق الرئيسي بين محرك السائر والمحرك العادي (مثل محرك الحث أو محرك التيار المستمر المصقول) هو أسلوب التحكم والحركة:

• محرك متدرج : يتحرك في خطوات منفصلة مع التحكم الدقيق في الموضع.

• المحرك العادي : يدور بشكل مستمر عند تشغيله.

• تعتبر المحركات السائر مثالية لمهام تحديد المواقع.

• المحركات العادية أفضل للدوران المستمر عالي السرعة.

لا تتطلب المحركات السائرة دائمًا أنظمة تغذية راجعة، بينما تحتاج المحركات العادية غالبًا إلى أجهزة تشفير للتحكم الدقيق.

جهد عادةً ما يتم تشغيل محرك السائر بواسطة التيار المستمر ، ولكنه يعمل باستخدام إشارات التيار المستمر النبضية التي يولدها السائق. يقوم السائق بتبديل التيار في اللفات إلكترونيًا لإنشاء مجالات مغناطيسية متناوبة. لذا من الناحية الفنية، فهو محرك يعمل بالتيار المستمر مع مفتاح تحكم ، وليس محرك تيار متردد تقليدي.

أ- يعتمد مبدأ عمل المحرك السائر على مبدأ الجذب والتنافر الكهرومغناطيسي . عندما يتم تطبيق نبضات كهربائية على ملفات الجزء الثابت، فإنها تولد مجالًا مغناطيسيًا يتفاعل مع الجزء المتحرك. يتحرك الدوار بزيادات زاوية دقيقة (خطوات) وفقًا لنبضات الإدخال. كل نبضة تساوي خطوة واحدة ثابتة، مما يسمح بالتحكم الدقيق في الموضع دون حدوث ردود فعل في معظم التطبيقات.