گشتاور بازدارنده (detent torque )

گشتاور بازدارنده (detent torque )

 

گشتاور بازدارنده یکی از از ویژگی های استپر موتور هاست که آنها را از سایر موتور ها به خصوص سرو موتور ها متمایز می کند. به طور کلی گشتاور بازدارنده زمانی ایجاد می شود که در سیم پیچ ها انرژی وجود دارد و بار را در یک نقطه ثابت نگه می دارد. این در حالی است که در استپر موتور ها نیاز به وجود انرژی در سیم پیچ ها و یا عبور جریان از آنها نیست، با وجود چنین شرایطی استپر موتور ها قادر به حفظ بار در مکان خود هستند.

 

این گشتاور با نامهای گشتاوری دندانه ی یا گشتاور ضامن  (detent torque) نیز شناخته می شود.{2}

گشتاور بازدارنده چیست؟

به طور کلی گشتاور بازدارنده گشتاوری است که در حداکثر بار به شفت موتور اعمال می شود در حالی که نیروی چرخشی به آن اعمال نمی گردد. همچنین به عنوان گشتاور مهار کننده شناخته می شود و در روتور موتورهایی که آهنربای دائمی دارند تولید می شود.

در ساخت روتور از مواد مغناطیسی دائمی استفاده می گردد به دلیل مغناطیس باقیمانده در این مواد گشتاور بازدارنده به وجود می آید. این گشتاور زمانی ایجاد می گردد که سیم پیچ های استاتور برق نداشته باشند. این گشتاور از رها شدن روتور در هنگام خاموش شدن منبع تغذیه جلوگیری می کند.{1}

این گشتاور به علت خاصیت مغناطیسی موجود در موتور پدیدار می گردد. اثر متقابل نیروی مغناطیسی دائم روتور همراه با شکاف هایی که در آهنربای دائمی استاتور وجود دارد سبب می گردد در نبود جریان نیز گشتاور ضامن ایجاد گردد.گشتاور مهار کننده به تعداد قطب ها و یا دندانه های استاتور وابسته است.{3}

با وجود اینکه این گشتاور در هنگام ایست موتور می‌تواند مفید باشد اما در سرعت های پایین یک مولفه نامطلوب خواهد بود زیرا باعث ایجاد لرزش ها و نوسانات نامنظم در موتور می گردد، اما در سرعت های بالا به علت وجود فیلترهای اینرسی در موتور این عامل خنثی می شود.

روش های متفاوتی برای کاهش این گشتاور وجود دارد. با این حال باید توجه داشت که کاهش گشتاور دندانه ای می‌تواند بر کاهش گشتاور نهایی و مفید موتور نیز تاثیر گذار باشد

از جمله این روش ها برای کاهش گشتاور می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • زاویه دار کردن شیارهای داخلسیم پیچ استاتور یا آهنرباها
  • استفاده از fractional slots در هر قطب
  • تعدیل شکل موج جریاندرایو
  • بهینه‌سازی قوس یا عرض{3}

 

انواع استپر موتور ها با نام های رلوکتانس متغیر، مغناطیس دائم و هیبرید تولید می گردند. از بین این موتور ها تنها موتور رلوکتانس متغیر است که گشتاور ضامن ندارد.در این موتور به علت ساختار داخلی آن که از یک روتور غیر مغناطیس در آن بهره گرفته می شود ،نیروی مغناطیس دائم برای ایجاد گشتاور دندانه ای را ندارد.{2}

گشتاوری که توسط موتور هنگام عبور جریان نامی از سیم پیچ ایجاد می شود، به عنوان گشتاور نگهدارنده شناخته می شود. گشتاور بازدارنده برای توقف موتور مفید است. همچنین در برابر تکانه روتور متحرک و اصطکاک در اجزای دوار مقاومت می کند. این نوع گشتاور مقداری بین 5 تا 20 درصد گشتاور نگهدارنده می تواند داشته باشد.

 

هنگامی که موتور به منبع تغذیه متصل نیست، آهنربای دائمی و استپر موتور هیبریدی یک گشتاور بازدارنده ایجاد می کنند که چرخش روتور را محدود می کند.{1}

همانطور که گفته شد برای به حرکت درآوردن شفت باید بر گشتاور ضامن غلبه نمود به همین علت گشتاوری که می توان از این موتورها دریافت نمود از مقدار ایده آل آن کمتر است. به بیان دیگر بخشی از گشتاور صرف غلبه بر گشتاور شیطانک می گردد، در نتیجه هم گشتاور خروجی و هم توان خروجی از میزان ایده آل کمتر خواهد شد. اثر گشتاور دندانه ای را در نمودار زیر نیز می توانید مشاهده نمایید.{2}

 

 

 

درباره‌ی مجتبی دلشاد

مدیر شرکت سامانه های هوشمند آینده

همچنین ببینید

پست پروسسور و عملکرد آن

آشنایی با پست پروسسور و عملکرد آن : پست پروسسور یا Post-Processor یکی از فرآیندهای …

دیدگاهتان را بنویسید

Call Now Button