Step Motor Çeşitleri

Kullanımda olan birçok elektrik motorlarında olduğu gibi step motor, yapısı ve çalışmasına göre sınıflara ayrılır.

Yapılarına göre step motor çeşitleri;

1. Sabit mıknatıslı step motor (PM)
2. Hibrit step motor
3. Değişken relüktanslı step motor (VR)
4. Hidrolik step  motor
5. Lineer step motor

Not: Uygulamada en çok değişken relüktanslı ve sabit mıknatıslı step motorlar kullanılmaktadır.

1 – Sabit Mıknatıslı Step Motorlar (PM)

Sabit mıknatıslı step motor, değişken relüktanslı motorlara benzemektedir. Rotorları sabit mıknatıstan meydana gelen motorlardır. Rotorundaki sabit mıknatıslar kutupları (N ve S) rotor kutuplarını oluşturmaktadır. Rotor da bulunan kutupların ve stator da bulunan sargıların az veya çok sayısı da olması, motorun adım sayısını belirler.

Sabit mıknatıslı step motor çalışma prensibi; Örneğin şeklimizdeki motorun her adımı 90° dir. Şeklimizde step motorunun 1. fazına verilen enerjiyi kesip, 2. fazına enerji verdiğimizde rotor 90º döner. Yani motor bir adım ilerlemiş olur. 2. Fazın enerjisini kesip 3. Faza enerji verdiğimizde ise rotor 90° daha döner. Stator sargılarına bu şekilde enerji vererek motorun sürekli dönmesi sağlanır. Bu motorlarda adım açısını azaltmak için manyetik kutup sayısı ile birlikte stator kutup sayısı arttırılmalıdır. Buna alternatif olarak küçük adım açılarına sahip hibrid step motorları kullanılmaktadır.

Sabit mıknatıslı step motor çeşitleri;

• İki fazlı sabit mıknatıslı iki fazlı step motor
• Orta uçlu sargılara sahip sabit mıknatıslı step motor
• Disk tipi sabit mıknatıslı step motor
• Dört fazlı sabit mıknatıslı step motor

İki Fazlı Step Motorlar; 2 fazlı step motorlarda bipolar step motor ve unipolar step motor olmak üzere iki değişik elektromanyetik bobin sarım şekli mevcuttur.

• Bipolar step motor; bipolar iki yönlü beslenen anlamına gelir. Her iki yönden de akım akabilen motor demektir. Bipolar step motor, akım yönünün değişmesi ihtiyacından dolayı daha karmaşık bipolar step motor sürücü devresi ister. Bipolar motorlarda iki sargı vardır.  Bipolar step motora aynı zamanda mini step motor adı da verilir.
• Unipolar step motor; tek yönlü besleme olup, sargılardan sadece tek yönde akım akıtılır demektir. Unipolar tel çapı küçük seçilir. Unipolar step motorlar da 4 sargı olmalıdır. Aynı zamanda 4 uçlu step motor da denir. Unipolar step motor sargıda iki bobinin ortak ucu dışarıya tek kablo ile çıkarken bazı motorlarda sargılardan ayrı ayrı uçta çıkabilir. Unipolar step motorların sargı yönlerine dikkat edilerek seri – paralel bağlanmak suretiyle bipolar step motorlar modd da çalıştırılabilir.

Bipolar step motor ile unipolar step motorları karşılaştırdığımızda;

• Bipolar step motor da bobin sayısı az olduğu için daha kalın bobin kullanılabilir. Bu da motorun fazla akım çekmesine ve yüksek torklarda çalışmasına imkan sağlar.
• Unipolar step motorlarda step motor sürücü daha basittir.

2 – Hibrit (Karışık Yapılı) Step Motorlar

Rotorun da sabit mıknatıs bulunan bir diğer step motoru da hibrit (hybrid) step motorudur. Hibrit sözcüğü, motorun sabit mıknatıslı ve değişken relüktanslı motorların prensiplerinin birleşmesinden dolayı verilmiştir. Günümüzde hibrit step motor kullanım alanları, çok geniş yer bulmuştur. Bu motorlarda statorun nüve yapısı değişken relüktanslı step motorunun aynısı yada çok benzeridir. Ancak sargıların bağlantısı farklıdır. Değişken relüktanslı step motorunda bir kutupta bir fazın iki sargısından sadece biri sarılmışken dört fazlı karışık yapılı step motorunda iki farklı fazın sargıları aynı kutupta sapılmıştır. Bundan dolayı bir kutup sadece bir fazın altında değildir.

•  3 – Değişken Relüktanslı Step Motorlar (VR-DR)

Değişken relüktanslı step motor, en temel adım motoru tipidir. Bu motorların rotorlarında sabit mıknatıs yoktur. Bunun yerine mıknatıslanabilen (ferromanyetik) malzemeden yapılmış çok kutuplu rotorlar kullanılmaktadır. Statorunda ise bobinler ve elektromıknatıslar bulunmaktadır. Stator sargıları genellikle üç fazlı olup yıldız bağlıdır. Stator ve rotor nüveleri genellikle ince tabakalı silisli çelikten yapılırlar. Düşük magnetmotor kuvveti uygunlansa bile stator ve rotor malzemeleri yüksek geçirgenlikli ve içlerinden yüksek manyetik akı geçecek kapasitede olmalıdır.

Değişken relüktanslı motorlarda endüvi, küçük boyda ve hafif olarak yapılır. Rotor ölçülerinin küçüklüğü  eylemsizlik momentinin de küçük olması demektir. Bundan dolayı fazlara uygulanan gerilim oluşturacağı moment nedeniyle endüvinin hareketi hızlı olur. Değişken relüktanslı motorların harekete başlama, durma ve dönme adımları, sabit relüktanslı step motorlarından hızlıdır.

Değişken relüktanslı step motor çeşitleri;

Tek parçalı değişken relüktanslı step motor; stator kutupları tek parçadan meydana gelen step motorlardır. Stator ve rotorları tek dişli olarak yapılan step motorlara tek parçalı VR step motor adı verilir.

Çok parçalı değişken relüktanslı step motor; rotoru 12 dişli olarak yapılmış ve statoru ise her kutupta 3 dişli olmak üzere 4 kutuptan ve böylece 12 dişliden meydana gelmiştir.

4 – Hidrolik Step Motor

Bir hidrolik motora ait servo valfinin basınç giriş yolunu translatörlerle (dönebilir lineer çeviriciyle)step motor kontrolü yapan motorlara hidrolik step motor adı verilir. Kısaca hidrolik motorun basınçlı yağ yolunu denetlemek suretiyle şaftın hareketini ve yönünü tayin eden step motorlara hidrolik step motor denilmektedir. Hidrolik step motorlara elektrohidrolik step motorlar da denir.

Hidrolik step motorlarını, oluşturan parçalar:

• Step motor
• Hidrolik motor
• Valf
• Translatör
• Elektronik konnektör

5 – Lineer Step Motor

Lineer motor nedir? konumuzda detaylı olarak bulabilirsiniz.

Step motor imalatı yapılırken; adım motorlarının yapıları, step motor çeşitleri, kullanım alanları, step sürücü, step sürücü devreleri yapımını ve adım motorların PLC ile sürülmesi göz önüne alınmalıdır. Step motor firmaları tarafından adım motoru, step sürücü devreleri ve PLC kullanarak yapılan motorların maliyetine  göre step motor fiyatları ve step motor driver veya step motor sürücü fiyatları belirlenmektedir.