DC MOTORS

این نوع موتورها ارزان،پر قدرت و کوچک هستندو در سطح وسیعی از آنها استفاده می شود.می توان با ترکیبی ازچرخ دنده ها سرعت و گشتاور چرخش را کنترل کرد.

STEPPER MOTORS

به آنها محرک نیز می گویند(actuator).این نوع موتورها بطور پیوسته نمی چرخند بلکه بصورت پله ای و  با یک مقدار ثابت افزایش می یابند(می چرخند).

موتورهای پله ای برای حرکت نیاز به یک مدار راه انداز (Driver)دارند،با بعضی از این درایورها حتی می توانند مو تور را کنترل کرد.درایورها برای ایجاد حرکت متوالی چرخش موتور و مقابله با جریان موجود در سیم پیچها لازم هستند.

از این موتورها در رباتیک ،مکانیکهای ویژه ای که بصورت خطی کار می کنند استفاده می شود.

SERVO MOTORS

این موتورها در حالتهای زاویه ای استفاده می شود،از قبیل کنترل رادیویی هواپیماکه برای تنظیم بالها از آن استفاده می شودیا در کنترل راه دور اتومبیلها برای چرخش چرخها(RC car).

موتورها آزادانه نمی چرخد و با کنترل یک مدار الکترونیک تا رسیدن به زاویه مطلوبdcشافت این موتورها مانند  موتور،یک سنسور شافت و یک مدار فید بک است.dcموتور ترکیبی از یک servoمی چرخد.در نتیجه

با ترکیبی ار چرخ دنده ها نیز می توان گشتاور با لایی را بدست آورد.

DC motors

موتورها بطور گسترده در رباتیک استفاده می شود بخاطراینکه آنها کوچک ودارای انرژی خروجی بالایی هستند.dc

آنها برای راه انداختن چرخها پرقدرت و بخوبی ساختارهای میکانیکی دیگر هستند.

جهت مشاهده ی متن کامل به ادامه مطلب مراجعه نمایید.

توان و ویژگیها

موتورها وجود دارند.dcچندین انتخاب مهم در انتخاب

دو میزان در ورودیهای آن که خصوصیات الکتریکی موتور را تعیین می کند:

Operating voltage

DC موتورها معمولا با ولتاژهای 5/1 تا 100 ولت کار میکنند.

اما ربوتها از ولتاژهای 6،12 و 24 استفاده می کنند.زیرا اغلب با باتری کار می کنند.

Operating current

موتورهای ایده آل نیروی زیادی با مقدار جریان اندکی تولید می کنند.

هر چند میزان جریان معمولا نشانه خوبی برای قدرت خروجی یک موتور است.انرژی ورودی علامت خوبی برای انرژی خروجی است.موتور به هنگام دادن یک توان بیشتر جریان یشتری می کشد.بنابراین مقدار جریان موتور اغلب در زمانstalled (آمادگی کامل) اتفاق می افتد.در این نقطه بیشترین مقدار جریان را می کشد وبیشترین گشتاور را می دهد.

سه میزان بعدی خصوصیات خروجی آن را مشخص می کند.

Speed

سرعت را با RPM(Rotation Per Minutes) به معنای دور در دقیقه معرفی می کنند. در زمانی که موتور بی بار ویادر حالت اجرای آزادقرار دارد با ولتاژ  عامل سرعت مشخص می شود.

 1 تا 20000 را دارند.RPMموتورهای نوعی

Torque

گشتاور یک موتور نبروی چرخش تولید شده روی شافت خروجی موتور می باشد.

 بیشترین مقدار گشتاور تولید میشود.stalled موتور در حالت

میزان گشتاور در حالت stalled را stall torque گویند.

.Mile Newton meterاندازه می گیرند و برای موتورهای الکتریکی کوچک Newton-meterگشتاور را با

Power

Power = (torque*rpm)/9.5

اندازه گیری گشتاور موتور

با یک آزمایش ساده می توان میزان گشتاور را اندازه گرفت.

چیزهایی که لازم است برای اندازه گیری عبارت اند از:

برای موتور،یک تکه نخ،یک جرم با وزن معین،میز ویک خط کش.powerیک

یک طرف نخ را به جسم و طرف دیگررا به شافت موتور وصل می کنیم،مطابق شکل موتور را لبه میز گذاشته.وقتی موتور روشن شود نخ به دور آن می پیچد و جسم بالا می آید.تا زمانی که موتور از حرکت باز ایستد در این لحظه بایدشعاع نخ پیچیده شده را اندازه گرفت.شعاع بدست آمده میزان گشتاور است. 

سرعت، گشتاوروکاهش چرخ دنده(Gear reducing , torque , Speed)

همانطور که گفته شد انرژی تحویل داده شده به موتور سرعت و گشتاوربا سرعت کاربردی تولید می کند.

اگر یک اندازه گیری برای انرژی با تمام سرعتهای موتور گرفته شود یک نمودار زنگوله ای برای آن بدست می آید.

در حالت بدون بار سرعت بالا است اما گشتاور صفر است وانرژی (توان) نیز صفر است.برعکس وقتی در حالت ایستاگشتاور بیشترین مقدار وسرعت صفر وباز هم توان صفر می باشد.بنابراین بیشترین  گشتاور بین بیشترین سرعت و بیشترین مقدار گشتاور است چیزی در حدود نیمی از آنها.

DC موتورهای نوعی با سرعت بیش از حد بالا و گشتاور بسیار کم کار می کنند. Gear reduction روشی استاندارد است برای اینکه موتور قابل استفاده تر ساخته شود.

شافت موتور به شکلی ساخته شده است که یک چرخ دنده کوچک را میتوان روی آن قرار داد و با یک چرخ دنده بزرگ آن را گیر انداخت.وقنی چرخ دنده کوچک چندین دور می چرخد چرخ دنده بزرگ تنها یک دور می چرخد سرعت کاهش می یابد اما انرژی حفظ می شود(مگر در اثر اصطکاک)و گشتاور افزایش می یابد.با تکرار چندین طبقه می توان در نهایت گشتاور بالایی را بدست آورد.

  با کیفیت بالا را برای یک ربات مسابقه ای طراحی کنند میزان کاهش را Gear reductionوقتی می خواهند یک

را طوری تعیین می کنند که موتور کارایی بالا را داشته باشد.

باید بدانید که این کارایی نمی تواندبیشتر از مقدار بیشینه آن بشود چراکه چرخ نیز جزئی از سلسله به هم متصل می باشد و اندازه اش،سرعت مطلوبش،خصوصیات موتور و عوامل دیگر روی مقدار بهینه چرخ دنده ها اثر میگذارد.

(مدولاسیون پهنای پالسPulse With Modulation)

 مدولاسیون پهنای پالس،تکنیکی برای کاهش توان بدون استفاده از ولتاژ است. موتور به سرعت خاموش و

روشن می شود.هر وقت که موتور روشن است  توان(انرژی)در حد بالای آن است.

سرعت این نوع موتورها  با یک مدار دیجیتالی قابل کنترل است.برای سیستمهایی که بطور پیوسته به توان بالا نیازی ندارند استفاده می شود.

Stepper Motors

این نوع موتورها بصورت پله ای و درجه به درجه از یک حالت به حالت بعدی می رود. موتورهای پله ای برای حالتهایی اسکنرها،پلاترها،ابزارهای ماشینی،هد دیســــکX-Yکه دقت بالا نیاز دارند مورد استفاده قرار می گیرند.از آنها در درایوها،هد چاپگر کامپیوترها و تعدادی کاربرد دیگر استفاده می شود.

موتورهای پله ای از چند سیم پیچ الکترو مغناصیسی نشکیل شده اند که بصورت متناوب روشن می شود و حرکت پله ای شکل می گیرد.

کنترل موتورهای پله ای با توجه به نوع موتور پله ای کنترل آن نیز متفاوت است.

Servo Motors

یک سروو موتور ترکیبی از اجزا زیر است:

• یک dcموتور کوچک                          

• یک (gear reduction) کاهش چرخ دنده برای افزایش گشتاور

• یک شافت الکترونیکی حساس و مدار کنترل

شافت این موتور آزادانه نمی چرخد،اما برای رفتن به یک زاویه خاص دستور می گیرد.

مدار الکترونیکی حساس ومدار کنترل ،شافت را برای رفتن به زاویه مشخص حرکت می دهند.

اگر وضعیت خواسته شده خارج از محدوده حرکت شافت است یا مقاومت گشتاور بالاست،موتور پیوسته تلاش می کند تا به وضعیت دستور داده شده برسد.

از این موتورها در کنترل رادیویی هواپیما وبالگرد ها برای کنترل وضعیت بالها استفاده می شود.

کنترل سروو موتور

سروو دارای سه سیم است

Power, ground, control

بیشتر سرووها با 5 ولت کار می کنند.

کنترل سیگنالی شامل یک سری از پالسها ست که هر پالس مشخص کننده یک دستور است. طول پالس در زمان زاویه موقعیت را مشخص می کند.

محدوده زمانی پالس بین 2/تا7 میلی ثانیه است.