स्टेपर मोटर क्या है ? इसकी वर्किंग | प्रकार | उपयोग | Stepper Motor Types, Working & Construction In Hindi

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Stepper Motor (स्टेपर मोटर) :-

    कम्प्यूटर उद्योग में विगत 8-10 वर्षों में तेजी से वृद्धि (explosive growth) हई है। चंकि स्टेपर मोटर का उपयोग कई कम्प्यूटर उपकरणों में ड्राईविंग बलघूर्ण (driving torque) उत्पन्न करने के लिए किया जाता है । इसलिए इन वर्षों में स्टेपर मोटर का विकास तेजी से हुआ।

ब्रिटिश स्टेण्डर्ड विशिष्टता के अनुसार स्टेपर मोटर को निम्नप्रकार परिभाषित किया जा सकता है :

    "यह एक रिवर्सीबल ब्रुश लेस डी.सी. मोटर है जो Discrete Angular Steps में घूमती है। इसकी स्टेटर कुण्डलन को programmed manner में अर्जित (energized) किया जाता है। रोटर पर कोई , कुण्डलन नहीं होती है। लेकिन रोटर पर चुम्बकित ध्रुव (magnetized poles) होते है। "

    स्टेपर मोटर दो प्रकार की होती है : -

1. Variable reluctance motor (परिवर्तित प्रतिशिष्टम मोटर)
2. Permanent magnet motor (स्थाई चुम्बक मोटर)

(a) Variable reluctance Stepper motor (परिवर्तित प्रतिशिष्टम स्टेपर मोटर) :-

इस प्रकार की मोटर के रोटर पर स्थायी चुम्बक नहीं होते है। इसके रोटर को चित्र 6.5 के अनुसार बनाया जाता है।

जब स्टेटर कुण्डलन को क्रम से उर्जामान (sequentially energised) किया जाता है तो direct axis path एवं quadrature axis path की reluctance में अधिक अन्तर होने के कारण indexing torque उत्पन्न होता है। जब selected stator कुण्डलन को डी.सी. सप्लाई दी जाती है तो रोटर पर एक बल लगता है जो फ्लक्स पथ के लिए reluctance न्यूनतम करने का प्रयास करता है।

चित्र 65 में प्रदर्शित स्टेपर मोटर 8 स्टेटर ध्रुव के लिए बनायी गई है। इस पर 4-फेज coils wound की गई है। प्रत्येक फेज के दो भाग है।

Fig. 6.5 (Construction details of a reluctance type stepper motor
equipped with four stator phases and six rotor poles)

चित्र में रोटर को साम्यावस्था में दिखाया गया है। जब फेज A की कुण्डली A-A' को energised किया गया है तथा शेष फेज energised नहीं है। इस अवस्था में रोटर ध्रुव 1 व 4 फेज के स्टेटर ध्रुव के .. अनुदिश (aligned) है।

चित्र से स्पष्ट है कि रोटर ध्रुव 2 व 5, B फेज के स्टेटर ध्रुव की अक्ष से 15° विस्थापित (displaced) है। अतः जब फेज A को denergised तथा फेज B को energised किया जाता है । तो reluctance बलघूर्ण उत्पन्न होता है जिससे रोटर 15° वामावर्त दिशा में घूमकर फेज B के स्टेटर ध्रुव की अज के अनुदिश हो जाता है।

इसी प्रकार यदि फेज C, D तथा A' को क्रम में उत्तेजित (excited) करें तो रोटर, रोटर ध्रुव पिच __ (pole pitch) के बराबर घूमेगा। 6-बार phases का क्रम से उत्तेजित करने पर रोटर एक चक्र पूर्ण करेगा।

इस प्रकार reluctance टाईप स्टेपर मोटर स्टेप्स में घूमती है।

(b) Permanent Magnet Stepper Motor (स्थाई चुम्बक स्टेपरमोटर) :-

स्थायी चुम्बक स्टेपर मोटर में slotted स्टेटर होता है। जिस पर दो या दो से अधिक कुण्डलन wound होती है। इसके रोटर पर कोई कुण्डलन नहीं होती है । इसके रोटर पर axial position में चित्र 6.6 के अनुसार स्थायी चुम्बक स्थापित किये जाते है। अतः स्थायी चुम्बक से constant DC excitation मिलता है। जब एक या अधिक स्टेटर कुण्डलन को energies किया जाता है तो मशीन तुल्यकाली मोटर (synchronous motor) की तरह व्यवहार करती है।

स्टेटर व रोटर ध्रुव के मध्य आकर्षण या प्रतिकर्षण के कारण रोटर स्टेप्स में घूमता है।

fig. 6.6 (Diagram Illustrating the construction features of the PM stepper motor)

Characteristics of Stepper Motor (स्टेपर मोटर के अभिलक्षण):-

स्टेपर मोटर के चयन के लिए सहायक अभिलक्षणों को निम्नलिखित दो वर्गों में रखा जा सकता है :

• Static Charactristics (स्थिर अभिलक्षण)
• Dynamic Characteristic (गतिक अभिलक्षण)

(a) Static Charactristics (स्थिर अभिलक्षण):-

बलघूर्ण धारा तथा बलघूर्ण-कोण वक्र स्टेपर मोटर के स्थिर अभिलक्षण कहलाते है। दोनों प्रकार के अभिलक्षण चित्र 6.7 में प्रदर्शित किये गये है।

fig.-6.7  (a) Torque-current characteristics (b) Torque and Detente Torque profile

इन वक्रों से निम्नलिखित टर्म को परिभाषित किया जा सकता है :-

(i) Step angle (स्टेप कोण 0,) :-

एक बार में स्टेपर मोटर के एक फेज को ऊर्जित (energised) करने पर मोटर की शाफ्ट जिस discrete कोण से घूमते है उसे स्टेप कोण (step angle) कहते है।

(ii) Holding Torque (T.) :-

मोटर कुण्डलन में निश्चित धारा देने पर उत्पत्र अधिकतम बलघूर्ण जिस पर रोटर साम्यावस्था से विचलित नहीं होता है, Holding Torque कहलाता है।

(iii) Detente Torque (T.) :-

मोटर की शाफ्ट पर मोटर को बिना ऊर्जित (energized) किये, आरोपित अधिकतम बलघूर्ण जिस पर मोटर का रोटर साम्यावस्था से विचलित नहीं हो। इसे कोगिंग (cogging) बलपूर्ण भी कहते है।

(b) Dynamic Characteristic (गतिक अभिलक्षण) :-

बलघूर्ण स्टेपिंग वक्र को गतिक अभिलक्षण (dynamic characteristics) कहते हैं जिसे चित्र 6.8 में प्रदर्शित किया गया है।

Fig. 6.8 (Torque-speed characteristics)

मोटर को स्टार्ट -स्टोप तथा स्लेविंग (slewing) मोड में चलाने पर गतिक अभिलक्षण (dynamic characteristics) प्राप्त होती है।

(i) Start-Stop mode :-

इस मोड में मोटर पल्स प्राप्त होने या पल्स प्राप्त न होने पर स्टार्ट या चालू होती है। इसका कारण यह है कि रोटर, अग्रिम पल्स प्राप्त होने से पूर्व क्षणिक रूप से स्थिर अवस्था में आता

(ii) Slewing mode :-

इस मोड में मोटर का रोटर स्टेप्स में तेजी से घूमता है। इस मोड में स्टेपिंग रेट अधिक होती है।

Stepper Motor applications (स्टेपर मोटर के उपयोग):-

1.  Instrumentation (यन्त्रीकरण) :-

इलेक्ट्रोनिक एनालॉग घड़ियों में जो कि रेलवे लेटफार्म, ऑफिसों,फैक्ट्रियों में प्रयुक्त होती है उपयोग किया जाता है । इसके अतिरिक्त स्टेपर मोटर का उपयोग केमरा शटर, फोटो प्रिटिंग मशीन .... A.C. वोल्टेज स्टेब्लाइजर में भी किया जाता है। 

2.  Computer peripherals (कम्प्यूटर सहायक उपकरण) :-

स्टेपर मोटर का उपयोग लाईन प्रिन्टर, फ्लोपी डिस्क, हार्ड डिस्क ड्राईव, पेपर रीडर में किया जाता है। 

3.  Office Electronic equipment (कार्यालयों में प्रयुक्त इलेक्ट्रोनिक यंत्र) :-

        इलेक्ट्रानिक टाईप राईटर, टेलेक्स मशीन टेलीप्रिंटर आदि में भी स्टेपर मोटर का उपयोग होता है। 

4.  Machine tool controls (मशीन टूल नियंत्रण) :-

NC मिलिंग मशीन, CNC लैथ मशीन तथा औद्योगिक रोबोट में भी स्टेपर मोटर प्रयुक्त की जाती है। 

5.  Heavy Duty applications (हेवी ड्यूटी उपयोग) :-

X-ray टेबल की positioning तथा सेटेलाईट सोलर पैनल की positioning में स्टेपर मोटर प्रयुक्त की जाती है।

आज आपको Stepper Motor की संरंचना ओर कार्य सिद्धान्त के बारे मे कुछ जानकारी दी गई । यदि आपको पसंद आई तो comments करके जरूर बताए । 

धन्यवाद