Prinsip Kerja Motor Stepper Serta Spesifikasinya
Prinsip kerja motor stepper itu hampir sama dengan Motor listrik lainnya dan motor menjadi peralatan yang sangat berguna untuk kehidupan sehari hari karena ada banyaknya jenis dari motor listrik ini dan dapat membantu pekerjaan manusia.
Karena ada banyak cara untuk megubah energi listrik menjadi energi gerak maka dari itu banyak jenis jenis motor listrik yang beredar di pasaran, da masing masing memiliki kelebihan dan kekurangan nya.
Pada artikel ini akan fokus pada pembahasan prinsip kerja motor stepper serta fungsi dan spesifikasi motor stepper.
Apa itu Motor Stepper?
Motor stepper adalah jenis motor DC brushless namun ada beberapa motor yang prinsip kerjanya sama denganmotor stepper yaitu motor sinkron, dan motor magnet permanen.
Spesifikasi lebih detail dapat di temukan pada artikel kami mengenai motor DC brushless, motor sinkron, dan motor magnet permanen.
Perlu di ketahui bahwa motor "brushless" berarti tidak menggunakan mekanisme yang sama dengan apa yang di gunakan pada motor DC lainnya, yaitu penggunaan sikat dan komutator.
Motor Stepper terdiri dari stator dan rotor, di mana stator memiliki belitan kawat konduktor yang terpisah dan berjarak sama yang dikenal sebagai kutub.
Ketika belitan stator diberi daya maka kutub-kutub ini akan menarik rotor magnet dan memindahkannya dalam fraksi rotasi yang terpisah, atau "step".
Dengan kata lain, rotor bergerak dari satu kutub magnet ke kutub magnet berikutnya yang memberikan gerakan rotasi yang tepat dan berjarak sama.
Ini dapat berarti juga bahwa posisi yang tepat dari rotor diketahui setiap saat dan tidak memerlukan koreksi, atau "umpan balik tertutup", yang membuat motor stepper menjadi desain "umpan balik terbuka".
Rotasi poros output motor stepper juga berbanding lurus dengan frekuensi arus input dengan ini menjadikannya jenis Motor DC Sinkron.
Bagaimana Prinsip Kerja Motor Stepper?
Motor stepper pada dasarnya adalah motor DC magnet permanen yang berarti bahwa rotornya terdiri dari magnet permanen dengan kutub utara-selatan yang diatur seperti gigi pada roda gigi.
Stator memiliki rangkaian kutub yang terbuat dari gulungan kawat di sekitar tonjolan di dalam sangkar motor.
Stator di gerakkan oleh arus DC untuk menginduksi medan magnet dalam belitannya dan Motor stepper melakukan ini "dalam fase" dengan hanya memberi energi pada pasangan kutub tertentu pada satu waktu tertentu.
Kelompok kutub stator ini dihidupkan dan dimatikan melalui arus DC yang dapat menghasilkan fase yang berbeda, sehingga rotor tertarik secara magnetis dari satu kutub stator ke kutub berikutnya secara berurutan, sehingga menciptakan rotasi bertahap dan diskrit.
Denga adanya itu maka output rotasinya tidak kontinu, sehingga daya input harus dikontrol dengan cara tertentu untuk memberi energi dan menghilangkan energi secara tepat pada kelompok kutub stator.
Hal ini dicapai dengan menggunakan pengontrol stepper atau drive biasanya ada dalam banyak variasi, dan dapat memberi daya kutub dalam pengaturan yang berbeda untuk menghasilkan gerakan diskrit berukuran tertentu.
Drive ini biasanya terdiri dari empat variasi utama yaitu: drive gelombang, drive langkah penuh, drive setengah langkah, dan drive microstepping.
Masing-masing Driver adalah memiliki perbedaan pola pulsa yang dapat membangkitkan kutub stator dan dengan itu dapat merubah cara stator bergerak.
Kita bisa lihat Gambar motor stepper di bawah ini menunjukkan beberapa grafik yang memvisualisasikan pulsa melalui setiap drive, arsir warna abu-abu di bawahnya mewakili posisi diskrit dari rotor karena tertarik oleh medan magnet yang disebabkan oleh pulsa ini.
Gambar di atas menggunakan arus penggerak untuk motor stepper 4 kumparan (4 "fase") dapat di Perhatikan pulsa dan hubungannya dengan langkah-langkah diskrit berbeda yang diambil oleh rotor, direpresentasikan dalam blok skala abu-abu.
Menggunakan lebih banyak kutub di rotor dan stator, atau dengan menggunakan penggerak microstepping, motor stepper dapat mensimulasikan rotasi kontinu sambil tetap mempertahankan presisinya.
Ini dapat terjadi karena sudut rotasi antara setiap langkah diskrit sangat kecil, sehingga mendekati kontinuitas.
Motor Stepper benar-benar vital untuk teknologi posisi yang akurat, di mana menghentikan dan menahan putaran pada sudut yang tepat itu diperlukan.
Spesifikasi Motor Stepper
Di bawah ini adalah spesifikasi motor stepper yang di jelaskan untuk membantu desainer memilih motor stepper yang tepat untuk proyek yang di kerjakan.
Spesifikasi ini berbeda dari yang digunakan untuk memilih motor induksi dan subtipe serupa lainnya, karena motor stepper di gunakan dengan fungsi yang berbeda.
Torsi Maksimum
Torsi penahanan maksimum adalah torsi maksimum ketika motor dihidupkan tetapi dalam keadaan tidak berputar.
Melihat spesifikasi ini bisa berguna untuk aplikasi di mana posisi sudut harus dijaga tetap diam ketika poros motor mengalami torsi eksternal.
Inersia Rotor
Inersia rotor adalah seberapa mudah atau sulit untuk membuat rotor mulai atau berhenti bekerja, Spesifikasi Ini digunakan saat menghitung seberapa cepat torsi berubah saat mencapai kecepatan pengenal, atau torsi akselerasi.
Arus Pengenal
Arus pengenal adalah jumlah arus yang mengalir ke belitan stator secara terus menerus ketika motor dalam keadaan diam, Ini berasal dari kenaikan suhu di motor saat berhenti.
Step Dasar & Kesalahan Transmisi Sudut
Step dasar adalah jumlah derajat yang dilintasi rotor dari satu pulsa input, Ini menggambarkan setiap "langkah" di motor, setidaknya secara teori.
Kesalahan transmisi sudut adalah nilai yang lebih realistis yang menggambarkan perbedaan antara sudut step dasar dan sudut poros keluaran aktual, Ini mungkin terjadi karena adanya goyangan yang dialami poros keluaran saat stasioner.
Torsi yang Diizinkan & Torsi Maksimum
Torsi yang diizinkan adalah nilai torsi yang dapat di gerakkan oleh motor stepper, pada saat start up, akselerasi, kondisi tunak maka torsi tidak boleh melebihi nilai ini karena jika melebihi dapat menyebabkan motor rusak.
Torsi maksimum adalah nilai torsi maksimum yang dicapai, biasanya hanya dalam waktu singkat dan dialami pada saat start/slow down.
Rentang Kecepatan yang Diizinkan
Nilai ini adalah rentang kecepatan yang diizinkan untuk motor stepper saat memutar poros keluaran, Motor harus selalu beroperasi dalam kisaran ini untuk memberikan hasil terbaik dan untuk mencegah masalah motor.
Aplikasi dan Kriteria Motor Stepper
Motor Stepper dengan presisi dan desain umpan balik terbuka dapat melakukan apa yang tidak bisa dilakukan pada sebagian motor lainnya.
Meskipun bukan pilihan utama untuk aplikasi kecepatan tinggi atau operasi output berjalan terus menerus, namun kelebihan motor stepper memiliki gerakan berulang yang sangat baik dengan kesalahan yang sangat kecil sekali motor ini, andal, mudah dibuat dan dioperasikan, dan dapat bekerja pada berbagai dari kecepatan.
Kekurangan utama motor stepper adalah kebutuhannya untuk dikontrol secara elektronik, di mana setiap gangguan pada elektronik akan secara langsung mempengaruhi kinerja output.
Motor Stepper juga kurang efisien dibandingkan motor DC lainnya, dan umumnya tidak dapat dikendalikan pada kecepatan tinggi karena sifat kutub yang terus-menerus berpindah.
Ada banyak aplikasi untuk motor ini, karena memiliki banyak ukuran, bentuk, dan peringkat,Motor Stepper dapat berkisar dari ukuran watt kecil yang bagus untuk robotika, hard drive disk, sistem kontrol komputer, drive arloji listrik, printer, dan peralatan medis.
Untuk Ukuran watt besar cocok untuk peralatan militer, peralatan mesin, peralatan eksplorasi ilmiah, dan banyak lagi.
Desain motor stepper yang sederhana dapat memberi kemampuan untuk bekerja di mana saja, dan biaya rendah menjadikannya pilihan yang bagus.
Ringkasan
Artikel ini menyajikan pemahaman tentang apa itu motor stepper dan bagaimana prinsip kerjanya, untuk informasi lebih lanjut tentang berbagai jenis motor listrik silahkan baca pada artikel kami tentang Jenis Jenis Motor Listrik.
0 Response to "Prinsip Kerja Motor Stepper Serta Spesifikasinya"
Post a Comment