כמו בתחומים רבים, גם התחום של טכנולוגיית התנועה מתחדש בקצב מהיר. לא מעט חדשנויות שנראו לנו שיא הפכו למיושנים יחסית והופכות להיות פחות או יותר סטנדרט לאחר כמה שנים. לצד כל ההמצאות החדשות, אין ספק כי מנועי צעד והטכנולוגיה שלהם עוברת מהפכה מחודשת ומהווים פתרון איכותי וזול בתחום טכנולוגיית התנועה. מנועי צעד, מי זקוק להם ומהם היתרונות שלהם? על כך ועוד אנחנו בהמשך.
מהו מנוע צעד?
מנוע צעד, או בשמו באנגלית step motor הוא מנוע חשמלי מבוסס זרם ישיר (DC). מנוע זה פועל בצורה שונה לגמרי ממנועים חשמליים רגילים, והוא נותן לנו שליטה מלאה בזווית ומהירות הסיבוב.
איך זה עובד?
העיקרון הבסיסי של step motor די פשוט. בכל הפעלה שלו, נוצרים שדות אלקטרומגנטיים. למעשה, המנוע נע מספר “צעדים” בהתאם לכמות הקטבים והשדות המגנטיים. בניגוד למנועים חשמליים רגילים, מנוע צעד ינוע רק על פי כמות הפולסים לסיבוב המסופקת על ידי הדוחף שלו ולא מעבר לכך. כל צעד של המנוע הוא מעין סיבוב של צירו בזווית קטנה, שהיא תמיד נשארת קבועה. כך בעצם מקבלים שליטה על זווית התנועה ומהירות הסיבוב כמות הפולסים תקבע את זווית התנועה ותדר הפולסים קובע את מהירות הסיבוב.
יתרונות מול חסרונות
יתרונות:
- דיוק – בזכות אופן הפעולה הייחודי שלהם, מנועי צעד מצטיינים ברמת דיוק גבוהה מאוד. כך הם יכולים לשלוט בזווית ובמהירות הסיבוב בצורה אופטימלית.
- מומנט גבוה – תכונה ייחודית של מנועים אלו היא היכולת שלהם לספק מומנט גבוה ללא תלות. כלומר, step motors יוכלו לספק לנו מומנט גבוה גם כאשר מדובר במהירויות נמוכות יחסית של סיבוב.
חסרונות:
- מהירות מוגבלת – מנוע צעד פחות יתאים ליישומים שידרשו מהירות סיבוב גבוהה יחסית.
- עלות – דיוק מוגבל לפי כמות הקטבים של המנוע ויכולת הבקר- דוחף לחלק את הפולס למקטעים צרים.
- חימום – צורת העבודה מחייבת מתן מתח (פולסים) תמידי במלוא המתח כך שתמיד יזרום בסלילים זרם אשר גורם להתחממות המנוע גם אם אינו מייצר עבודה באותו הרגע.
דוגמאות ליישומים נפוצים – איפה משתמשים במנועי צעד?
- מדפסות דו ותלת מימד – מדפסות על פי רוב משתמשות במנועי צעד, בין היתר עבור הנעת הצירים שלהן.
- מכונות CNC – מכונות CNC מאפשרות עיבוד מדויק מאוד, ועבור הנעת צירים חלק מהן משתמשות במנועי צעד.
- זרועות רובוטיות – במשפחות מסויימות של זרועות רובוטיות ישתמשו במנועי מעד
בחירת מנוע צעד – טיפים חשובים
בחירת step motor נכונה אמורה להיערך בהתאם למספר פרמטרים. חשוב לקחת בחשבון את רמת הדיוק הנדרשת עבור היישום הספציפי שלנו. בנוסף, חשוב לא פחות לבדוק מהו המרחב הזמין עבור התקנת המנוע עצמו. מעבר לכך, חשוב מאוד שנדע איך לבחור מנוע מתאים למתח אספקת החשמל הזמין במערכת בה נרצה ליישם אותו. כמובן שמהירות הסיבוב של המנוע אמורה להיות גבוהה מספיק מראש עבור צרכי היישום האלו.
אז מה היה לנו?
מנוע צעד הוא פתרון פשוט וחכם בטכנולוגיית התנועה, וזאת בזכות היתרונות הנהדרים שלו. כדאי לקחת בחשבון כי כמו כל התחומים האחרים, גם תחום זה מתחדש בקצב מהיר – ולכן ניתן כיום לשלב מנועי צעד בחוג סגור (באמצעות אינקודר) המקנה למנוע יכולת תנועה חלקה הרבה יותר מהירות גבוהה הרבה יותר וכמובן דיוק מאוד גבוה.- ולכן ניתן לצפות להתקדמות רבה. סביר להניח כי בהמשך נוכל לראות מנועי צעד עם יכולת דיוק משופרת וטובה עוד יותר, שישדרגו את כל יישומי השימוש שלהם. כך שנוכל לשמור על כל היתרונות הקיימים, ובו-זמנית לצמצם את צריכת האנרגיה.
