ब्रशलेस मोटर और स्टेपर मोटर के बीच अंतर


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मुझे लगता है कि मैं एक ब्रशलेस मोटर और एक स्टेपर मोटर के ऑपरेटिंग सिद्धांतों को समझता हूं, लेकिन मैं अंतर के बारे में थोड़ा भ्रमित हूं। क्या एक ब्रशलेस डीसी मोटर एक बहुत ही बुनियादी स्टेपर मोटर है? उचित नियंत्रण के साथ, एक ब्रशलेस डीसी मोटर को स्टेपर मोटर के रूप में संचालित किया जा सकता है? यदि नहीं, तो वे कैसे भिन्न हैं?

एक इलेक्ट्रॉनिक्स नौसिखिया के लिए, क्या कोई स्टेपर मोटर्स और डीसी ब्रशलेस मोटर्स के बीच समानता और अंतर को उजागर कर सकता है?


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प्रश्न का उत्तर नहीं है, लेकिन यह लिंक बताता है कि हर्स्ट एसी सिंक्रोनस मोटर्स "HURST® स्टीयरिंग मोटर्स के निर्माण में समान हैं"।
टुट

जवाबों:


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दोनों बड़े पैमाने पर एक ही हैं, मौलिक रूप से। हालाँकि, वे इच्छित अनुप्रयोग में भिन्न होते हैं। एक स्टेपर मोटर को, अच्छी तरह से, चरणों में संचालित करने का इरादा है। एक BLDC मोटर को सुचारू गति प्रदान करने के लिए संचालित करने का इरादा है।

चूंकि स्टेपर मोटर्स का उपयोग गति नियंत्रण के लिए किया जाता है, इसलिए चरणों की पुनरावृत्ति वांछनीय है। यही है, यदि आप एक कदम पर शुरू करते हैं, तो दूसरे के लिए, फिर वापस पहले पर, यह आदर्श रूप से उसी स्थान पर वापस लौटना चाहिए जहां यह पहले था। विभिन्न चीजें इसे गड़बड़ कर सकती हैं; बीयरिंग, घर्षण, आदि में ढलान BLDC मोटर्स चरणों के बीच चिकनी टोक़ के लिए अनुकूलित हैं, पुनरावृत्ति नहीं।

स्टेपर मोटर्स को होल्डिंग टोक़ को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है , स्टेपपर की यांत्रिक भार को एक स्टेप पर रखने की क्षमता है। यह घुमावदार वर्तमान को ऊंचा रखते हुए पूरा किया जाता है, हालांकि रोटर को स्टेटर के साथ गठबंधन किया जाता है। यह बहुत अधिक ऊर्जा बर्बाद करता है, क्योंकि यह कोई टोक़ उत्पन्न नहीं करता है जब तक कि लोड स्थिति से बाहर निकलने की कोशिश नहीं करता है, लेकिन यह किसी भी प्रतिक्रिया तंत्र की आवश्यकता से बचता है।

दूसरी ओर, बीएलडीसी आमतौर पर रोटर को स्टेटर को बंद करने के साथ संचालित किया जाता है ताकि लागू करेंट हमेशा अधिकतम टोक़ उत्पन्न करता है, जो एक ब्रश मोटर करता है। यदि कम टोक़ वांछित है, तो वर्तमान कम हो जाता है। यह अधिक कुशल है, लेकिन किसी को यह जानने के लिए लोड की स्थिति को समझना चाहिए कि आवेदन करने के लिए कितना टोक़ है। नतीजतन, स्टेपर मोटर्स आमतौर पर हर समय अधिकतम वर्तमान में मोटर के संचालन की अतिरिक्त गर्मी को समायोजित करने के लिए बड़ा होता है।

इसके अलावा, अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, लोग उम्मीद करते हैं कि एक स्टेपर सटीक गति नियंत्रण के लिए छोटे चरणों में सक्षम होगा। इसका मतलब है बड़ी संख्या में चुंबकीय ध्रुव। एक स्टेपर मोटर में आम तौर पर प्रति क्रांति सैकड़ों कदम होते हैं। एक BLDC आमतौर पर कई कम होगा। उदाहरण के लिए, हाल ही में मैं एक हार्ड ड्राइव से बीएलडीसी के साथ खेल रहा था, और इसमें प्रति क्रांति चार "चरण" हैं।

स्टेपर मोटर्स को आमतौर पर अधिकतम होल्डिंग टॉर्क के लिए डिज़ाइन किया गया है, और दूसरा स्पीड। इसका मतलब आमतौर पर बहुत सारे घुमावों का समापन होता है, जो एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, और इस प्रकार वर्तमान की प्रति इकाई अधिक टोक़। हालांकि, यह बढ़े हुए ईएमएफ की कीमत पर आता है, इस प्रकार प्रति यूनिट वोल्टेज की गति को कम करता है।

इसके अलावा, स्टेपर मोटर्स आमतौर पर दो चरणों में 90 डिग्री से अलग होती हैं, जबकि बीएलडीसी में आमतौर पर तीन चरण होते हैं, 120 डिग्री हिस्सा (हालांकि दोनों मामलों में अपवाद हैं):

स्टेपर मोटर
स्टेपर वाइंडिंग

BLDC
BLDC घुमावदार

इन मतभेदों के बावजूद, एक स्टेपर को बीएलडीसी, या बीएलडीसी की तरह एक स्टेपर की तरह संचालित किया जा सकता है। हालांकि, परस्पर विरोधी डिजाइन के इरादों को देखते हुए, परिणाम इष्टतम से कम होने की संभावना है।


मैंने देखा है कि अधिकांश BLDC नियंत्रकों को स्टेपर के रूप में समान सटीकता के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, लेकिन क्या कोई कारण है कि BLDC मोटर्स को जो भी घूर्णी सेंसर प्रदान करता है, उसे नियंत्रित करने की पेशकश नहीं करनी चाहिए? अगर मैं किसी चीज को जल्दी से जल्दी १२.२५ मोड़ देना चाहता हूं, तो मुझे लगता है कि बीएलडीसी मोटर को स्टीपर से बेहतर काम करने में सक्षम होना चाहिए, क्योंकि एक स्टेपर को निराशावादी त्वरण प्रोफ़ाइल के साथ संचालित करने की आवश्यकता होती है, लेकिन एक बीएलडीसी मोटर ऐसा कोई प्रतिबंध नहीं है।
सुपरकैट

@ सुपरप्रकट कोई विशेष कारण नहीं। लेकिन बीएलडीसी और एक घूर्णी सेंसर के साथ, आपके पास जो एक सर्वो है, और इसे नियंत्रित करने के लिए आपको किसी प्रकार के फीडबैक लूप की आवश्यकता है। वही एक ब्रश मोटर के साथ पूरा किया जा सकता है। स्टेपर में आमतौर पर घूर्णी सेंसर नहीं होते हैं और वे किसी भी तरह के फीडबैक लूप के बिना संचालित होते हैं (गति की सीमा का पता लगाने के लिए सीमा स्विच को छोड़कर), इसलिए वे स्थितिगत सटीकता के लिए कोई भी कदम नहीं उठाने पर निर्भर करते हैं। यह ड्राइवर को सरल बनाता है, लेकिन गति और टॉर्क पर सीमा भी डालता है।
फिल फ्रॉस्ट

एक स्मार्ट सर्वो नियंत्रक के साथ सबसे सुगम गति को प्राप्त होगा, लेकिन अगर कोई 12.25 मोड़ से BLDC मोटर को स्थानांतरित करना चाहता है और कोई विशेष रूप से चिकनाई की परवाह नहीं करता है, तो क्या मोटर को आगे चलाने के साथ कोई विशेष समस्या होगी जब तक कि यह एक मौके पर नहीं पहुंचता। गंतव्य से पहले, फिर इसे गंतव्य चरण के लिए सेट करना, और इसे पीछे की ओर चलाना अगर यह बहुत दूर है? स्टेपर मोटर्स बहुत ही अक्षम हैं, लेकिन ऐसा लगता है कि एक रोटरी एनकोडर और ब्रेक को जोड़ने से दक्षता में काफी सुधार हो सकता है।
सुपरकैट

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@supercat मुझे लगता है कि अभी भी एक सर्वो के रूप में गिना जाता है। विशेष रूप से इसके साथ कोई समस्या नहीं है, लेकिन अगर सर्वो नियंत्रक "सरल" है, तो यह संभवतः उतना सटीक या दोहराने योग्य नहीं होगा, या समान लागत के स्टेपर के रूप में अधिक होल्डिंग टोक़ होगा, और यहां तक ​​कि एक "सरल" सर्वो भी होगा। नियंत्रक एक स्टेपर की तुलना में अधिक जटिल है जिसके लिए किसी भी नियंत्रक की आवश्यकता नहीं है। मुझे लगता है कि एक बैटरी-चालित डिवाइस के लिए एक स्टेपर की अक्षमता एक बड़ी समस्या होगी, लेकिन दीवार में प्लग की गई किसी भी चीज के लिए, विद्युत शक्ति सस्ती और प्रचुर मात्रा में है।
फिल फ्रॉस्ट

यदि टोक़ को पकड़ना आवश्यक है, तो स्टेपर या ब्रेक का उपयोग करना आवश्यक होगा। दक्षता केवल बिजली के उपयोग के कारणों के लिए महत्वपूर्ण नहीं है, हालांकि; एक अधिक कुशल मोटर एक से अधिक छोटी और हल्की हो सकती है जो कि अधिक शक्ति को नष्ट करने में सक्षम होने की आवश्यकता है क्योंकि इसे कभी भी यंत्रवत् उत्पादन के लिए कहा जाएगा। मुझे लगता है कि बीएलडीसी (या आंतरायिक-ड्यूटी स्टेपर) प्लस रोटरी एनकोडर प्लस ब्रेक का संयोजन कई मामलों में छोटा, हल्का और एक ही शीर्ष गति और प्रयोग करने योग्य टोक़ के साथ स्टेपर मोटर की तुलना में सस्ता हो सकता है।
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एक स्टेपर मोटर ब्रशलेस डीसी मोटर का एक रूप है, लेकिन कॉइल्स और स्टेटर की एक विशिष्ट भौतिक व्यवस्था के साथ ताकि रोटेशन की पूर्ण सर्कल को विभाजित करने वाले स्टॉप या डेटेंट्स की एक निश्चित संख्या प्राप्त हो सके।

एक स्टेपर मोटर के ध्रुवों की संख्या, यदि आप चाहें तो चरण आकार या उपखंडों की संख्या, या "पूर्ण चरण" निर्धारित करते हैं।

हालांकि, स्टेपर मोटर कॉइल के सक्रियण में कुछ फैंसी फुटवर्क के साथ, उपयुक्त नियंत्रकों के साथ आधुनिक स्टेपर मोटर्स अक्सर आंशिक चरणों में रोटेशन प्रदान कर सकते हैं, जिसे माइक्रो-स्टेपिंग के रूप में जाना जाता है।

टीएल; डीआर: स्टेपर मोटर्स (आमतौर पर) ब्रशलेस मोटर परिवार का एक सबसेट है।


स्विचित अनिच्छा मोटर्स स्टेपर मोटर का एक और रूप है, जो मानक बीएलडीसी स्टेपर से कुछ अलग है।

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