استپر موتور و ساختار و اصول و كاربرد آن

[مربوب]

سلام
تاپيك حاضر شامل ترجه متون استپر موتور و ساختار و اصول و كاربرد آن براي واحد درسي زبان تخصصي ميباشد .

استپر موتور و ساختار و اصول و كاربرد آن​

Stepper motor, The Structure, Basis and the Usage​

مقدمه
ماشينهاي الكتريكي موسوم به موتورهاي پله‌اي و نحوه ساختار، اصول و تئوري، تكنيكها و كاربردهاي آنها در وسايل مختلفي كه زندگي مدرن ما را پشتيباني مي‌كنند ادامه دارد.

 

[مربوب]

موتور پله‌اي چيست؟ Stepping or stop motor
موتور پله‌اي رلوكتاس متغير يكي از موتورهاي پله تك پشته‌اي Stack variable مي‌باشد كه هسته استاتور داراي شش قطب يا دندانه برجسته مي‌باشد روتور هم داراي چهار قطب است هر دو هسته روتور و استاتور از جنس فولاد نرم هستند. 13 دسته سيم پيچي آرايش داده شده است. هر دسته داراي دو كلاف است كه بصورت سري متصل شده‌اند. يك دسته از سيم پيچ‌ها فاز ناميده مي‌شود. جريان از يك منبع تغذيه DC از طريق كليه III, II, I به سيم پيچ‌ها تأمين مي‌شود. در وضعيت (1)، از طريق جريان كليد I ، فاز I تحريك مي‌شود. شار مغناطيسي ناشي از تحريك در فاصله هوايي واقع مي‌شود، در وضعيت (1) دو قطب برجسته استاتور فاز I كه تحريك شده‌اند با دو دندانه از چهار دندانه روتور همرديف هستند. اين حالت از نظر ديناميكي حالت تعادل است. هنگاميكه كليد 2 براي تحريك فاز 2 علاوه بر فاز يك بسته مي‌شود شار مغناطيسي در قطبهاي استاتور به وجود مي‌آيد. و گشتاور در جهت عكس ساعت مي‌گردد. CCW بعلت كشش (tension) در خطوط خميده ميدان مغناطيسي بوجود مي‌آيد و از اين رو روتور سرانجام به وضعيت 3 خواهد رسيد از اين رو روتور با يك زاويه مي‌چرخد كه زاويه پله (Step angle) خوانده مي‌شود كه در اين مورد ْ15 با انجام هر عمل سوئيچينگ است. اكنون اگر كليد 1 براي تخليه انرژي فاز 1 باز شود، روتور ْ15 ديگر براي رسيدن به وضعيت (4) حركت خواهد كرد.
پس موقعيت زاويه‌اي روتور را مي‌توان بر حسب واحدهاي زاويه پله از طريق فرآيند سوئيچينگ كنترل كرد. امروزه سيگنالهاي سوئيچينگ توسط ICهاي ديجيتال يا ريز پردازنده بعنوان سوئيچهاي الكتريكي در درايويك موتور پله‌اي توليد مي‌شوند.
موتور پله‌اي يك موتور الكتريكي است كه ورودي الكتريكي ديجيتال را به يك حركت مكانيكي تبديل مي‌كند. در مقايسه با ديگر ادواتي كه مي‌توانند اعمال مشابه يا سكاني را انجام دهند، سيستم كنترلي كه از يك موتور پله‌اي بهره مي‌برد داراي چندين مزيت مشخص بترتيب زير است:
1- معمولاً به هيچ فيدبكي براي كنترل موقعيت (position) يا كنترل سرعت نياز نمي‌باشد.
2- خطاي موقعيت جمع ناپذير (non-cumulative) است.
3- موتورهاي پله‌اي با تجهيزات ديجيتال مدرن سازگاري هستند.
با اين دلايل انواع كلاسهاي مختلف موتورهاي پله‌اي در لوازم جانبي كامپيوتر، دستگاههاي خودكار و سيستم‌هاي مشابه بكار رفته‌اند.

 

[مربوب]

بررسي بازار
معرفي محصول:
استپر موتور خودرو در واقع موتوري است كه به جاي حركت چرخشي آزاد حركت قفلي داشته و به جاي كار با برق و بدنه مستقيم، با پالس كار مي‌كند و به ازاي هر پالس دريافتي ميتواند يك گام به جلو و يا عقب بر دارد. اين گام كه قابل تنظيم است، مي‌تواند در جهت راست گرد يا چپ گرد باشد. نمونه استپر موتور را مي‌توان در ساعت مچي مشاهده نمود به گونه‌اي كه عقربه ثانيه شمار حركتهاي قفلي يك درجه‌اي را انجام مي‌دهد. با استفاده از يك چرخ دنده حركت چرخشي استپ موتور را در متور به حركت رفت و آمد سوزن ژيگلور انتقال مي‌دهند. استپر موتور در واقع همانند ژيگلور دور آرام در پيكان و يا شير برقي دور آرام در پژو 405 است. استپر موتور مورد استفاده در خودروهاي انژكتوري به جاي يك مرحله باز و بسته كردن سوزن، شامل 200 مرحله هستند كه از يكديگر فاصله دارند. استپر موتور براي طي اين 200 مرحله نياز به 200 پالس از جانب ECU (Electronic Control Unit) واحد كنترل الكترونيكي دارد كه در زمان لازم آن را دريافت مي‌كند.
وظيفه عمده استپر در موتور به شرح ذيل مي‌باشد:
ـ تنظيم دور آرام
ـ مانع از خاموش شدن خودرو هنگام برداشتن ناگهاني پدال گاز
ـ تأمين افت دور RPM ناشي از گرفتن بار
ـ ساسات
ـ هنگام روشن شدن كولر دور موتور را زياد مي‌كند.
اولين وظيفه مهم اين قطعه روشن نگه داشتن خودرو در حالت دور آرام است كه در واقع همان وظيفه ژيگلور دور آرام است. اصل كار با باز كردن مسير اضافي هوا براي سيلندر تأمين مي‌شود.
دومين وظيفه اين قطعه در هنگام روشن شدن كولر مشخص مي‌شود يكي از مشخصه‌هاي خودروهاي كولردار داشتن مكانيزمي به عنوان وكيوم كولر براي افزايش نسبي ميزان گاز در هنگام كولر گرفتن است. اين سيستم به گونه‌اي كار مي‌كند تا در هنگام كولر گرفتن با افزايش مقدار گاز، نيروي مخالف كولر را كه بر روي موتور فشار مي‌آورد خنثي كرده و از افت قدرت موتور جلوگيري بعمل آيد. وقتي كليد كولر زده مي‌شود يك پيغام از مجموعه سيستم كولر به ECU انژكتور مي‌رسد با دريافت اين پيغام بلافاصله ECU دستورهاي پالسي خود را به استپر موتور فرستاده و مسير عبور هوا را چندين مرحله باز مي‌كند و اين كار باعث شده تا دور موتور نه تنها زير بار كولر تضعيف نشود بلكه چيزي حدود 50 PRM دور در دقيقه نيز افزايش يابد. اصولاً وكيوم كولر بايد به نحوي كار كند كه هيچگونه تغييري در دور موتور ايجاد نشود. در هر صورت با توجه به اينكه ممكن است در هنگامي كه موتور سرد است نيز كولر گرفته شود اين 50 دور مي‌تواند تضمين براي حفظ پايداري موتور باشد. وظيفه سوم به انجام عمليات ساسات بر مي‌گردد. در هنگاميكه خودرو سرد است سوزن استوپر طوري توسط ECU تنظيم مي‌شود كه نسبت هوا به سوخت كاهش يافته و خودرو با بنزين بيشترين راه اندازي مي‌شود تا اولاً با اولين استارت روشن شده و ثانياً هر چه سريعتر گرم شود و اين كار به صورت اتوماتيك در خودروهاي انژكتوري انجام مي‌شود.
با استارت زدن هر خودرو انژكتوري در وهله اول دور موتور كمي بالاتر از حد عادي است كه پس از حدود يك دقيقه به دور عادي خود يعني بين 750 الي 850 PRM باز مي‌گردد و اين نشان از ساسات اتوماتيك دارد.

 

[مربوب]

كار ديگر استپر موتور كه در خودروها انجام مي‌شود تنظيم هواي مورد مصرف سيلندرهاي موتور در زمان رها كردن پدال گاز است. در خودروهايي كه فاقد اين قطعه هستند با رها كردن گاز تنظيم سوخت و هوا به علت بسته شدن ناگهاني دريچه گاز به هم مي‌خورد و ديده يم‌شود كه به هنگام رها كردن گاز، خودرو بطور ناگهاني و لحظه‌اي دود مي‌كند، اما در اين سيستم با وجود استپ موتور ديگر اين مشكل وجود ندارد چرا كه به محض رها كردن پدال گاز استپ موتور خود را به عقب كشيده و مسير بيشتري را براي سوختن بنزين‌هاي پاشش شده اما به داخل سيلندر وارد نشده است را تأمين مي‌كند. علت انجام نشدن اين پروسه در پژو 206 اين است كه انژكتورهاي تك به تك و تنها در زمان لازم پاشش قبل از باز شدن سوپاپ انجام نمي‌شود تا به هواي اضافي براي سوختن آن نياز باشد.
آخرين و ظريف‌ترين وظيفه استپر موتور عكس‌العمل در مقابل روشن كردن هر نوع وسيله مصرف كننده در داخل خودرو و حفظ تعادل دور موتور در هر شرايط است. با بالا و پايين رفتن شرايط محيطي و موتوري و نيز روشن و خاموش كردن هر نوع مصرف كننده در داخل خودرو، استپ موتور با جابجايي سوزن خود شرايط را براي پايداري هميشگي موتور فراهم مي‌كند تا موارد فوق به گونه مناسبي جبران شده يا بهبود يابد.

 

[مربوب]

قطعات تشكيل دهنده استپر موتور
1- يك سوزن و رتور
2- يك هسته مغناطيسي كه تشكيل شده از دو عدد سيم پيچ كه حالت معكوس دارند.
استپر موتور 4 پايه دارد كه 2 پايه آن سوزن را به جلو و 2 پايه آن سوزن را به عقب مي‌كشد.
طول حركتي (كورس كامل) استپر موتور 82/0 مي‌باشد.

پايه‌هاي B و C سيم پيچ دوم سوزن را به طرف عقب مي‌برد. پايه‌هاي A و D سيم پيچ اول به جلو حركت مي‌كند.​

در طراحي اين موتور پله‌اي ظاهراً ساده فاكتورهاي بسياري مي‌بايست مورد توجه قرار گيرند و احتياط‌هاي بسياري به منظور عملكرد مطلوب و مطمئن لحاظ شوند. اين ماشين نياز به نسبت بالاي گشتاور به اينرسي اجزاء متحرك بمنظور اجتناب از دست دادن پله دارد، و ثابت زماني، نسبت اندوكتانس مدار به مقاومت بايستي كوچك باشد تا به سرعت عملكرد بالايي است يافت البته اين مسائل هنوز هم در بعضي از موتورهاي مدرن وجود دارند.
همه نوع موتور پله‌اي مغناطيسي كه از آهنرباي دائمي بهره مي‌برند در كنار موتورهاي رلوكتانس متغير كه لازم به يادآوري است نوع موتور به كار رفته در قطعه‌اي ساخته شده در سيستم‌هاي انژكتوري از اين نوع موتور آهنربايي مي‌باشد. نام اين موتور Pm خوانده مي‌شود كه استاتور اين نوع موتور داراي قطبهاي برجسته مي‌باشد و روتور يك آهنرباي دائمي (Permanent magnet) استوانه‌اي مشابه به روتور يك موتور سنكرون معمولي مي‌باشد. ـ نوع دوم موتور هيبريد (Hybrid) است. كه روتور آن داراي ساختار آهنرباي دائمي استوانه‌اي كه بطور محوري قطبيده شده با هسته‌هاي فولادي نرم دندانه دار پوشيده شده است. اين ماشين با تركيب اصول موتور آهنرباي دائمي و موتور رلوكتانس متغير بعنوان يك موتور پله‌اي عمل مي‌كند ـ نوع سوم موتور، كه از آهنرباي دائمي سود مي‌برد يك موتور پله‌اي تكفاز است. اين ماشين داراي يك ساختار منحصر بفرد با وجود دو آهنربا در استاتور خود است.

 

[مربوب]

مهمترين ويژگي موتور پله‌اي اين است كه با يك زاويه ثابت به ازاي هر پالس اعمال شده به توالي ساز منطقي مي‌چرخد. مقدار نامي اين زاويه (درجه) زاويه پله خوانده مي‌شود.
با دريافت يك پالس دستور پله، توالي ساز منطقي فازي را كه بايد تحريك (يا انرژي دار) شود و فازي را كه بايستي تخليه انرژي شود تعيين مي‌كند و سيگنالهايي به درايو موتور كه طبقه كنترل كننده جريان تحويلي به موتور مي‌باشد، مي‌فرستد. توالي ساز منطقي معمولاً با تراشه‌هاي مدار مجتمع TTL يا CMOS ساخته مي‌شود.
درايو قدرت براي تحريك فاز متناظر سيم پيچي عمل مي‌كند. بطور مشابه، اگر خروجي در سطح مي‌باشد، فاز هم شماره تحريك نمي‌شود، يا خاموش مي‌شود.
اگر موتور با ترتيب تحريك ... در جهت ساعتگرد CW→ حركت كند، جهت چرخش با ترتيب عكس ... در جهت عكس ساعتگرد CCW→ خواهد بود. در سيستم پانچ نوار، ترتيب معمولاً براي فرستادن نوار در يك جهت ثابت است، بطور كلي، هيچ قاعده مشخصي براي تعيين اينكه كدام جهت ساعتگرد يا عكس آن است وجود ندارد.
موتوري كه از يك سر در جهت ساعتگرد مي‌چرخد اگر از سر ديگر ديده شود بنظر مي‌رسد كه در جهت عكس ساعتگرد حركت مي‌كند. جهت چرخش معمولاً با تطبيق بخشهاي مورد نظر معين مي‌شود.

 

[مربوب]

نوع دوم: موتور پله‌اي Pm ابتدايي
يك موتور پله‌اي با بهره گيري از آهنربايي دائمي در روتور بنام موتور آهنرباي دائمي (Pm) خوانده مي‌شود. يك موتور Pm ابتدايي كه از يك آهنرباي دائمي استوانه‌اي بعنوان روتور بهره مي‌گيرد و داراي چهار دندانه يا قطب در استاتور خود م‌باشد. يك آرايش كلاف طرح دو رشته‌اي بكار رفته كه دو سيم روي هم بنحوي پيچيده شده‌اند كه يكي از سيمها در قطب‌هاي 1 ، 3 مي‌باشد و اين دو سيم براي حفظ استقلال در ترمينالها از هم جدا شده‌اند. حالت مشابه در قطبهاي 2 ، 4 صادق است.

نوع سوم : موتور پله‌اي هيبريد
نوع ديگر موتور پله‌اي داراي آهنرباي دائمي در روتور خود مي‌باشد موتور هيبريد است. اصطلاح هيبريد از اين موضوع كه موتور با تركيبي از اساس موتورهاي آهنرباي دائمي و رلوكتانس متغير كار مي‌كند گرفته شده است. ساختار هسته استاتور مشابه، يا خيلي نزديك ، به استاتور موتور VR مي‌باشد.

 

[مربوب]

نوع چهارم: موتور پله‌اي در خودروهاي انژكتوري استفاده مي‌شود كه بنام آهنرباي دائمي با دندانه‌هاي پنجه‌اي
موتور Pm دندانه پنجه‌هاي نوع ديگري از موتور پله‌اي است. چون استاتور اين موتور از نوعي قوطي فلزي تشكيل شده است. اين موتور همچنين به نام موتور پله‌اي با پشته قوطي ـ شكل (can-Stack) نيز شناخته مي‌شود. بعد دندانه‌ها به داخل فرو برده شده‌اند تا بشكل دندانه‌هاي پنجه‌اي در آيند يك پشته از استاتور با اتصال دو قفسه توپي شكل تشكيل مي‌شود. بطوريكه دندانه هر دو در هم گير مي‌كنند و كلاف حلقوي (Torpidly) درون آنها قرار دارد.
ويژگي موتور پشته قوطي ـ شكل اين است كه دندانه‌هاي استاتور يك ميدان ناهم قطب را از جريان گذرنده از كلاف حلقوي استاتور بوجود مي‌آورند. آهنرباي سراميك استوانه‌اي روتور (فريت) هم بمنظور توليد يك ميدان ناهم قطب مغناطيده شده است. تعداد قطبهاي نمونه هر پشته در يك موتور پله‌اي ْ5/7 درجه، 24 مي‌باشد اين نوع از موتورها معمولاً دو پشته دارند. به اين خاطر كه روتور داراي قطبهاي مغناطيسي همرديف با محور ربع گام بين دو پشته نا همرديف هستند. كلاف‌هاي حلقوي معمولاً دو رشته‌اي م‌باشند تا با سوئيچينگ جريان يك جهته بين آنها پلاريته مخالف بوجود آيد.
روتور در ابتدا در موقعيت حالت (1) قرار مي‌گيرد و فاز A براي ايجاد قطبهاي مغناطيسي مطابق الگوي سطر (1) تحريك شده است. همانطور كه مشخص است، روتور بعلت كشش خطوط مغناطيسي به چپ حركت مي‌كند. حالت (2) به هنگام تحريك فاز A يك موقعيت تعادل مي‌باشد. پس اگر جريان به فاز B سوئيچ شود، روتور در همان جهت بيشتر رانده خواهد شد، بخاطر اينكه دندانه‌هاي استاتور در پشته B به اندازه ربع گام دندانه از سمت چپ نسبت به پشته A ناهم رديف مي‌باشد.
حالت (3) نتيجه ناشي از اين تحريك را نشان مي‌دهد براي پيش راندن بيشتر روتور به چپ و قرار گرفتن در حالت (4) ، فاز B سوئيچ خواهد شد. موتور دندانه پنجه‌اي هزينه‌هاي توليد پائيني دارد، اما قادر به تحقق يك زاويه پله بسيار كوچك نيست.




موتورهاي پله‌اي تكفاز يا دو فاز موجود، همه از يك يا دو آهنرباي دائمي استفاده مي‌كنند چون آهنرباهاي دائمي واقعاً براي بالا بردن نيست گشتاور به توان ورودي در يك موتور كوچك ضروري مي‌باشند.

 

[مربوب]

كابرد موتورهاي پله‌اي
1- لوازم جانبي كامپيوتر
در اين زمينه بعنوان حوزه اصلي كاربردهاي موتور پله‌اي منظور مي‌شود. انواع بسياري از لوازم جانبي كامپيوتر از اين موتورهاي كوچك براي استفاده در ديسك گردان‌ها و چاپگرها و رايانه‌هاي بازي Play Station بكار مي‌رود.

2- چاپگرها
چندين نوع از چاپگرها كه در آنها موتورهاي پله‌اي به منظورهاي مختلفي بكار رفته وجود دارند. اسكنرهاي چند گوشه در چاپگرهاي ليزري، به هر حال اين چاپگرها از موتورهاي پله‌اي براي كاغذ رسان، چرخش استوانه احساس به نور و بخش تكان دهنده تونر استفاده مي‌كنند.
3- رسام‌هاي گراف
رسام‌هاي گراف در نقشه‌هاي معماري، نقشه‌هاي ماسك براي مدارات مجتمع، و دياگرام‌هاي مدار الكتريكي مورد نياز مي‌باشد، ورقه كاغذ در جهت y (جلو و عقب) توسط يك موتور پله‌اي درايو مي‌شود و قلم توسط موتور پله‌اي ديگري در جهت x درايو مي‌شود.
4- درايوها ديسك سخت/فلاپي
براي استقرار هد در يك درايو فلاپي ديسك يك موتور پله‌اي دندانه پنجه‌اي استفاده مي‌شود.
5- كاربرد در كنترل عددي
ابزارهاي ماشين با كنترل عددي زمينه كاربردي مهمي براي موتورهاي پله‌اي هستند. (ماشين فرز)
6- كاربرد در ماشين‌هاي اداري
كپي كننده‌ها، ماشين فاكس و غيره. كاربردهاي ديگر در ساعت مچي، دوربينها در صنايع سنگين، جلوه‌هاي ويژه دوربين

 

[مربوب]

چهار فاكتور اقتصادي وجود دارند كه براي حيات صنعت دقيق لازم مي‌باشند:
1- نياز به بازار مصرف با تكنولوژي پيشرفته
2- تجربه در ساخت مواد و قطعات (تأمين مواد و قطعات)
3- دسترس به ماشينهاي با عملكرد بسيار خوب و ماشين‌هاي توليد مخصوص (Special production)
4- تأمين نيروي انساني
ژاپن اين چهار فاكتور را در توليد موتور پله‌اي رعايت مي‌كند. اينكه اين صنعت در مناطق ديگر آسيا موفقيت آميز مي‌باشد به اين بستگي خواهد داشت كه اين موارد در آنجا چگونه رعايت مي‌شوند.
يك موتور پله‌اي با يك زاويه ثابت به ازاي هر پالس مي‌چرخد. مقدار نامي آن زاويه پله يا طول پله ناميده مي‌شود و برحسب درجه بيان مي‌شود. كاهش زاويه پله دقت تعيين موقعيت را افزايش مي‌دهد. يك ويژگي موتورهاي پله‌اي اين است كه مي‌توانند يك زاويه كوچك را تحقق بخشند. مهندسين به تعداد پله بر دور توجه دارند، كه در اين جزوه با S نشان داده شده است و به روشني زاويه پله θ2 طبق رابطه زير مرتبط است:

θ2=360/S.​

S به تعداد دندانه‌هاي روي روتور (N1) و تعداد فازها m طبق روابط زير مرتبط است براي موتورها رلوكتانس متغير

S = mNr​

يا براي موتورهاي آهنرباي دائمي و موتورهاي هيبريد

S = 2mNr​

تعداد معمول فازهاي موتورهاي رلوكتانس متغير 3 ، 4 و 5 مي‌باشد و معمول‌ترين موتور هيبريد دو فاز دارد ولي انواع سه و پنج فاز هم موجودند. بطور مثال تعداد زياد دندانه‌هاي روتور، Nr 50 يا 100 مي‌باشد.
موتورهاي طراحي شده به منظور استفاده در درايو گردونه‌هاي كاراكتر در يك چاپگر يا ماشين تايپ داراي 128.96 ، يا 132 پله بر دور مي‌باشند. يك موتور دو يا چهار فاز استاندارد 200 پله دارد. برخي موتورهاي دقيق براي دستيابي به يك دور با 500 تا 1000 له طراحي شده‌اند.
بهرحال، زواياي پله در برخي موتورهاي ساده به بزرگي ْ5/7 ، ْ15 هستند و يك موتور مخصوص بكار رفته در ساعت مچي داراي يك زاويه پله ْ180 مي‌باشد.
گشتاورد بازيابي و نگهدارنده بالا
موتورهاي پله‌اي طوري طراحي شده‌اند كه گشتاور بزرگي داراي توليد مي‌شود. اين امر موتور را قادر به راه اندازي و توقف سريع و نشان دادن يك گشتاور بازيابي قوي به هنگام جابجايي از موقعيت سكون ناشي از گشتاور بار مي‌كند. فاصله هوايي بين دندانه‌هاي روتو و استاتور تا حد امكان براي اين منظور كوچك طراحي شده است.
1- گشتاور نگهدارنده بعنوان گشتاور استاتيك ماكزيمم اعمال شده به محور يك موتور تحريك شده با جريان نامي در يك حالت مشخص بدون بروز چرخش پيوسته تعريف مي‌شود.
2- گشتاور گيره بعنوان گشتاور استاتيك ماكزيمم اعمال شده به محور يك موتور تحريك نشده بدون بروز چرخش پيوسته تعريف مي‌شود.
هر چه گشتاور نگهدارنده بزرگتر باشد، خطاي موقعيت ناشي از بار كوچكتر است. گشتاور گيره تنها در موتور حاوي يك آهنرباي دائمي ظاهر مي‌شود

 

[مربوب]

خطاي تعيين موقعيت جمع ناپذير
دقت در تعيين موقعيت عامل مهمي است كه كيفيت يك موتور پله‌اي را مشخص مي‌كند. موتورهاي پله‌اي طوري طراحي شده‌اند كه با يك زاويه پله از پيش تعيين شده در پاسخ به يك سيگنال پالس (با فرمان پله) مي‌چرخند و در يك موقعيت مشخص توقف مي‌كند. چون دقت در حالت بي باري به دقت فيزيكي روتور و استاتور بستگي دارد، خطاي تعيين موقعيت جمع پذير نيست.
با توجه به موقعيت‌هايي كه در آنها روتو از حركت باز مي‌ايستد دو مفهوم را در نظر داريم:
1- موقعيت سكون، يا موقعيت تعادل، بعنوان موقعيتي كه در آن يك موتور تحريك شده در حالت بي باري از حركت باز مي‌ايستد تعريف شده است.
2- موقعيت گيره بعنوان موقعيتي كه در آن يك موتور داراي آهنرباي دائمي در روتور خود بدون تحريك در حالت بي باري از حركت باز مي‌ايستد تعريف شده است.
3- موقعيت‌هاي سكون و گيره همواره يكسان نيستند. در برخي كاربردها بدون تحريك سيم پيچي‌ها بمنظور صرفه جويي در توان از موقعيت‌هاي گيره در تعيين موقعيت استفاده مي‌شود.
4- خطاي موقعيت پله بعنوان بزرگترين خطاي موقعيت زاويه‌اي استاتيك منفي يا مثبت (در مقايسه با زاويه پله نامي) كه هنگام حركت روتور از يك موقعيت سكون به موقعيت سكون ديگر اتفاق مي‌افتد، تعريف شده است.
5- دقت موقعيتي، بعنوان بزرگترين خطاي موقعيت زاويه‌اي در موقعيت سكون با توجه به زاويه پله جمع پذير نامي تعريف شده است، كه مي‌تواند در يك دور كامل روتور بهنگام حركت از يك موقعيت سكون مرجع واقع شود.

 

[مربوب]

ديناميك بسيار خوب ناشي از نسبت‌هاي گشتاور به اينرسي بالا
مطلوبست كه موتورهاي پله‌اي تا حد ممكن در پاسخ به يك پالس ورودي يا قطار پالس سريع حركت كنند. براي يك موتور پله‌اي نه تنها راه اندازي سريع بلكه توقف سريع نيز پروي مي‌باشد. اگر در قطار پالس به هنگام كار موتور وقفه‌اي ايجاد شود موتور بايستي قادر به توقف در موقعي كه توسط آخرين پالس مشخص شده باشد. اين مشخصه‌هاي ديناميك بسيار خوب ناشي از نسبت گشتاور به اينرسي بالا در يك موتور پله‌اي در مقايسه با موتورهاي AC معمول مي‌باشند.
سرعت چرخش يك موتور پله‌اي بر حسب تعداد پله‌ها در هر ثانيه داده مي‌شود و اصطلاح نرخ پله اغلب براي اشاره به سرعت استفاده مي‌شود به علت اينكه در اكثر موارد تعداد پالس‌هاي اعمال شده به توالي ساز منطقي با تعداد پله‌ها برابر است سرعت ممكن است بر حسب فركانس پالس بيان شود. هرتز (HZ) براي واحد نرخ پله بكار برده مي‌شود در حاليكه P.P.S (يا پالس در ثانيه) و پله در ثانيه بطور گسترده بكار برده مي‌شوند.
سرعت گردش موتورهاي AC با DC موسوم معمولاً بر حسب دور بر دقيقه (با r.p.m) بيان مي‌شود. استفاده از s60 براي اندازه گيري سرعت موتوري كه لازم است افزايش و كاهش سرعت سريع داشته باشد غير معقول است، اما اينجا سرعت بر حسب r.p.m نرخ پله و پله بر دور داده خواهد شد:

n = 60 f / S​

كه n : سرعت چرخش (r.p.m)
f : نرخ پله (Hz)
S : پله بر دور

 

[مربوب]

طبقه بندي موتورهاي پله‌اي
موتور VR
موتور پله‌اي رلوكتانس متغير يا به اختصار موتور VR ممكن است بعنوان ابتدائي‌ترين نوع موتور پله‌اي مطرح شود. ساختار داخلي يك موتور VR اين موتور سه فاز داراي شش دندانه استاتور است. هر دو دندانه متقابل استاتور، است. هر دو دندانه متقابل استاتور، كه از يكديگر ْ18 فاصله دارند داراي يك فاز مي‌باشند؛ به اين معني كه كلاف‌هاي هر دندانه متقابل بصورت سري يا موازي متصل شده‌اند. روتور داراي چهار دندانه است هسته روتور و استاتور معمولاً از فولاد سيلكون متورق ساخته شده‌اند اما از روتورهاي فولاد سيلكون توپر بسيار زياد استفاده مي‌شود. هر دو مواد استاتور و روتور بايستي قابليت نفوذپذيري بالايي داشته باشند و قادر به عبور شار مغناطيسي زيادي حتي در صورت اعمال نيروي محركه مغناطيسي كم باشند.
يك تحليل اشباع يك قطعه آهن رانده شده به درون يك ميدان مغناطيسي حاصل از يك آهنرباي الكتريكي يك جريان / از كلاف n دوري مي‌گذرد تا شار مغناطيسي حاصل شود و يك نيرو f در قطعه آهني در جهت x اعمال شود. قطعه آهني را مي‌توان بعنوان دندانه روتور يك موتور پله‌اي در نظر گرفت و آهنرباي الكتريكي متناظر با يك جفت دندانه استاتور در يك موتور VR مي‌باشد. ابتدا چگالي شار مغناطيسي Bs در فاصله‌هاي هوايي را تعيين مي‌كنيم (كه فضايي نشان داده شده با g/2 قانون مداري آمپر در حلقه بسته نقشه چين اينطور بيان مي‌شود.

. H.di=nI