Askelmoottori


Askelmoottori on sähkömoottori, joka ei pyöri vapaasti, vaan sitä ohjataan askelittain. Moottorin yksi kierros jaetaan siis useampaan askeleeseen, joiden mukaan moottori voi pyöriä. Askelmoottoria on ohjattava erillisellä ohjauspiirillä, joka säätelee mihin suuntaan ja kuinka paljon moottori pyörii. Tällaista moottoria voidaan ohjata hyvinkin tarkasti, jopa puoli astetta kerrallaan, ja siksi se onkin omiaan tarkkuutta vaativiin kohteisiin kuten teollisuusrobotteihin.[1]

ele_018.JPG
Lerppuaseman askelmoottori

ele_025.JPG

Toimintaperiaate


Askelmoottorin toiminta perustuu sen sisällä oleviin sähkömagneetteihin. Niiden magneettikenttää muuttelemalla saadaan moottori liikkumaan. Kuhunkin magneettiin vuorollaan johdetaan virtaa, jolloin se vetää puoleensa moottorin sisällä pyörivää roottoria. Askelmoottoria voidaankin oikeastaan pitää tavallisen DC-moottorin ja solenoidin risteytyksenä.

Askelmoottorilla on tietty määrä magneettisia napoja, jotka määräävät askeleiden määrän. Yleinen lukumäärä on 200 askelta kierroksessa. Tällöin moottorin tulee liikkua 200 askelta pyörähtääkseen täyden kierroksen. [2]
Kehittyneemmät askelmoottorit pystyvät ottamaan myös puolikkaita askelia, jolloin tarkkuus lisääntyy huomattavasti. Eräs hieno ominaisuus askelmoottoreissa on se, että ne pystyvät pitämään vääntömomenttiaan yllä vaikka eivät ole liikkeessä. Tällöin sähkömagneetteihin johdetaan sellainen määrä virtaa ettei moottori pyöri.

ele_022.JPG
Moottorin yläosa
ele_024.JPG
Puretun moottorin alaosa ja roottori

Käyttökohteita


Askelmoottorit ovat omiaan sellaisissa käyttökohteissa, joissa ei tarvita paljon vääntömomenttia mutta vaaditaan tarkkaa liikkumista. Tällaisia ovat esimerkiksi teollisuusrobotit (pienet sellaiset), levykeaseman lukupää tai kääntyvä webkameran jalka. Mahdollisuuksia on rajattomasti.

Askelmoottorityypit


Askelmoottorit voidaan jakaa kolmeen ryhmään, jotka ovat:
- Kestomagneettiaskelmoottorit
- Reluktanssiaskelmoottorit
- Hybridiaskelmoottorit

Kestomagneettiaskelmoottorissa roottoriin on kiinnitetty kestomagneetteja, ja staattorissa on sähkömagneetteja. Nämä vetävät toisiaan puoleensa kun sähkömagneetteihin johdetaan virtaa. Reluktanssiaskelmoottorissa ei roottorissa ole magneetteja vaan se on tehty pelkästä raudasta, jota sähkömagneetit vetävät puoleensa. Hybridiversio on nimensä mukaisesti kestomagneetti- ja reluktanssiversioiden sekoitus. Hybridiaskelmoottoreissa on yleensä paras teho-koko suhde, eli eniten tehoa, vaikka ovatkin kooltaan pienempiä.[3]

Momentti


Askelmoottoreista ei saada kovinkaan suurta vääntömomenttia aikaan. Moottorin tuottama momentti on suurin kun se pyörii hitaasti ja momentti pienenee sitä mukaa kun moottorin kierrosnopeus kasvaa. Tämä johtuu siitä, että momentti on suurimmillaan silloin, kun sähkömagneettiin johdetaan eniten virtaa. Mitä nopeammin moottori pyörii, sitä vähemmän aikaa magneettiin johdetaan maksimivirtaa, jolloin ei tuoteta enää niin suurta momenttia.[4]
  1. ^ http://fi.wikipedia.org/wiki/Askelmoottori, luettu 30.1
  2. ^ http://koti.mbnet.fi/arno/arno/Paattotyo/Elektroniikka.php#Askelmoottori, luettu 30.1
  3. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor, luettu 30.1
  4. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor, luettu 30.1