স্টেপার মোটর ও সার্ভো মোটরের মধ্যে পার্থক্য এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রসমূহ

স্টেপার মোটরসার্ভো মোটরের তুলনায় কম খরচের সুবিধা সহ বিচ্ছিন্ন গতি নিয়ন্ত্রণকারী ডিভাইস হলো এমন যন্ত্র যা যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক শক্তিকে রূপান্তর করে। যে মোটর যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে তাকে "জেনারেটর" বলা হয়; যে মোটর বৈদ্যুতিক শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে তাকে "মোটর" বলা হয়। স্টেপার মোটর এবং সার্ভো মোটর হলো গতি নিয়ন্ত্রণকারী পণ্য যা অটোমেশন সরঞ্জামের গতিবিধি এবং চলার পদ্ধতিকে নির্ভুলভাবে সনাক্ত করতে পারে এবং এগুলো প্রধানত অটোমেশন সরঞ্জাম তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

স্টেপার মোটরের রোটর তিন প্রকারের হয়: রিঅ্যাক্টিভ (VR টাইপ), পার্মানেন্ট ম্যাগনেট (PM টাইপ) এবং হাইব্রিড (HB টাইপ)। ১) রিঅ্যাক্টিভ (VR টাইপ): রোটরের দাঁতসহ গিয়ার। ২) পার্মানেন্ট ম্যাগনেট (PM টাইপ): পার্মানেন্ট ম্যাগনেটসহ রোটর। ৩) হাইব্রিড (HB টাইপ): পার্মানেন্ট ম্যাগনেট এবং রোটরের দাঁত উভয়ইসহ গিয়ার। স্টেটরের ওয়াইন্ডিং অনুসারে স্টেপার মোটরকে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়: এগুলো হলো টু-ফেজ, থ্রি-ফেজ এবং ফাইভ-ফেজ সিরিজ। দুটি স্টেটরযুক্ত মোটরকে টু-ফেজ মোটর এবং পাঁচটি স্টেটরযুক্ত মোটরকে ফাইভ-ফেজ মোটর বলা হয়। একটি স্টেপার মোটরে যত বেশি ফেজ এবং বিট থাকে, সেটি তত বেশি নির্ভুল হয়।

 

এইচবি মোটর দিয়ে অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট ক্ষুদ্র ক্রমবর্ধমান ধাপ গতি অর্জন করা যায়, অপরদিকে পিএম মোটরের ক্ষেত্রে সাধারণত উচ্চ নিয়ন্ত্রণ নির্ভুলতার প্রয়োজন হয় না।এইচবি মোটরজটিল ও সুনির্দিষ্ট রৈখিক গতি নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে। পিএম মোটরগুলো টর্ক ও আয়তনে তুলনামূলকভাবে ছোট, সাধারণত উচ্চ নিয়ন্ত্রণ নির্ভুলতার প্রয়োজন হয় না এবং খরচের দিক থেকে অধিক সাশ্রয়ী। শিল্পক্ষেত্র: বস্ত্র যন্ত্রপাতি, খাদ্য প্যাকেজিং। উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং মোটর নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতার দিক থেকে,এইচবি স্টেপার মোটরপিএম স্টেপার মোটরের চেয়ে আরও উন্নত মানের।

 

স্টেপার মোটর এবং সার্ভো মোটর উভয়ই গতি নিয়ন্ত্রণকারী পণ্য, কিন্তু এদের কার্যক্ষমতায় পার্থক্য রয়েছে। স্টেপার মোটর হলো একটি বিচ্ছিন্ন গতি নিয়ন্ত্রণকারী ডিভাইস যা একটি কমান্ড গ্রহণ করে এবং একটি ধাপ সম্পন্ন করে। স্টেপার মোটর ইনপুট পালস সিগন্যালকে কৌণিক সরণে রূপান্তরিত করে। যখন স্টেপার মোটর ড্রাইভার একটি পালস সিগন্যাল গ্রহণ করে, তখন এটি স্টেপার মোটরটিকে নির্ধারিত দিকে একটি নির্দিষ্ট কোণে ঘোরায়। সার্ভো মোটর হলো একটি সার্ভো সিস্টেম যেখানে বৈদ্যুতিক সংকেতকে টর্ক এবং গতিতে রূপান্তরিত করে একটি নিয়ন্ত্রণ বস্তুকে চালনা করা হয়, যা গতি এবং অবস্থানের নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

 

✓ স্টেপার মোটর এবং সার্ভো মোটর নিম্ন কম্পাঙ্কের বৈশিষ্ট্য, ক্ষণস্থায়ী কম্পাঙ্কের বৈশিষ্ট্য এবং ওভারলোড ক্ষমতার দিক থেকে বেশ ভিন্ন।

নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতা: স্টেপার মোটরের ফেজ এবং সারির সংখ্যা যত বেশি হয়, নির্ভুলতাও তত বেশি হয়; এসি সার্ভো মোটরের নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতা নিশ্চিত করা হয় মোটর শ্যাফটের পেছনের প্রান্তে থাকা রোটারি এনকোডারের মাধ্যমে, এনকোডারের স্কেল যত বেশি হয়, নির্ভুলতাও তত বেশি হয়।

✓ নিম্ন-কম্পাঙ্ক বৈশিষ্ট্য: স্টেপার মোটর কম গতিতে নিম্ন-কম্পাঙ্কের কম্পন প্রবণতা দেখায়, স্টেপার মোটরের কার্যপ্রণালী দ্বারা নির্ধারিত এই নিম্ন-কম্পাঙ্কের কম্পন যন্ত্রটির স্বাভাবিক কার্যকারিতার জন্য ক্ষতিকর, এবং সাধারণত এই নিম্ন-কম্পাঙ্কের কম্পন কাটিয়ে ওঠার জন্য ড্যাম্পিং প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়; এসি সার্ভো সিস্টেমে রেজোন্যান্স দমন করার ক্ষমতা রয়েছে, যা যন্ত্রপাতির দৃঢ়তার অভাব পূরণ করতে পারে। এর ফলে এর কার্যকারিতা খুব মসৃণ হয় এবং কম গতিতেও কোনো কম্পন ঘটে না।

✓ টর্ক-ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্য: স্টেপার মোটরের আউটপুট টর্ক গতি বাড়ার সাথে সাথে হ্রাস পায়, তাই এদের সর্বোচ্চ অপারেটিং গতি হলো ৩০০-৬০০ আরপিএম; সার্ভো মোটর রেটেড গতি (সাধারণত ২০০০-৩০০০ আরপিএম) পর্যন্ত রেটেড টর্ক আউটপুট দিতে পারে এবং রেটেড গতির উপরে এটি স্থির পাওয়ার আউটপুট প্রদান করে।

✓ ওভারলোড ক্ষমতা: স্টেপার মোটরের ওভারলোড ক্ষমতা নেই; সার্ভো মোটরের শক্তিশালী ওভারলোড ক্ষমতা রয়েছে।

✓ রেসপন্স পারফরম্যান্স: স্টেপার মোটর স্থির অবস্থা থেকে অপারেটিং স্পিডে (প্রতি মিনিটে কয়েকশ ঘূর্ণন) পৌঁছাতে ২০০-৪০০ মিলিসেকেন্ড সময় নেয়; এসি সার্ভোর অ্যাক্সিলারেশন পারফরম্যান্স আরও ভালো এবং এটি এমন কন্ট্রোল পরিস্থিতিতে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে দ্রুত স্টার্ট/স্টপ প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, প্যানাসনিক মাসা ৪০০ ওয়াট এসি সার্ভো স্থির অবস্থা থেকে মাত্র কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে এর নির্ধারিত ৩০০০ আরপিএম গতিতে পৌঁছায়।

কার্যক্ষমতা: স্টেপার মোটর ওপেন-লুপ নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং স্টার্ট করার ফ্রিকোয়েন্সি খুব বেশি হলে বা লোড খুব বেশি হলে স্টেপ লস বা ব্লকিং হওয়ার প্রবণতা থাকে, এবং থামার সময় গতি খুব বেশি হলে ওভারশুট হওয়ার সম্ভাবনা থাকে; এসি সার্ভো ক্লোজড-লুপ নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং ড্রাইভার সরাসরি মোটর এনকোডার ফিডব্যাক সিগন্যাল স্যাম্পল করতে পারে, তাই সাধারণত স্টেপার মোটরে কোনো স্টেপ লস বা ওভারশুট হয় না এবং এর নিয়ন্ত্রণ কার্যক্ষমতা আরও নির্ভরযোগ্য।

 

পারফরম্যান্সের দিক থেকে এসি সার্ভো স্টেপার মোটরের চেয়ে ভালো, কিন্তু স্টেপার মোটরের সুবিধা হলো এর কম দাম। রেসপন্স স্পিড, ওভারলোড ক্যাপাসিটি এবং রানিং পারফরম্যান্সের দিক থেকে এসি সার্ভো স্টেপার মোটরের চেয়ে উন্নত, কিন্তু খরচ ও পারফরম্যান্সের সুবিধার কারণে কিছু কম চাহিদার ক্ষেত্রে স্টেপার মোটর ব্যবহার করা হয়। ক্লোজড-লুপ প্রযুক্তি ব্যবহারের মাধ্যমে, ক্লোজড-লুপ স্টেপার মোটর চমৎকার নির্ভুলতা এবং দক্ষতা প্রদান করতে পারে, যা সার্ভো মোটরের কিছু পারফরম্যান্স অর্জন করতে সক্ষম, এবং এর সাথে কম দামের সুবিধাও রয়েছে।

 

ভবিষ্যতের দিকে তাকান এবং উদীয়মান ক্ষেত্রগুলো চিহ্নিত করুন। স্টেপার মোটরের প্রয়োগক্ষেত্রে কাঠামোগত পরিবর্তন এসেছে, যেখানে প্রচলিত বাজার সম্পৃক্ততায় পৌঁছেছে এবং নতুন শিল্পের উদ্ভব ঘটছে। কোম্পানির কন্ট্রোল মোটর এবং ড্রাইভ সিস্টেম পণ্যগুলো চিকিৎসা সরঞ্জাম, সার্ভিস রোবট, শিল্প অটোমেশন, তথ্য ও যোগাযোগ, নিরাপত্তা এবং অন্যান্য উদীয়মান শিল্পে গভীরভাবে ব্যবহৃত হয়, যা সামগ্রিক ব্যবসার একটি তুলনামূলকভাবে বড় অংশ দখল করে আছে এবং দ্রুত হারে বৃদ্ধি পাচ্ছে। স্টেপার মোটরের চাহিদা অর্থনীতি, প্রযুক্তি, শিল্প অটোমেশনের স্তর এবং স্টেপার মোটরের নিজস্ব প্রযুক্তিগত উন্নয়নের স্তরের সাথে সম্পর্কিত। অফিস অটোমেশন, ডিজিটাল ক্যামেরা এবং গৃহস্থালী সরঞ্জামের মতো প্রচলিত শিল্পগুলোতে বাজার সম্পৃক্ততায় পৌঁছেছে, অন্যদিকে থ্রিডি প্রিন্টিং, সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদন, চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং স্বয়ংচালিত যানবাহনের মতো নতুন শিল্পের উদ্ভব অব্যাহত রয়েছে।

ক্ষেত্র	নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন
অফিস অটোমেশন	প্রিন্টার, স্ক্যানার, কপিয়ার, এমএফপি ইত্যাদি।
মঞ্চের আলো	আলোর দিক নিয়ন্ত্রণ, ফোকাস, রঙের পরিবর্তন, স্পট নিয়ন্ত্রণ, আলোক প্রভাব ইত্যাদি।
ব্যাংকিং	এটিএম মেশিন, বিল মুদ্রণ, ব্যাংক কার্ড উৎপাদন, টাকা গোনার মেশিন ইত্যাদি।
চিকিৎসা	সিটি স্ক্যানার, হেমাটোলজি অ্যানালাইজার, বায়োকেমিস্ট্রি অ্যানালাইজার, ইত্যাদি।
শিল্প	বস্ত্র যন্ত্রপাতি, প্যাকেজিং যন্ত্রপাতি, রোবট, কনভেয়র, অ্যাসেম্বলি লাইন, প্লেসমেন্ট মেশিন ইত্যাদি।
যোগাযোগ	সিগন্যাল কন্ডিশনিং, মোবাইল অ্যান্টেনা পজিশনিং, ইত্যাদি।
নিরাপত্তা	নজরদারি ক্যামেরার জন্য গতি নিয়ন্ত্রণ।
স্বয়ংচালিত	তেল/গ্যাস ভালভ নিয়ন্ত্রণ, হালকা স্টিয়ারিং সিস্টেম।

 

উদীয়মান শিল্প ১: থ্রিডি প্রিন্টিং গবেষণা ও উন্নয়ন (R&D) প্রযুক্তিতে ক্রমাগত যুগান্তকারী অগ্রগতি সাধন করছে এবং এর পরবর্তী ধাপের প্রয়োগক্ষেত্র প্রসারিত করছে, যেখানে দেশীয় ও আন্তর্জাতিক বাজার প্রায় ৩০% হারে বৃদ্ধি পাচ্ছে। থ্রিডি প্রিন্টিং ডিজিটাল মডেলের উপর ভিত্তি করে কাজ করে, যেখানে ভৌত বস্তু তৈরি করার জন্য উপকরণগুলোকে স্তরে স্তরে সাজানো হয়। থ্রিডি প্রিন্টারের একটি গুরুত্বপূর্ণ শক্তি উপাদান হলো মোটর, এবং মোটরের নির্ভুলতা থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে। সাধারণত থ্রিডি প্রিন্টিংয়ে স্টেপার মোটর ব্যবহার করা হয়। ২০১৯ সালে, বিশ্বব্যাপী থ্রিডি প্রিন্টিং শিল্পের আকার ছিল ১২ বিলিয়ন মার্কিন ডলার, যা পূর্ববর্তী বছরের তুলনায় ৩০% বৃদ্ধি পেয়েছে।

 

উদীয়মান শিল্প ২: মোবাইল রোবটগুলো কম্পিউটার-নিয়ন্ত্রিত এবং এগুলোর মধ্যে চলাচল, স্বয়ংক্রিয় দিকনির্দেশনা, বহু-সেন্সর নিয়ন্ত্রণ, নেটওয়ার্ক মিথস্ক্রিয়া ইত্যাদির মতো কার্যকারিতা রয়েছে। ব্যবহারিক উৎপাদনে এর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ হলো পণ্য পরিচালনা, যেখানে অ-মানকীকরণের মাত্রা অনেক বেশি।

মোবাইল রোবটের ড্রাইভ মডিউলে স্টেপার মোটর ব্যবহার করা হয় এবং এর প্রধান ড্রাইভ কাঠামোটি ড্রাইভ মোটর ও রিডাকশন গিয়ার (গিয়ারবক্স) দিয়ে গঠিত হয়। যদিও বিদেশি দেশগুলোর তুলনায় দেশীয় শিল্প রোবট শিল্প দেরিতে শুরু হয়েছে, তবুও মোবাইল রোবটের ক্ষেত্রে এটি বিদেশি দেশগুলোর চেয়ে এগিয়ে আছে। বর্তমানে, মোবাইল রোবটের মূল উপাদানগুলো প্রধানত দেশীয়ভাবে উৎপাদিত হয় এবং দেশীয় প্রতিষ্ঠানগুলো প্রায় সব ক্ষেত্রেই নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করেছে, এ ক্ষেত্রে বিদেশি প্রতিযোগী প্রতিষ্ঠানের সংখ্যাও কম।

 

২০১৯ সালে চীনের মোবাইল রোবট বাজারের আকার হবে প্রায় ৬.২ বিলিয়ন ডলার, যা আগের বছরের তুলনায় ৪৫% বেশি। পেশাদার পরিচ্ছন্নতা রোবটের আন্তর্জাতিক সূচনা পরিচ্ছন্নতার কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেছে। হিউম্যানয়েড রোবট চালুর পর ২০১৮ সালে 'সেকেন্ড রোবট' চালু করা হয়। 'সেকেন্ড রোবট' হলো একটি বুদ্ধিমান বাণিজ্যিক ভ্যাকুয়ামিং রোবট, যাতে বাধা, সিঁড়ি এবং মানুষের চলাচল শনাক্ত করার জন্য একাধিক সেন্সর রয়েছে। এটি একবার চার্জে তিন ঘণ্টা চলতে পারে এবং ১,৫০০ বর্গ মিটার পর্যন্ত পরিষ্কার করতে পারে। 'সেকেন্ড রোবট' পরিচ্ছন্নতা কর্মীদের দৈনন্দিন কাজের চাপ অনেকটাই কমাতে পারে এবং বিদ্যমান পরিচ্ছন্নতার কাজের পাশাপাশি ভ্যাকুয়ামিং ও পরিষ্কারের মাত্রা বাড়াতে পারে।

 

উদীয়মান শিল্প ৩: ৫জি চালু হওয়ার সাথে সাথে কমিউনিকেশন বেস স্টেশনগুলির জন্য অ্যান্টেনার সংখ্যা বাড়ছে এবং প্রয়োজনীয় মোটরের সংখ্যাও বাড়ছে। সাধারণত, সাধারণ কমিউনিকেশন বেস স্টেশনগুলির জন্য ৩টি অ্যান্টেনা, ৪জি বেস স্টেশনগুলির জন্য ৪-৬টি অ্যান্টেনা প্রয়োজন হয় এবং ৫জি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বেস স্টেশন ও অ্যান্টেনার সংখ্যা আরও বৃদ্ধি পায়, কারণ সেগুলিকে প্রচলিত মোবাইল ফোন কমিউনিকেশন এবং আইওটি (IoT) কমিউনিকেশন অ্যাপ্লিকেশনগুলিও অন্তর্ভুক্ত করতে হয়। গিয়ারবক্স উপাদানসহ কন্ট্রোল মোটর পণ্যগুলি বেস স্টেশন অ্যান্টেনা প্ল্যান্টের জন্য একটি মূলধারার কাস্টম ডেভেলপমেন্ট হয়ে উঠছে। প্রতিটি ইএসসি (ESC) অ্যান্টেনার জন্য গিয়ারবক্সসহ একটি কন্ট্রোল মোটর ব্যবহৃত হয়।

 

 

২০১৯ সালে ৪জি বেস স্টেশনের সংখ্যা ১৭.২ লক্ষ বৃদ্ধি পেয়েছে এবং ৫জি নির্মাণকাজ একটি নতুন অধ্যায়ের সূচনা করবে বলে আশা করা হচ্ছে। ২০১৯ সালে চীনে মোবাইল ফোন বেস স্টেশনের সংখ্যা ৮৪.১ লক্ষে পৌঁছেছিল, যার মধ্যে ৫৪.৪ লক্ষ ছিল ৪জি বেস স্টেশন, যা মোট সংখ্যার ৬৫%। ২০১৯ সালে নতুন ৪জি বেস স্টেশনের সংখ্যা ১৭.২ লক্ষ বৃদ্ধি পেয়েছে, যা ২০১৫ সালের পর সর্বোচ্চ। এর প্রধান কারণগুলো হলো: ১) গ্রামীণ এলাকার নেটওয়ার্কের আওতার বাইরে থাকা স্থানগুলো অন্তর্ভুক্ত করার জন্য নেটওয়ার্ক সম্প্রসারণ এবং ২) ৫জি নেটওয়ার্ক নির্মাণের ভিত্তি স্থাপনের জন্য কোর নেটওয়ার্কের সক্ষমতা আপগ্রেড করা। ২০১৯ সালের জুন মাসে চীনের ৫জি বাণিজ্যিক লাইসেন্স জারি করা হবে এবং ২০২০ সালের মে মাসের মধ্যে দেশব্যাপী ২,৫০,০০০-এরও বেশি ৫জি বেস স্টেশন চালু করা হবে।

 

উদীয়মান শিল্প ৫: চিকিৎসা সরঞ্জাম হলো স্টেপার মোটরের অন্যতম প্রধান প্রয়োগক্ষেত্র এবং এটি এমন একটি বিভাগ যেখানে ভিক-টেক গভীরভাবে জড়িত। ধাতু থেকে প্লাস্টিক পর্যন্ত, চিকিৎসা সরঞ্জাম উৎপাদনে উচ্চ মাত্রার নির্ভুলতা প্রয়োজন। অনেক চিকিৎসা সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক এই নির্ভুলতার চাহিদা মেটাতে সার্ভো মোটর ব্যবহার করে, কিন্তু যেহেতু স্টেপার মোটর সার্ভোর চেয়ে বেশি সাশ্রয়ী ও ছোট এবং এর নির্ভুলতা কিছু চিকিৎসা সরঞ্জামের চাহিদা পূরণ করতে পারে, তাই চিকিৎসা সরঞ্জাম উৎপাদন শিল্পে স্টেপার মোটর ব্যবহৃত হচ্ছে এবং এমনকি কিছু সার্ভো মোটরের স্থানও দখল করছে।