স্টেপার মোটর সম্পর্কে অবশ্য জ্ঞাতব্য তথ্য

১. স্টেপার মোটর কাকে বলে?

স্টেপার মোটর হলো এমন একটি অ্যাকচুয়েটর যা বৈদ্যুতিক স্পন্দনকে কৌণিক সরণে রূপান্তরিত করে। সহজভাবে বলতে গেলে: যখন স্টেপার ড্রাইভার একটি পালস সিগন্যাল গ্রহণ করে, তখন এটি স্টেপার মোটরকে নির্ধারিত দিকে একটি নির্দিষ্ট কোণে (এবং স্টেপ অ্যাঙ্গেল) ঘোরাতে চালিত করে। সঠিক অবস্থান নির্ণয়ের উদ্দেশ্য পূরণের জন্য আপনি পালসের সংখ্যা নিয়ন্ত্রণ করে কৌণিক সরণ নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন; একই সাথে, গতি নিয়ন্ত্রণের উদ্দেশ্য পূরণের জন্য আপনি পালসের ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ করে মোটরের ঘূর্ণনের গতি এবং ত্বরণ নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন।

২. কী কী ধরনের স্টেপার মোটর আছে?

স্টেপিং মোটর তিন প্রকারের হয়: পার্মানেন্ট ম্যাগনেট (PM), রিঅ্যাক্টিভ (VR) এবং হাইব্রিড (HB)। পার্মানেন্ট ম্যাগনেট স্টেপিং সাধারণত দ্বি-ফেজের হয়, এতে টর্ক ও শব্দ কম হয় এবং স্টেপিং অ্যাঙ্গেল সাধারণত ৭.৫ ডিগ্রি বা ১৫ ডিগ্রি হয়ে থাকে; রিঅ্যাক্টিভ স্টেপিং সাধারণত ত্রি-ফেজের হয়, এতে টর্ক বেশি পাওয়া যায় এবং স্টেপিং অ্যাঙ্গেল সাধারণত ১.৫ ডিগ্রি হয়ে থাকে, কিন্তু এতে শব্দ ও কম্পন অনেক বেশি হয়। ইউরোপ, যুক্তরাষ্ট্র এবং অন্যান্য উন্নত দেশগুলোতে ৮০-এর দশকেই এটি বিলুপ্ত হয়ে গেছে; হাইব্রিড স্টেপিং বলতে পার্মানেন্ট ম্যাগনেট এবং রিঅ্যাক্টিভ ধরনের সুবিধার মিশ্রণকে বোঝায়। এটি দ্বি-ফেজ এবং পঞ্চ-ফেজে বিভক্ত: দ্বি-ফেজ স্টেপিং অ্যাঙ্গেল সাধারণত ১.৮ ডিগ্রি এবং পঞ্চ-ফেজ স্টেপিং অ্যাঙ্গেল সাধারণত ০.৭২ ডিগ্রি হয়ে থাকে। এই ধরনের স্টেপার মোটর সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।

৩. হোল্ডিং টর্ক (HOLDING TORQUE) কাকে বলে?

হোল্ডিং টর্ক (HOLDING TORQUE) বলতে সেই টর্ককে বোঝায় যা স্টেপার মোটরে বিদ্যুৎ সংযোগ থাকা অবস্থায় কিন্তু মোটরটি না ঘোরার সময়ে স্টেটর রোটরকে আটকে রাখে। এটি একটি স্টেপার মোটরের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার, এবং সাধারণত কম গতিতে স্টেপার মোটরের টর্ক হোল্ডিং টর্কের কাছাকাছি থাকে। যেহেতু গতি বাড়ার সাথে সাথে স্টেপার মোটরের আউটপুট টর্ক কমতে থাকে এবং আউটপুট পাওয়ারও পরিবর্তিত হয়, তাই স্টেপার মোটর পরিমাপের জন্য হোল্ডিং টর্ক অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার হয়ে ওঠে। উদাহরণস্বরূপ, যখন কেউ ২ নিউটন-মিটার (2N.m) স্টেপিং মোটরের কথা বলে, তখন এর অর্থ হলো বিশেষ নির্দেশনা ছাড়া ২ নিউটন-মিটার (2N.m) হোল্ডিং টর্কযুক্ত একটি স্টেপিং মোটর।

৪. ডিটেন্ট টর্ক কাকে বলে?

ডিটেন্ট টর্ক হলো সেই টর্ক, যা স্টেপিং মোটরে বিদ্যুৎ সরবরাহ না থাকা অবস্থায় স্টেটর রোটরকে আটকে রাখে। চীনে ডিটেন্ট টর্কের কোনো অভিন্ন অনুবাদ নেই, যার ফলে এটি ভুল বোঝার সম্ভাবনা থাকে; যেহেতু রিঅ্যাক্টিভ স্টেপিং মোটরের রোটর কোনো স্থায়ী চুম্বকীয় পদার্থ দিয়ে তৈরি নয়, তাই এতে কোনো ডিটেন্ট টর্ক থাকে না।

 

৫. স্টেপিং মোটরের নির্ভুলতা কত? এটি কি ক্রমবর্ধমান?

সাধারণত, স্টেপার মোটরের সূক্ষ্মতা স্টেপিং কোণের ৩-৫% হয়ে থাকে এবং এটি ক্রমসঞ্চয়ী নয়।

৬. স্টেপার মোটরের বাইরের অংশে কত তাপমাত্রা অনুমোদিত?

স্টেপিং মোটরের উচ্চ তাপমাত্রা প্রথমে মোটরের চৌম্বকীয় উপাদানকে অ-চুম্বকিত করে, যার ফলে টর্ক কমে যায় বা এমনকি মোটরটি আউট অফ স্টেপ হয়ে যায়। তাই, মোটরের বাইরের অংশের জন্য অনুমোদিত সর্বোচ্চ তাপমাত্রা বিভিন্ন মোটরের চৌম্বকীয় উপাদানের অ-চুম্বকিতকরণ বিন্দুর উপর নির্ভর করা উচিত। সাধারণত, চৌম্বকীয় উপাদানের অ-চুম্বকিতকরণ বিন্দু ১৩০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি, এবং কোনো কোনোটির ক্ষেত্রে তা ২০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসেরও বেশি হয়ে থাকে। সুতরাং, স্টেপিং মোটরের বাইরের অংশের তাপমাত্রা ৮০-৯০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে থাকা সম্পূর্ণ স্বাভাবিক।

 

৭. ঘূর্ণন গতি বৃদ্ধির সাথে সাথে স্টেপার মোটরের টর্ক কেন হ্রাস পায়?

যখন স্টেপিং মোটর ঘোরে, তখন মোটরের ওয়াইন্ডিং-এর প্রতিটি ফেজের ইন্ডাকট্যান্স একটি বিপরীত তড়িৎচালক বল তৈরি করে; ফ্রিকোয়েন্সি যত বেশি হয়, বিপরীত তড়িৎচালক বলও তত বেশি হয়। এর প্রভাবে, ফ্রিকোয়েন্সি (বা গতি) বাড়ার সাথে সাথে মোটরের ফেজ কারেন্ট কমে যায়, যার ফলে টর্ক হ্রাস পায়।

 

৮. স্টেপার মোটর কেন কম গতিতে স্বাভাবিকভাবে চলতে পারে, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট গতির বেশি হলে চালু হতে পারে না এবং এর সাথে শিস দেওয়ার মতো শব্দ হয়?

স্টেপিং মোটরের একটি প্রযুক্তিগত প্যারামিটার রয়েছে: নো-লোড স্টার্ট ফ্রিকোয়েন্সি। অর্থাৎ, স্টেপিং মোটর কোনো লোড ছাড়া স্বাভাবিকভাবে চালু হতে পারে। যদি পালস ফ্রিকোয়েন্সি এই মানের চেয়ে বেশি হয়, তবে মোটর স্বাভাবিকভাবে চালু হতে পারে না এবং এটি স্টেপ হারাতে বা আটকে যেতে পারে। লোড থাকলে, স্টার্টিং ফ্রিকোয়েন্সি কম হওয়া উচিত। যদি মোটরকে উচ্চ গতিতে ঘোরাতে হয়, তবে পালস ফ্রিকোয়েন্সি বাড়াতে হবে। অর্থাৎ, স্টার্টিং ফ্রিকোয়েন্সি কম রেখে একটি নির্দিষ্ট হারে বাড়িয়ে কাঙ্ক্ষিত উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে (মোটরের গতি কম থেকে বেশি) নিয়ে যেতে হবে।

 

৯. কম গতিতে টু-ফেজ হাইব্রিড স্টেপিং মোটরের কম্পন এবং শব্দ কীভাবে দূর করা যায়?

কম গতিতে ঘোরার সময় স্টেপার মোটরের কম্পন এবং শব্দ একটি সহজাত অসুবিধা, যা সাধারণত নিম্নলিখিত প্রোগ্রামগুলির মাধ্যমে কাটিয়ে ওঠা যায়:

ক. যদি স্টেপিং মোটরটি রেজোন্যান্স এলাকায় কাজ করে, তবে রিডাকশন রেশিওর মতো মেকানিক্যাল ট্রান্সমিশন পরিবর্তন করে রেজোন্যান্স এলাকাটি এড়ানো যেতে পারে;

খ. সাবডিভিশন ফাংশনযুক্ত ড্রাইভার ব্যবহার করুন, যা সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত এবং সহজ পদ্ধতি;

গ. ছোট স্টেপ অ্যাঙ্গেলযুক্ত স্টেপিং মোটর, যেমন থ্রি-ফেজ বা ফাইভ-ফেজ স্টেপিং মোটর দিয়ে প্রতিস্থাপন করুন;

ডি. এসি সার্ভো মোটরে পরিবর্তন করুন, যা কম্পন এবং শব্দ প্রায় সম্পূর্ণরূপে কাটিয়ে উঠতে পারে, কিন্তু এর খরচ বেশি;

ই. ম্যাগনেটিক ড্যাম্পারযুক্ত মোটর শ্যাফটের ক্ষেত্রে, বাজারে এই ধরনের পণ্য পাওয়া যায়, কিন্তু এর যান্ত্রিক কাঠামোতে একটি বড় পরিবর্তন রয়েছে।

 

১০. ড্রাইভের উপবিভাগটি কি নির্ভুলতা নির্দেশ করে?

স্টেপার মোটর ইন্টারপোলেশন মূলত একটি ইলেকট্রনিক ড্যাম্পিং প্রযুক্তি (অনুগ্রহ করে প্রাসঙ্গিক সাহিত্য দেখুন), যার প্রধান উদ্দেশ্য হলো স্টেপার মোটরের নিম্ন-কম্পাঙ্কের কম্পন হ্রাস করা বা দূর করা, এবং মোটরের চলার নির্ভুলতা উন্নত করা এই ইন্টারপোলেশন প্রযুক্তির একটি আনুষঙ্গিক কাজ মাত্র। উদাহরণস্বরূপ, ১.৮° স্টেপিং অ্যাঙ্গেলযুক্ত একটি টু-ফেজ হাইব্রিড স্টেপিং মোটরের ক্ষেত্রে, যদি ইন্টারপোলেশন ড্রাইভারের ইন্টারপোলেশন নম্বর ৪-এ সেট করা হয়, তাহলে মোটরের চলার রেজোলিউশন প্রতি পালসে ০.৪৫° হবে। মোটরের নির্ভুলতা ০.৪৫°-তে পৌঁছাতে বা তার কাছাকাছি যেতে পারবে কিনা, তা ইন্টারপোলেশন ড্রাইভারের ইন্টারপোলেশন কারেন্ট নিয়ন্ত্রণের সূক্ষ্মতার মতো অন্যান্য বিষয়ের উপরও নির্ভর করে। বিভিন্ন নির্মাতার সাবডিভাইডেড ড্রাইভের সূক্ষ্মতা ব্যাপকভাবে ভিন্ন হতে পারে; সাবডিভাইডেড পয়েন্ট যত বেশি হবে, সূক্ষ্মতা নিয়ন্ত্রণ করা তত কঠিন হবে।

 

১১. চার-ফেজ হাইব্রিড স্টেপিং মোটর ও ড্রাইভারের সিরিজ সংযোগ এবং সমান্তরাল সংযোগের মধ্যে পার্থক্য কী?

ফোর-ফেজ হাইব্রিড স্টেপিং মোটর সাধারণত টু-ফেজ ড্রাইভার দ্বারা চালিত হয়, তাই ফোর-ফেজ মোটরকে টু-ফেজে ব্যবহারের জন্য সিরিজ বা প্যারালাল সংযোগ পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে। সিরিজ সংযোগ পদ্ধতি সাধারণত সেইসব ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় যেখানে মোটরের গতি তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে এবং ড্রাইভারের প্রয়োজনীয় আউটপুট কারেন্ট মোটরের ফেজ কারেন্টের ০.৭ গুণ হয়, ফলে মোটরের উত্তাপ কম হয়; প্যারালাল সংযোগ পদ্ধতি সাধারণত সেইসব ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় যেখানে মোটরের গতি তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে (যা হাই-স্পিড সংযোগ পদ্ধতি নামেও পরিচিত), এবং ড্রাইভারের প্রয়োজনীয় আউটপুট কারেন্ট মোটরের ফেজ কারেন্টের ১.৪ গুণ হয়, ফলে মোটরের উত্তাপ বেশি হয়।

১২. স্টেপার মোটর ড্রাইভারের ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই কীভাবে নির্ধারণ করা যায়?

ক. ভোল্টেজ নির্ণয়

হাইব্রিড স্টেপার মোটর ড্রাইভারের পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ সাধারণত একটি বিস্তৃত পরিসরের হয়ে থাকে (যেমন IM483-এর পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ ১২ ~ ৪৮VDC)। এই পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ সাধারণত মোটরের অপারেটিং গতি এবং রেসপন্সের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে নির্বাচন করা হয়। যদি মোটরের কাজের গতি বেশি হয় বা রেসপন্সের প্রয়োজনীয়তা দ্রুত হয়, তবে ভোল্টেজের মানও বেশি রাখা হয়। তবে খেয়াল রাখতে হবে যেন পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজের রিপল ড্রাইভারের সর্বোচ্চ ইনপুট ভোল্টেজকে অতিক্রম না করে, অন্যথায় ড্রাইভারটি ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।

খ. তড়িৎ প্রবাহ নির্ণয়

পাওয়ার সাপ্লাই কারেন্ট সাধারণত ড্রাইভারের আউটপুট ফেজ কারেন্ট I অনুযায়ী নির্ধারিত হয়। যদি লিনিয়ার পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করা হয়, তবে পাওয়ার সাপ্লাই কারেন্ট I-এর ১.১ থেকে ১.৩ গুণ হতে পারে। যদি সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করা হয়, তবে পাওয়ার সাপ্লাই কারেন্ট I-এর ১.৫ থেকে ২.০ গুণ হতে পারে।

 

১৩. সাধারণত কোন পরিস্থিতিতে হাইব্রিড স্টেপিং মোটর ড্রাইভারের অফলাইন সিগন্যাল ফ্রি (FREE) ব্যবহার করা হয়?

যখন অফলাইন সিগন্যাল FREE লো থাকে, তখন ড্রাইভার থেকে মোটরে বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ হয়ে যায় এবং মোটরের রোটর একটি মুক্ত অবস্থায় (অফলাইন অবস্থায়) থাকে। কিছু অটোমেশন সরঞ্জামে, ড্রাইভ চালু না থাকা অবস্থায় যদি মোটরের শ্যাফট সরাসরি (ম্যানুয়ালি) ঘোরানোর প্রয়োজন হয়, তবে আপনি মোটরটিকে অফলাইন করতে এবং ম্যানুয়াল অপারেশন বা অ্যাডজাস্টমেন্ট করার জন্য FREE সিগন্যালটি লো সেট করতে পারেন। ম্যানুয়াল অপারেশন সম্পন্ন হলে, স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ পুনরায় চালু করতে FREE সিগন্যালটি আবার হাই সেট করুন।

 

১৪. একটি দ্বি-ফেজ স্টেপিং মোটরে বিদ্যুৎ সংযোগ দেওয়ার পর এর ঘূর্ণনের দিক পরিবর্তন করার সহজ উপায় কী?

মোটর এবং ড্রাইভারের ওয়্যারিংয়ের A+ ও A- (অথবা B+ ও B-) কেবল মিলিয়ে দিন।

 

১৫. বিভিন্ন প্রয়োগের ক্ষেত্রে দুই-ফেজ এবং পাঁচ-ফেজ হাইব্রিড স্টেপার মোটরের মধ্যে পার্থক্য কী?

প্রশ্নোত্তর:

সাধারণত, বড় স্টেপ অ্যাঙ্গেলযুক্ত টু-ফেজ মোটরের উচ্চ-গতির বৈশিষ্ট্য ভালো হয়, কিন্তু এতে একটি নিম্ন-গতির কম্পন অঞ্চল থাকে। ফাইভ-ফেজ মোটরের স্টেপ অ্যাঙ্গেল ছোট হয় এবং এটি কম গতিতে মসৃণভাবে চলে। তাই, মোটর চলার নির্ভুলতার চাহিদা বেশি থাকলে এবং প্রধানত নিম্ন-গতির অংশে (সাধারণত ৬০০ rpm-এর কম) ব্যবহারের জন্য ফাইভ-ফেজ মোটর ব্যবহার করা উচিত; অন্যদিকে, যদি মোটরের উচ্চ-গতির পারফরম্যান্সের উপর জোর দেওয়া হয় এবং নির্ভুলতা ও মসৃণতার তেমন চাহিদা না থাকে, তবে কম খরচের টু-ফেজ মোটর বেছে নেওয়া উচিত। এছাড়াও, ফাইভ-ফেজ মোটরের টর্ক সাধারণত ২NM-এর বেশি হয়, তাই কম টর্কের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সাধারণত টু-ফেজ মোটর ব্যবহার করা হয়, যেখানে একটি সাবডিভাইডেড ড্রাইভ ব্যবহার করে নিম্ন-গতির মসৃণতার সমস্যা সমাধান করা যেতে পারে।