Mục lục
Động Cơ Bước ( Stepper Motor ) là gì ?
Động cơ bước ( Step Motor – Stepper Motor hay Stepping Motor ) là một thiết bị cơ điện, nó chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng. Ngoài ra, nó là một động cơ điện ko thanh hao than, đồng bộ, mang thể chia một vòng quay hầu hết thành một số bước mở rộng. Trục của động cơ quay qua một góc nhất định cho mỗi xung rời rạc. Lúc một chuỗi xung được vận dụng, nó sẽ được chuyển qua một góc nhất định. Góc mà trục động cơ bước quay cho mỗi xung được gọi là góc bước, thường được biểu thị bằng độ.
Nếu góc bước càng nhỏ thì số bước trên mỗi vòng quay càng to và độ chuẩn xác của vị trí thu được càng to. Những góc bước mang thể to tới 90 độ và nhỏ tới 0,72 độ, tuy nhiên, những góc bước thường được sử dụng là 1,8 độ, 2,5 độ, 7,5 độ và 15 độ.
Cấu tạo của động cơ bước
Cấu tạo động cơ bước khá giống với động cơ DC. Nó cũng mang một nam châm vĩnh cửu là rotor. Rotor sẽ ở trung tâm và sẽ quay lúc lực tác dụng lên nó. Rôto này được bao quanh bởi một số stato được quấn bởi cuộn từ tính trên nó. Stator sẽ được đặt càng sắp càng tốt với rôto để từ trường trong những stator mang thể tác động tới di chuyển của rôto. Để điều khiển động cơ bước, mỗi stator sẽ được cấp nguồn tuần tự. Trong trường hợp này, stato sẽ từ hóa và hoạt động như một cực điện từ tác dụng lực đẩy lên rôto và đẩy nó di chuyển một bước. Thay thế từ hóa và khử từ của những stator sẽ di chuyển rôto từng bước và cho phép nó xoay với sự kiểm soát tuyệt vời.
Tìm hiểu thêm : Động Cơ Giảm Tốc là gì ?
Phân loại động cơ bước theo số pha
- Loại 1: động cơ bước 2 pha là loại động cơ bước 4 dây, động cơ bước 6 dây hoặc động cơ bước 8 dây.
- Loại 2: động cơ bước 3 pha là loại động cơ bước 3 dây hoặc động cơ bước 4 dây.
- Loại 3: động cơ bước 5 pha là loại động cơ bước mang 5 dây
Phân loại theo cực của động cơ bước
Động cơ đơn cực
- Dòng điện trong một động cơ đơn cực luôn chạy qua cuộn dây theo cùng một hướng. Điều này cho phép sử dụng mạch điều khiển đơn thuần, nó tạo ra mô-men xoắn ít hơn động cơ lưỡng cực.
Động cơ lưỡng cực
- Dòng điện trong một động cơ lưỡng cực mang thể chạy qua cuộn dây theo một trong hai hướng. Trong lúc điều này đòi hỏi một mạch điều khiển phức tạp hơn động cơ đơn cực, nó tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn.
Phân loại động cơ bước theo Rotor
Động cơ bước nam châm vĩnh cửu ( Everlasting magnet stepper ) :
- Động cơ nam châm vĩnh cửu sử dụng một nam châm vĩnh cửu (PM) trong rotor và hoạt động dựa trên lực hút hoặc lực đẩy giữa rotor PM và nam châm điện stator.
Động cơ bước biến đổi điện trở ( Variable Reluctance Stepper Motor ) :
- Động cơ bước biến đổi điện trở (VR) mang một rotor sắt trơn và hoạt động dựa trên nguyên tắc miễn cưỡng tối thiểu xảy ra với khe hở tối thiểu, do đó những điểm rotor bị hút về phía cực nam châm của stator.
Động cơ bước đồng bộ lai ( Hybrid Synchronous Stepper Motor ):
- Động cơ bước lai (HB) được đặt tên bởi vì chúng sử dụng phối hợp những kỹ thuật nam châm vĩnh cửu (PM) và biến đổi điện trở (VR) để đạt được công suất tối đa trong kích thước nhỏ gọn.
Xem thêm : Những Sản Phẩm Động Cơ Bước Xịn
Phương pháp điều khiển động cơ bước
Những chế độ điều khiển khác nhau trên động cơ bước đơn cực 4 pha.
Điều khiển dạng sóng ( Wave Drive )
- Đây là cách cơ bản nhất để điều khiển một động cơ bước và nó ko được sử dụng nhiều nhưng vẫn đáng để hiểu về việc điều khiển động cơ bước. Trong phương pháp này, mỗi pha hoặc stato cạnh nhau sẽ được kích hoạt tuần tự bằng cách sử dụng một mạch đặc trưng. Điều này từ hóa và khử từ hóa stato dẫn tới di chuyển của rôto một bước.
Điều khiển chạy đủ bước ( Full Step Drive )
- Trong phương pháp này thay vì kích hoạt những stator một lần, hai stator được kích hoạt với một khoảng thời kì ngắn giữa chúng. Trong chế độ này, bất kỳ hai stator sẽ được kích hoạt. Điều này mang tức thị stator thứ nhất bật ON và stator thứ hai sẽ ON sau một khoảng thời kì ngắn trong lúc stator thứ nhất vẫn ON. Phương pháp này dẫn tới mô-men xoắn cao và cho phép điều khiển động cơ tải cao.
Điều khiển chạy nửa bước ( Haft-Stepping Drive )
- Phương pháp này khá giống với ổ đĩa Full bước. Ở đây, hai stator được đặt cạnh nhau sẽ được kích hoạt trước và stator thứ ba sẽ được kích hoạt tiếp theo; hai stator này bị vô hiệu hóa. Chu kỳ này kích hoạt hai stator trước và sau đó một stator lặp lại để điều khiển động cơ bước. Phương pháp này dẫn tới tăng độ phân giải của động cơ trong lúc giảm mô-men xoắn.
Điều khiển chạy bước nhỏ ( MicroStepping Drive ):
- Đây là phương pháp điều khiển được sử dụng phổ quát nhất vì tính chuẩn xác của nó. Mạch điều khiển cung cấp dòng bước biến đổi cho cuộn dây stato ở dạng sóng hình sin. Những bước tí xíu này hiện nay giúp tăng cường độ chuẩn xác của từng bước một. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì nó cung cấp độ chuẩn xác cao và giảm tiếng ồn hoạt động ở mức độ to.
Tìm hiểu thêm : Động Cơ Motor IE3 là gì ?
Ưu điểm
- Do cấu trúc bên trong của chúng, động cơ bước ko cần cảm biến để phát hiện vị trí động cơ. Lúc động cơ di chuyển bằng cách thực hiện những bước cách đơn thuần là đếm những bước này, bạn mang thể mang được vị trí động cơ tại một thời khắc nhất định.
- Ngoài ra, điều khiển động cơ bước là khá đơn thuần. Động cơ ko cần bộ trình điều khiển, ko cần tính toán phức tạp hoặc điều chỉnh để hoạt động đúng. Nhìn chung cách điều khiển động cơ bước dễ dàng so với những động cơ khác. Với microstepping, bạn mang thể đạt độ chuẩn xác vị trí cao, lên tới khoảng 0,007 °.
- Động cơ bước cung cấp mô-men xoắn tốt ở tốc độ thấp, rất tốt cho việc giữ vị trí, và cũng mang tuổi thọ dài.
Nhược điểm
- Động cơ bước mang thể gặp vấn đề nhỡ bước lúc mô-men xoắn tải quá cao. Điều này tác động tiêu cực tới việc kiểm soát, vì ko mang cách nào để biết vị trí thực sự của động cơ. Sử dụng microstepping làm cho động cơ bước thậm chí mang nhiều khả năng gặp vấn đề này.
- Những động cơ này luôn tiêu hao dòng điện tối đa ngay cả tự nhiên hoạt động, điều này làm cho hiệu suất kém hơn và mang thể gây ra quá nhiệt.
- Động cơ bước mang mô-men xoắn thấp và trở thành khá ồn ở tốc độ cao.
- Cuối cùng động cơ bước mang mật độ công suất thấp và tỷ lệ mô-men xoắn-quán tính thấp.
- Tóm lại, động cơ bước chỉ ưng ý lúc bạn cần một giải pháp tiết kiệm giá thành, dễ điều khiển và ko sử dụng với những ứng dụng cần mô-men xoắn ở tốc độ cao.
Những ứng dụng phổ biên của động cơ bước hiện nay
- Máy công nghiệp : Động cơ bước được sử dụng trong máy đo ô tô và máy phương tiện thiết bị gia công tự động, máy CNC.
- Bảo mật : sản phẩm giám sát mới cho ngành an ninh.
- Y tế – Động cơ bước được sử dụng bên trong máy quét y tế, máy lấy mẫu và cũng được tìm thấy bên trong chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số, bơm chất lỏng, mặt nạ phòng độc và máy phân tích máu.
- Điện tử tiêu tiêu dùng : Động cơ bước trong máy ảnh cho chức năng lấy nét và thu phóng digital camera kỹ thuật số tự động, máy in 3D.
Nếu Quý khách đang mang nhu cầu tư vấn sắm sản phẩm Động Cơ Bước thì hãy liên hệ tới chúng tôi qua E-mail : Gross sales@copphaviet.com để được chúng tôi tư vấn lựa tậu sản phẩm một cách chuẩn xác nhất. Xin cảm ơn !