HomeĐánh giá công nghệ

Động cơ bước là gì? Tìm hiểu nguyên lý của động cơ bước

Động cơ bước là gì? Tìm hiểu nguyên lý của động cơ bước
Like Tweet Pin it Share Share Email

Động cơ bước là gì?

Động cơ bước là động cơ DC di chuyển trong các bước riêng biệt. Họ có nhiều cuộn dây được tổ chức theo nhóm gọi là “pha”. Bằng cách nạp năng lượng cho từng pha theo trình tự, động cơ sẽ quay, mỗi bước một bước.

Động cơ bước là gì?
Động cơ bước là gì?

Với một bước điều khiển bằng máy tính, bạn có thể đạt được vị trí và / hoặc kiểm soát tốc độ rất chính xác. Vì lý do này, động cơ bước là động cơ được lựa chọn cho nhiều ứng dụng điều khiển chuyển động chính xác.

Động cơ bước có nhiều kích cỡ và kiểu dáng và đặc tính điện khác nhau. Hướng dẫn này chi tiết những gì bạn cần biết để chọn đúng động cơ cho công việc.

Nguyên lý động cơ bước

Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto có khả năng cố định rôto vào các vị trí cần thiết.

Về cấu tạo, động cơ bước có thể được coi là tổng hợp của hai loại động cơ: Động cơ một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ. 

Hoạt động

Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của rôto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.

Ứng dụng

  • Định vị – Do các bước di chuyển theo các bước lặp lại chính xác, chúng vượt trội trong các ứng dụng yêu cầu định vị chính xác như máy in 3D, CNC, nền tảng Camera và X, Y Plotters. Một số ổ đĩa cũng sử dụng động cơ bước để định vị đầu đọc / ghi.
  • Kiểm soát tốc độ – Gia tăng chính xác của chuyển động cũng cho phép kiểm soát tuyệt vời tốc độ quay để tự động hóa quá trình và robot.
  • Mô-men xoắn tốc độ thấp – Động cơ DC thông thường không có nhiều mô-men xoắn ở tốc độ thấp. Một động cơ Stepper có mô-men xoắn cực đại ở tốc độ thấp, vì vậy chúng là một lựa chọn tốt cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ thấp với độ chính xác cao.
Ứng dụng của động cơ bước
Ứng dụng của động cơ bước

Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số.

Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành Tự động hoá, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác. Ví dụ: Điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều trong máy bay…

Trong công nghệ máy tính, động cơ bước được sử dụng cho các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in…

So sánh động cơ bước và động cơ servo
Động cơ bước Động cơ Servo
– Độ chính xác thấp – Độ chính xác cao
– Thường xảy ra tình trạng bị mất bước (loss step) khi gặp tải nặng hoặc vật cản. Do đó khi đang cắt mà xảy ra hiện tượng mất bước có thể làm vật liệu cắt ra bị sai số vượt mức cho phép mà người vận hành không hay biết. – Khi gặp tải nặng hoặc vật cản, động cơ sẽ tự động tăng lực để vượt qua. Nếu không thể vượt qua được trở lực, động cơ sẽ tự động dừng và báo lỗi về hệ thống, nên đảm bảo không bị sai số khi đang cắt
– Giá thấp hơn nhiều so với động cơ servo – Giá đắt gấp 03 – 04 lần so với động cơ bước

 

Nhược điểm của động cơ bước

  • Hiệu suất thấp – Không giống như động cơ DC, mức tiêu thụ dòng động cơ bước không phụ thuộc vào tải. Họ vẽ hiện tại nhất khi họ không làm việc gì cả. Bởi vì điều này, họ có xu hướng chạy nóng.
  • Mô-men xoắn tốc độ cao có giới hạn – Nói chung, động cơ bước có ít mô-men xoắn ở tốc độ cao hơn ở tốc độ thấp. Một số bước được tối ưu hóa để có hiệu suất tốc độ cao tốt hơn, nhưng chúng cần được ghép nối với trình điều khiển thích hợp để đạt được hiệu suất đó.
  • Không có phản hồi – Không giống như động cơ servo, hầu hết các bước không có phản hồi tích hợp cho vị trí. Mặc dù độ chính xác cao có thể đạt được khi chạy ‘vòng lặp mở’. Công tắc giới hạn hoặc thiết bị phát hiện ‘nhà’ thường được yêu cầu về an toàn và / hoặc để thiết lập vị trí tham chiếu.

Comments (0)

Trả lời

Your email address will not be published. Required fields are marked *