MCTT Việt Nam
Thành viên
- Tham gia
- 13/7/2021
- Bài viết
- 26
Động cơ bước – Stepper Motor là gì?
Động cơ bước – Stepper Motor là một thiết bị cơ điện đạt được chuyển động cơ học thông qua việc chuyển đổi các xung điện. Động cơ bước được điều khiển bằng xung kỹ thuật số thay vì điện áp liên tục được áp dụng. Không giống như động cơ điện thông thường quay liên tục, động cơ bước quay hoặc “bước”, theo các gia số góc cố định. Động cơ bước thường được sử dụng nhất để điều khiển vị trí. Một khía cạnh quan trọng của động cơ bước là không có phản hồi để duy trì kiểm soát vị trí, điều này phân loại động cơ bước thành hệ thống vòng hở.Sơ đồ hệ thống động cơ bước

Cấu tạo Động cơ bước – Stepper Motor
Các thành phần chính của động cơ bước là trục, rotor và stato, nam châm, ổ trục, dây đồng và dây chì, vòng đệm và nắp trước và nắp cuối. Trục thường được làm bằng kim loại thép không gỉ, trong khi các lớp stato và rotor được làm bằng thép silic. Thép silic cho phép điện trở suất cao hơn, giúp giảm tổn thất lõi. Các nam châm khác nhau có sẵn trong động cơ bước cho phép cân nhắc nhiều về kết cấu. Nam châm có thể là nhựa ferit, ferit thiêu kết và nam châm liên kết Nd-Fe-B. Các ổ trục thay đổi tùy theo kích thước động cơ. Vật liệu vỏ được làm bằng nhiều kim loại khác nhau như nhôm, có khả năng chịu nhiệt cao.Động cơ bước hoạt động như thế nào?
Công dụng chính của động cơ bước là điều khiển chuyển động, dù là chuyển động tuyến tính hay chuyển động quay. Trong trường hợp chuyển động quay, việc nhận xung kỹ thuật số theo trình tự chính xác cho phép trục quay theo các bước tăng dần rời rạc. Một xung (còn được gọi là tín hiệu đồng hồ hoặc bước) có thể được tạo ra bởi bộ vi xử lý, timing logic,… Một chuỗi xung kỹ thuật số chuyển thành các vòng quay của trục. Mỗi vòng quay cần một số xung nhất định, mỗi xung bằng một bước tăng dần hoặc một vòng quay, chỉ là một phần của một vòng quay hoàn chỉnh.Có nhiều mối quan hệ giữa các xung đầu vào và vòng quay của trục động cơ. Một mối quan hệ như vậy là mối quan hệ giữa chuỗi xung được áp dụng và hướng quay. Khi các xung tuần tự thích hợp được truyền đến thiết bị, trục sẽ quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Một mối quan hệ khác giữa các xung đầu vào và vòng quay của động cơ là mối quan hệ giữa tần số và tốc độ. Tăng tần số xung đầu vào sẽ làm tăng tốc độ quay của trục.
Phân loại Động cơ bước – Stepper Motor
Động cơ bước thay đổi tùy theo ứng dụng về cấu tạo và chức năng. Ba loại động cơ bước phổ biến nhất là: Động cơ bước từ trở biến thiên, Động cơ nam châm vĩnh cửu và Động cơ bước hỗn hợp (Hybrid).Động cơ bước từ trở biến thiên (Variable Reluctance Stepper Motor)
Động cơ bước từ trở biến thiên là một loại động cơ bước dựa trên nguyên lý từ trở, sử dụng các răng trên stato và rôto để tạo ra chuyển động bước. Rôto của loại động cơ này không có nam châm, nên không có mô men xoắn h.ãm.Khi cuộn dây stato được cấp điện, nó sẽ tạo ra từ trường. Các cực được từ hóa, các răng rôto bị hút vào các cực stato được cấp điện và quay để thẳng hàng. Khi các cuộn dây xung quanh pha A của stato được cấp điện, các răng rôto bị hút vào các cực stato, cho phép các cực thẳng hàng. Khi các cuộn dây của pha A mất điện và pha B được cấp điện, rôto quay để răng của nó khớp với răng của stato. Quá trình này tiếp tục theo trình tự với pha C, sau đó pha D được cấp điện, thúc đẩy rôto quay.
Động cơ bước từ trở biến thiên có góc bước nhỏ hơn (ví dụ 0.72 độ, 1.8 độ), cho phép điều khiển chính xác hơn