Tìm hiểu khái niệm cơ bản về động cơ bước
Giới thiệu
Động cơ bước là một thiết bị điện từ chuyển đổi tín hiệu xung điện thành chuyển vị góc hoặc tuyến tính. Loại động cơ này rất phổ biến trong lĩnh vực điều khiển tự động vì điều khiển chính xác của nó và lợi thế là không yêu cầu hệ thống phản hồi. Bài viết này sẽ giới thiệu các khái niệm cơ bản, Nguyên tắc làm việc, loại, và các ứng dụng của động cơ Stepper cho người mới bắt đầu.
Động cơ bước là gì?
Động cơ bước là một loại động cơ điều khiển kỹ thuật số điều khiển vòng quay của động cơ thông qua các tín hiệu kỹ thuật số. Mỗi xung điện làm cho động cơ quay một góc cố định, được gọi là góc bước. Đặc điểm này của động cơ bước làm cho chúng rất hữu ích trong các tình huống yêu cầu kiểm soát vị trí chính xác.
Nguyên tắc làm việc của động cơ bước
Giống như tất cả các động cơ, Động cơ bước cũng bao gồm một phần cố định (stato) và một phần chuyển động (rôto). Stator có một phần nhô ra giống như bánh răng với cuộn dây quanh co, Mặc dù rôto là một nam châm vĩnh cửu hoặc lõi miễn cưỡng thay đổi. Chúng ta sẽ xem xét các cấu trúc rôto khác nhau ở độ sâu hơn sau này. Nhân vật 1 hiển thị một mặt cắt của động cơ với một rôto lõi miễn cưỡng thay đổi.
Nguyên tắc làm việc cơ bản của động cơ bước là: Giai đoạn của một hoặc nhiều stator được cung cấp năng lượng, dòng điện đi qua cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường, và rôto sẽ được căn chỉnh với từ trường; Lần lượt áp dụng điện áp cho các giai đoạn khác nhau, Rôto sẽ xoay ở một góc cụ thể và cuối cùng đạt đến vị trí mong muốn.
Nhân vật 2 cho thấy cách thức hoạt động của nó. Đầu tiên, cuộn A được cung cấp năng lượng và tạo ra từ trường, với rôto được căn chỉnh; Sau khi cuộn B được cung cấp năng lượng, Rôto được quay 60 ° theo chiều kim đồng hồ để căn chỉnh với từ trường mới; Điều tương tự cũng xảy ra khi cuộn C. Màu của răng stato trong hình dưới đây cho biết hướng của từ trường được tạo ra bởi các cuộn dây stato.
Loại và xây dựng động cơ bước
Hiệu suất của động cơ bước (Cho dù đó là độ phân giải/bước, tốc độ hoặc mô -men xoắn) bị ảnh hưởng bởi các chi tiết của công trình, và cùng một lúc, Những chi tiết này cũng có thể ảnh hưởng đến cách điều khiển động cơ. Trong thực tế, Không phải tất cả các động cơ bước có cùng cấu trúc bên trong (hoặc xây dựng), bởi vì các động cơ khác nhau có cấu hình rôto và stator khác nhau.
Rôto
Spepper motors về cơ bản có ba loại cánh quạt:
- Rôto nam châm vĩnh cửu: Rôto là một nam châm vĩnh cửu, căn chỉnh với từ trường được tạo ra bởi mạch stator. Rôto này đảm bảo mô -men xoắn tốt và có mô -men xoắn phanh. Điều này có nghĩa là bất kể cuộn dây có năng lượng hay không, động cơ có thể chống lại (Ngay cả khi không mạnh mẽ lắm) thay đổi vị trí. Tuy nhiên, so với các loại rôto khác, Nhược điểm của nó là cả tốc độ và độ phân giải đều thấp hơn. Nhân vật 3 hiển thị một mặt cắt ngang của động cơ bước nam châm vĩnh cửu.
- Rôto miễn cưỡng biến đổi: Rôto được làm bằng lõi sắt và có hình dạng đặc biệt có thể được căn chỉnh với từ trường (Xem số liệu 1 Và 2). Rôto này dễ dàng đạt được tốc độ cao và độ phân giải cao, Nhưng mô -men xoắn mà nó tạo ra thường thấp hơn và không có mô -men xoắn phanh.
- Rôto lai: Rôto này có cấu trúc đặc biệt, Nó là một sự kết hợp của nam châm vĩnh cửu và rôto miễn cưỡng thay đổi. Có hai nắp từ tính từ xa trục trên rôto, Và có những chiếc răng nhỏ xen kẽ trên mũ từ tính. Cấu hình này mang lại cho động cơ những ưu điểm của cả nam châm vĩnh cửu và rôto miễn cưỡng thay đổi, Đặc biệt với độ phân giải cao, Tốc độ cao và mô -men xoắn cao. Tất nhiên rồi, Yêu cầu hiệu suất cao hơn có nghĩa là cấu trúc phức tạp hơn và chi phí cao hơn. Nhân vật 3 hiển thị một sơ đồ đơn giản hóa của cấu trúc động cơ này. Khi cuộn A được cung cấp năng lượng, Một chiếc răng nhỏ của nắp từ rôto n được căn chỉnh với răng stator của từ hóa s. Đồng thời, Do cấu trúc của rôto, Nắp từ tính của rôto được căn chỉnh với răng của từ hóa n. Mặc dù nguyên tắc làm việc của động cơ bước là như nhau, Cấu trúc của động cơ thực tế phức tạp hơn, và số lượng răng nhiều hơn mức được hiển thị trong hình. Một số lượng lớn răng cho phép động cơ có được một góc bước rất nhỏ, nhỏ như 0,9 °.
Stato
Stato là một phần của động cơ chịu trách nhiệm tạo ra từ trường mà rôto được căn chỉnh. Các đặc điểm chính của mạch stator có liên quan đến số pha của nó, Số cực và cấu hình dây. Số lượng pha là số lượng cuộn độc lập, và số cực đại diện cho cặp răng chính bị chiếm bởi từng pha. Động cơ bước hai pha được sử dụng phổ biến nhất, Trong khi động cơ ba pha và năm pha ít được sử dụng (Xem số liệu 5 Và 6).
Các tính năng của động cơ bước
- Kiểm soát chính xác: Động cơ bước có thể điều khiển các góc và tốc độ chính xác.
- Không cần phản hồi: Do nguyên tắc làm việc của họ, động cơ bước thường không yêu cầu hệ thống phản hồi vị trí.
- Dễ kiểm soát: Động cơ bước có thể được điều khiển thông qua các tín hiệu xung đơn giản.
- Mô -men xoắn cao ở tốc độ thấp: Ở tốc độ thấp, Động cơ bước có thể cung cấp một mô -men xoắn lớn.
Ứng dụng của động cơ bước
Động cơ bước được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm nhưng không giới hạn:
- máy móc tự động: Để kiểm soát chính xác vị trí của cánh tay cơ học.
- Máy in và máy quét: Để kiểm soát chuyển động của đầu in và đầu quét.
- Người máy: Để kiểm soát chuyển động của khớp robot.
- Thiết bị y tế: Trong một số thiết bị y tế chính xác để kiểm soát sự chuyển động chính xác của các thành phần.
Cách chọn động cơ bước?
Khi Chọn một động cơ bước, Xem xét các yếu tố sau:
- Yêu cầu mô -men xoắn: Chọn mô -men xoắn thích hợp dựa trên các yêu cầu tải và tốc độ của ứng dụng.
- Bước góc: Góc bước càng nhỏ, Độ phân giải của động cơ càng cao, và điều khiển tốt hơn.
- Tốc độ: Chọn phạm vi tốc độ phù hợp dựa trên nhu cầu của ứng dụng.
- Kích thước và hình dạng: Chọn kích thước động cơ phù hợp dựa trên các yêu cầu thiết kế và không gian cài đặt.
Phần kết luận
Động cơ bước là linh hoạt và phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu kiểm soát chính xác. Thông qua phần giới thiệu này, Người mới bắt đầu nên có một sự hiểu biết cơ bản về động cơ bước và có thể bắt đầu khám phá tiềm năng của họ trong các ứng dụng khác nhau. Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ, Phạm vi ứng dụng của động cơ bước cũng không ngừng mở rộng, Cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho tự động hóa hiện đại và kiểm soát chính xác.
Công ty điện lực Greensky, TNHH. là một nhà sản xuất chuyên nghiệp tham gia vào nghiên cứu, phát triển, sản xuất, Bán động cơ Stepper.
Nếu bạn đang tìm kiếm động cơ Stepper cho dự án của mình, vui lòng liên hệ với đội ngũ bán hàng của chúng tôi.
