Step Motor là gì? Tổng quan về động cơ bước (Stepper Motor)

Step Motor là gì?

Step Motor ( Stepper Motor, Stepping Motor ) đều là những từ khóa chỉ về động cơ bước. Step Motor là loại động cơ chấp hành đặc biệt quan trọng, thường được sử dụng cho những hệ truyền động rời rạc. Step Motor thực ra là một động cơ đồng nhất dùng để biến hóa những tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển dưới dạng những xung điện rời rạc sau đó nhau thành những hoạt động góc quay hoặc những hoạt động của Rotor và có năng lực cố định và thắt chặt Rotor vào những vị trí thiết yếu .
Step Motor thao tác được là nhờ có bộ chuyển mạch điện tử đưa những tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh vào stato theo một thứ tự và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của roto tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và vận tốc quay của roto, nhờ vào vào thứ tự quy đổi và tần số quy đổi. Khi một xung điện áp đặt vào cuộn dây stato ( phần ứng ) của động cơ bước thì roto ( phần cảm ) của động cơ sẽ quay đi một góc nhất định, góc ấy là một bước quay của động cơ. Khi những xung điện áp đặt vào những cuộn dây phần ứng biến hóa liên tục thì roto sẽ quay liên tục ( Nhưng thực ra hoạt động đó vẫn là theo những bước rời rạc ) .

Ưu điểm của Stepper Motor

  • Không chổi than

Không xảy ra hiện tượng kỳ lạ đánh lửa chổi than làm tổn hao nguồn năng lượng, tại một số ít thiên nhiên và môi trường đặc biệt quan trọng ( hầm lò … ) hoàn toàn có thể gây nguy khốn .

  • Tạo được mômen giữ

Một vấn đề khó trong điều khiển là điều khiển động cơ ở tốc độ thấp mà vẫn giữ được mômen tải lớn. Động cơ bước là thiết bị làm việc tốt trong vùng tốc độ nhỏ. Nó có thể giữ được mômen thậm chí cả vị trí nhừ vào tác dụng hãm lại của từ trường rotor.

Bạn đang đọc: Step Motor là gì? Tổng quan về động cơ bước (Stepper Motor)

  • Điều khiển vị trí theo vòng hở

Một lợi thế rất lớn của động cơ bước là ta hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh vị trí quay của roto theo ý muốn mà không cần đến phản hồi vị trí như những động cơ khác, không phải dùng đến encoder hay máy phát tốc ( khác với servo ) .

  • Độc lập với tải

Với những loại động cơ khác, đặc tính của tải rất tác động ảnh hưởng tới chất lượng điều khiển và tinh chỉnh. Với động cơ bước, vận tốc quay của rotor không phụ thuộc vào vào tải ( khi vẫn nằm trong vùng momen hoàn toàn có thể kéo được ). Khi momen tải quá lớn gây ra hiện tượng kỳ lạ trượt, do đó không hề trấn áp được góc quay .

Phân loại Stepper Motor

#1. Phân loại theo rotor của động cơ bước

  • Loại 1: Stepper Motor có rotor được tác động bằng dây quấn hoặc nam châm vĩnh cữu.
  • Loại 2: Stepper Motor có rotor không được tác động nhưng có phần từ cảm ứng, phản kháng – còn gọi là động cơ bước thay đổi từ trở.
  • Loại 3: Stepper Motor có cấu tạo rotor kết hợp cả 2 loại trên.

Sẽ rất quen thuộc khi những bạn được trình làng rằng : Stepper Motor được chia làm 2 loại, đó là loại động cơ bước nam châm từ vĩnh cửu và loại động cơ bước biến từ trở ( hoặc tích hợp cả hai gọi là loại động cơ bước hỗn hợp ) .

#2. Phân loại theo cực của động cơ bước

Loại 1 : Stepper Motor đơn cực, hoàn toàn có thể gồm có cả động cơ bước loại nam châm từ vĩnh cửu hoặc động cơ bước loại hỗn hợp. Nhưng ở những cuộn dây luôn có đầu TT được nối ra từ chính giữa mỗi cuộn dây .

Cấu tạo động cơ bước đơn cực

Loại 2 : Stepper Motor lưỡng cực, hoàn toàn có thể gồm có cả động cơ bước loại nam châm hút vĩnh cửu hoặc động cơ bước loại biến từ trở. Nhưng ở những cuộn dây sẽ không có đầu dây nối ra từ TT .

Cấu tạo động cơ bước lưỡng cực

#3. Phân loại theo số pha của động cơ bước

  • Loại 1: Step Motor 2 pha, là loại động cơ bước 4 dây, 6 dây hoặc 8 dây.
  • Loại 2: Step Motor 3 pha, là loại động cơ bước 3 dây hoặc 4 dây.
  • Loại 3: Step Motor 5 pha, là loại động cơ bước có 5 dây hoặc 10 dây.

Nguyên lý điều khiển động cơ bước (Step Motor)

Stepper Motor không quay theo chính sách thường thì, chúng quay theo từng bước nên có độ đúng mực rất cao về mặt tinh chỉnh và điều khiển học. Chúng thao tác nhờ những bộ chuyển mạch điện tử đưa những tín hiệu tinh chỉnh và 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 vận tốc quay của rôto nhờ vào vào thứ tự quy đổi và tần số quy đổi .

  • Điều khiển full-step (wave drive – 1 phase on)

Cách điều khiển này đơn giản, nhưng công suất rất thấp, chỉ đạt 25% đối với Step Motor kiểu unipolar, và 50% đối với kiểu bipolar. Do đó lực xoắn xinh ra bởi dạng điều khiển này tương đối yếu.

Dạng xung điều khiển full bước phát xung 1 dây

  • Điều khiển full-step (two phase drive – 2 phase on)

Trong chính sách này, hai cuộn dây sẽ được cấp nguồn năng lượng đồng thời, cho hiệu suất cao hơn dạng ở trên .
Dạng xung điều khiển full bước phát xung 2 dây

  • Điều khiển half-step (1 or 2 phase on)

Loại điều khiển và tinh chỉnh này tích hợp hai dạng trên lại. hiệu quả là Step Motor hoàn toàn có thể vận động và di chuyển ở những góc có độ phân giải gấp 2 lần kiểu ở trên .
Dạng xung điều khiển nửa bước phát xung 1 hoặc 2 dây

Mô phỏng điều khiển động cơ bước bằng arduino trên proteus

Arduino điều khiển động cơ bước (Step Motor, Stepper Motor)
Trên đây, MESIDAS GROUP đã san sẻ cho những bạn về khái niệm, ưu điểm, phân loại, nguyên tắc hoạt động giải trí và mô phỏng về động cơ bước ( Step Motor, Stepper Motor, Stepping Motor ). Chúng tôi kỳ vọng rằng, với những thông tin kỹ năng và kiến thức được san sẻ phía trên sẽ giúp ích những bạn trong quy trình tìm hiểu và khám phá, điều tra và nghiên cứu, học tập và thao tác với động cơ bước. Xin cảm ơn !

0
0
votes

Article Rating

Rate this post
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments