Động cơ bước là gì? Giải thích cơ chế, chủng loại, cách sử dụng (hệ thống truyền động/phương pháp điều khiển), lợi ích và tính năng

1. Động cơ bước là gì? (Động cơ bước và động cơ xung là gì?)

Động cơ bước là một loại động cơ điều khiển di chuyển và quay theo các góc cố định giống như đồng hồ bằng cách chuyển pha mà dòng điện chạy qua. Định vị có thể được thực hiện mà không cần cảm biến. Đôi khi nó còn được gọi là động cơ xung, động cơ bước, động cơ bước, v.v.

2. Các loại động cơ bước

Động cơ bước được phân thành 2 pha, 3 pha và 5 pha tùy theo cấu tạo của chúng.
Đối với động cơ bước quay giống như đồng hồ, góc có thể di chuyển được bằng một xung được gọi là "góc bước tiêu chuẩn". Góc bước tham chiếu càng mịn thì chuyển động càng mượt mà và chính xác hơn.

3. Phương pháp/trình điều khiển động cơ bước

Cần có người lái để điều khiển động cơ bước. Khi tạo trình điều khiển, xin lưu ý rằng trong trường hợp hai pha, mạch điều khiển của trình điều khiển sẽ khác nhau tùy thuộc vào đó là ổ đĩa lưỡng cực hay ổ đĩa đơn cực. 3 pha và 5 pha yêu cầu bộ điều khiển có thể truyền dòng điện theo cả hai hướng.

Ngoài ra, động cơ bước 2 pha và 3 pha có cấu trúc cuộn dây đơn giản nên ngay cả khi động cơ được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau thì chúng vẫn có thể quay được bởi cùng một mạch truyền động. Tuy nhiên, trong trường hợp động cơ bước 5 pha, cấu trúc cuộn dây rất phức tạp và sự kết hợp cũng như thứ tự của các pha chảy để quay động cơ là khác nhau. Vì vậy, trong trường hợp động cơ bước 5 pha, phải cẩn thận khi chọn bộ điều khiển để kết hợp.

4. Cách điều khiển và vận hành động cơ bước

Đầu tiên, liên quan đến tín hiệu lệnh xung, đây là tín hiệu điện liên tục BẬT/TẮT điện áp (HI/LOW). Một chu kỳ HI/LOW được tính là một xung.
Tín hiệu xung được đưa vào trình điều khiển từ bộ điều khiển máy chủ, v.v. và góc quay được điều khiển bởi số lượng tín hiệu xung.

Điều khiển tốc độ động cơ bước

Tốc độ quay được điều khiển bởi mật độ số xung. Nếu một xung quay một góc bước tham chiếu, việc gửi 10 xung mỗi giây sẽ dẫn đến góc quay mỗi giây lớn hơn so với việc gửi một xung mỗi giây. Do đó, tần số xung càng cao thì tốc độ quay càng nhanh.

Điều khiển vị trí động cơ bước

Các trình điều khiển gần đây đã bắt đầu áp dụng phương pháp vi bước, cho phép kiểm soát tốt hơn lượng dòng điện chạy qua các pha và định vị ở một góc nhỏ hơn góc bước tiêu chuẩn của động cơ, cho phép điều khiển vị trí chính xác hơn.

• Điều khiển toàn bước: Di chuyển góc bước tham chiếu bằng một xung.
• Điều khiển nửa bước: Di chuyển 1/2 góc bước tiêu chuẩn với 1 xung.
• Điều khiển vi bước 1/n: Chuyển động góc bước tiêu chuẩn 1/n với 1 xung.

5. Ưu điểm và ưu điểm của động cơ bước

Ưu điểm 1: Dễ dàng điều khiển

Nó có thể được bật dễ dàng bằng cách bật và tắt bóng bán dẫn của trình điều khiển một cách chính xác. Tốc độ quay cũng có thể dễ dàng tăng lên bằng cách tăng tốc thời gian BẬT/TẮT.

Ưu điểm 2: Có thể đơn giản hóa hệ thống

Động cơ có thể được điều khiển dễ dàng bằng cách sử dụng các xung và tần số đầu vào cho trình điều khiển, do đó không cần bộ điều khiển phức tạp. Ngoài ra, tính năng quan trọng nhất của động cơ bước là vị trí và tốc độ có thể được kiểm soát mà không cần máy dò, giúp đơn giản hóa hệ thống.

Ưu điểm 3: Có thể xây dựng hệ thống giá rẻ

Trình điều khiển đơn giản và không yêu cầu máy dò, đồng thời hệ thống có thể được xây dựng với chi phí thấp do không yêu cầu bộ điều khiển phức tạp.

Ưu điểm 4: Có thể dừng ổn định

Động cơ bước là động cơ sử dụng lực từ để dừng động cơ nên tạo ra lực dừng (giữ mô-men xoắn) cho phép động cơ dừng ổn định.

6. Ví dụ ứng dụng động cơ bước

Mặc dù động cơ bước không được nhìn thấy trực tiếp trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta nhưng chúng hoạt động trong nhiều máy móc hỗ trợ cuộc sống của chúng ta trong nhiều tình huống khác nhau. Nó thực sự được sử dụng ở đâu? Ví dụ điển hình là những công dụng sau.

• Động cơ bước sử dụng trong robot
• Động cơ bước dùng trong máy in 3D
• Động cơ bước dùng trong máy photocopy
• Động cơ bước dùng trong thiết bị kiểm tra bo mạch
• Động cơ bước dùng trong cổng soát vé tự động
• Động cơ bước dùng trong máy gia công dây
• Động cơ bước được sử dụng trong máy đánh bạc
• Động cơ bước được sử dụng trong trò chơi cần cẩu
• Động cơ bước dùng trong camera giám sát

Để biết thêm thông tin, vui lòng xem "Động cơ bước là gì? Các ứng dụng và ví dụ sử dụng động cơ bước."​

7. Đặc điểm và biện pháp phòng ngừa của động cơ bước

Cảnh báo 1: Bạn sẽ bị lạc bước

Không cần có cảm biến, nhưng vì vị trí không được kiểm tra nên bạn sẽ không nhận thấy nếu nó không di chuyển theo lệnh (bước ra). So với động cơ servo được điều khiển theo vòng kín, chúng kém tin cậy hơn.

Cảnh báo 2: Sốt cao

Mô-men xoắn giữ được tạo ra ngay cả khi dừng, tạo ra nhiệt.

Cảnh báo 3: Rung

Một động cơ quay theo một góc cố định sẽ luôn rung khi nó di chuyển, từng bước một, giống như khi lên xuống cầu thang.

8. So sánh động cơ servo và động cơ bước

ngày phát hành: 2021-03-15 00:00