Cách điều khiển vận hành động cơ bước (step motor) hiệu quả nhất hiện nay

     

Nội dung bài bác viết

1/ Động cơ cách là gì?2/ Phân loại bộ động cơ bước4/ các thiết bị kèm theo với hộp động cơ bước
*

Lựa chọn động cơ bước

Lựa chọn động cơ bước, bộ động cơ servo, hộp động cơ hybrid và một trong những số phụ kiện đi kèm: Driver điều khiển, phanh từ tốt hộp tụt giảm cho động cơ bước ⇒ Xem những loại bộ động cơ

1/ Động cơ cách là gì?

Động cơ bước (stepper motor), thực tế là một đụng cơ đồng hóa dùng để đổi khác các tín hiệu điều khiển dưới dạng những xung điện rời rạc tiếp nối nhau thành các hoạt động góc quay.

Bạn đang xem: Cách điều khiển vận hành động cơ bước (step motor) hiệu quả nhất hiện nay

*
động cơ cách 42

1.1/ cấu tạo động cơ bước

Về cấu trúc động cơ cách gồm bao gồm các thành phần là stato, roto là nam châm từ vĩnh cửu hoặc trong trường vừa lòng của cồn cơ đổi mới từ trở là phần đa khối răng có tác dụng bằng vật tư nhẹ tất cả từ tính. Động cơ bước được tinh chỉnh và điều khiển bởi bộ tinh chỉnh bên ngoài. Động cơ cách và bộ điều khiển được thiết kế với sao đến động cơ hoàn toàn có thể giữ nguyên bất kỳ vị trí thắt chặt và cố định nào cũng như quay đến một vị trí ngẫu nhiên nào.

Động cơ bước có thể sử dụng trong hệ thống điều khiển vòng hở đơn giản, hoặc vòng kín, mặc dù khi sử dụng động cơ cách trong hệ tinh chỉnh và điều khiển vòng hở khi quá tải, vớ cá những giá trị của bộ động cơ đều bị mất và khối hệ thống cần nhấn diện lại.

*

1.2/ Đặc điểm của hộp động cơ bước

Động cơ bước hoạt động dưới công dụng của những xung rời rộc và kế tiếp nhau. Khi bao gồm dòng năng lượng điện hay năng lượng điện áp để vào cuộn dây phần ứng của bộ động cơ bước làm cho roto của động cơ quay một góc nhất định hotline là cách của đụng cơ.Góc bước là góc con quay của trục cồn cơ tương xứng với một xung điều khiển. Góc cách được khẳng định dựa vào cấu tạo của hộp động cơ bước và cách thức điều khiển động cơ bước.Tính năng mở máy của hộp động cơ được đặc thù bởi tần số xung rất đại rất có thể mở máy nhưng mà không tạo nên roto mất đồng bộ.Chiều quay bộ động cơ bước không nhờ vào vào chiều dòng điện mà nhờ vào vào máy tự cấp cho xung cho những cuộn dây.

2/ Phân loại hộp động cơ bước

Động cơ bước được tạo thành 3 loại chính là:

Động cơ bước vươn lên là từ trở.Động cơ bước nam châm vĩnh cửuĐộng cơ bước hỗn hợp/lai.

2.1/ Động cơ bước nam châm hút từ vĩnh cửu

Động cơ bước nam châm hút vĩnh cửu tất cả roto là nam châm hút vĩnh cửu, stato có không ít răng trên mỗi răng tất cả quấn các vòng dây. Các cuộn dây pha bao gồm cực tính không giống nhau.

*
Cấu tạo động cơ bước nam châm từ vĩnh cửu

Nguyên lý hoạt động của động cơ bước nam châm từ vĩnh cửu bao gồm 2 cặp cuộn trộn được trình diễn ở hình: ban đầu vị trí của stato với roto vẫn ở phase A. Khi cung cấp điện mang đến 2 cuộn dây pha B với D vào 2 cuộn sẽ mở ra cực tính. Vày cực tính của cuộn dây pha và roto ngược nhau dẫn cho roto hoạt động đến địa chỉ như hình phase B on. Lúc cuộn dây trộn B với D ngắt điện cuộn dây A cùng B được cấp điện thì roto lại vận động đến địa điểm như hình phase C on.

*
Nguyên lý vận động động cơ bước nam châm từ vĩnh cửu

Gọi số răng bên trên stato là Zs, góc cách của bộ động cơ là Sđc, góc bước của bộ động cơ này được tính theo bí quyết sau:

*

2.2/ Động cơ bước biến hóa từ trở

Động cơ bước biến từ trở có kết cấu giống với hộp động cơ bước nam châm vĩnh cửu. Cấu trúc của stato cũng đều có các cuộn trộn đối xứng nhau, nhưng các cuộn pha đối xứng có cùng rất tính không giống với hộp động cơ bước nam châm hút vĩnh cửu. Góc cách của stato là Ss.

Roto của bộ động cơ bước phát triển thành từ trở được cấu tạo từ thép non có chức năng dẫn từ cao, cho nên vì vậy khi bộ động cơ mất điện roto vẫn liên tiếp quay thoải mái rồi bắt đầu dừng hẳn.

Nguyên lý hoạt động của động cơ bước biến hóa từ được diễn tả như hình:

*
Nguyên lý chuyển động động cơ bước vươn lên là trừ trở

Khi cấp điện cho pha A (hình a), từng cặp cuộn dây A bố trí đối xứng nhau bao gồm cùng cực tính là nam (S) cùng bắc (N). Bây giờ các cuộn dây hình thành những vòng tự đối xứng.

Khi cấp điện mang đến pha B (hình b). Lúc này từ trở trong động cơ lớn, momen từ tác động ảnh hưởng lên trục roto khiến cho roto quay theo chiều bớt từ trở. Roto quay tính đến khi trường đoản cú trở nhỏ nhất với khi momen bởi không thì trục động cơ dừng, roto đạt cho vị trí cân đối mới.

Tương từ bỏ như thiết bị khi cấp điện cho pha C, đụng cơ hoạt động theo phép tắc trên với roto ở phần như hình c. Quá trình trên tái diễn và bộ động cơ quay liên tiếp theo vật dụng tự trộn A  B  C. Để động cơ quay ngược chiều chỉ việc cấp điện cho các pha theo thứ tự ngược lại.

Xem thêm: Huỳnh Hữu Long April Huang, Triệu Vy Bị Nghi Mang Bầu Lần Hai Tpo

Gọi số trộn của bộ động cơ là Np, ổ răng trên roto là Zr, góc cách của bộ động cơ bước trở nên từ trở là S ta tính được cách làm sau:

*

2.3/ Động cơ bước hỗn hợp

Động cơ bước hỗn thích hợp (còn call là đụng ơ cách lai) tất cả đặc trưng cấu trúc của động cơ bước nam châm vĩnh cửu và hộp động cơ bước đổi mới từ. Stato cùng roto có cấu trúc tương tự động hóa cơ bước phát triển thành từ trở tuy thế số răng của stato và roto không bởi nhau. Roto của bộ động cơ bước thường có 2 phần: phần trong là nam châm vĩnh cửu được đính thêm chặt lên trục cồn cơ, phần ngoài là 2 đoạn roto được chế tạo từ lá thép non cùng răng của 2 đoạn roto được để lệch nhau.

*
Cấu tạo bộ động cơ bước láo lếu hợp

Góc bước của động cơ bước lếu láo hợp được tính theo công thức:

*

Trong đó:

S là góc cách của động cơSr là góc giữa 2 răng kề nhauZs là số cặp cực trên stato.

Động cơ bước hỗn hòa hợp được sử dụng thoáng rộng vì phối kết hợp các ưu điểm của 2 loại động cơ trên là hộp động cơ bước nam châm hút vĩnh cửu và bộ động cơ bước biến đổi từ trở.

2.3/ Động cơ bước 2 pha

Hiện nay các động cơ cách 2 pha được áp dụng rất thông dụng, tất cả kết cấu như động cơ bước tất cả hổn hợp và bộ động cơ bước nam châm vĩnh cửu. Tuy vậy động cơ bước 2 pha còn được phân loại nhờ vào cách đấu dây các cặp cực.

Động cơ bước 1-1 cực: cuộn dây pha có ba dây đầu ra. Điểm trung trung khu của cuộn dây được đấu ra ngoài. Khi cấp điện, dây trung vai trung phong được nối cùng với đầu dương của mối cung cấp điện, hai đầu dây còn lại được nối cùng với đầu âm.

Động cơ cách lưỡng cực: cuộn dây trộn của loại hộp động cơ này chỉ gồm 2 đầu ra. Một đầu dây được nối với nguồn dương với đầu sót lại được nối cùng với đầu âm của nguồn điện. Động cơ bước lưỡng cực tất cả kết cấu đơn giản dễ dàng nhưng điều khiển phức hợp hơn bộ động cơ bước 1-1 cực.

*
Động cơ bước 2 trộn lưỡng rất và 1-1 cực

3/ phương pháp điều khiển động cơ bước

Hiện nay tất cả 4 phương thức điều khiển bộ động cơ bước.

*
Phương pháp tinh chỉnh động cơ bướcĐiều khiển dạng sóng (Wave): là cách thức điều khiển cung cấp xung điều khiển lần lượt theo thiết bị tự chon từng cuộn dây pha.Điều khiển cách đủ (Full step): là phương thức điều khiển cung cấp xung đồng thời mang đến 2 cuộn dây pha tiếp nối nhau.Điều khiển nửa bước (Half step): là phương pháp điều khiển phối hợp cả 2 phương thức đều khiển dạng sóng và điều khiển bước đủ. Khi điều khiển theo phương thức này thì quý giá góc bước nhỏ dại hơn hai lần với số bước của động cơ bước tạo thêm 2 lần so với phương pháp điều khiển bước đủ tuy nhiên phương thức này bao gồm bộ phân phát xung tinh chỉnh phức tạp.Điều khiển vi bước (Microstep): là cách thức mới được vận dụng trong việc tinh chỉnh động cơ bước chất nhận được động cơ bước dừng và xác định tại vị trí nửa bước giữa 2 cách đủ. Ưu điểm của phương pháp này là đụng cơ bao gồm thể vận động với góc cách nhỏ,độ đúng mực cao. Vì chưng xung cấp tất cả dạng sóng buộc phải động cơ hoạt động êm hơn,hạn chế được vấn đề cộng tận hưởng khi động cơ hoạt động.

4/ các thiết bị đi kèm với hộp động cơ bước

4.1/ Hộp bớt tốc

Hộp tụt giảm sử dụng cho bộ động cơ bước là các loại hệ bánh rang hành tinh. đảm bảo độ đúng chuẩn và bền, tỉ lệ sút tốc: 1:5, 1:10. Hộp giảm tốc được chế tạo tương xứng theo từng loại hộp động cơ 86, 57, 42 hay được sử dụng trong robot hoặc các loại máy gia công

*
hộp tụt giảm động cơ bước

4.2/ Phanh từ

Phanh từ là thứ được lắp tại phần đuôi động cơ bước, đấy là thiết bị được dùng để làm dừng hễ cơ đột ngột hoặc tự giữ trong trường phù hợp mất điện.

*
động cơ cách 42 bao gồm phanh từ

4.3/ Encoder

Đây là một thiết bị được gắng ở chỗ đuôi động cơ cơ, có tính năng hồi tiếp tín hiệu về driver điều khiển. Từ kia driver sẽ cấp đúng số xung. Loại hộp động cơ được cố encoder sẽ vận động với vận tốc cao, đúng mực và vẫn tồn tại bước trong quá trình hoạt động

Loại hộp động cơ step được ráng encoder hay được hotline tên là bộ động cơ hybrid (động cơ lai). để tinh chỉnh và điều khiển động cơ này cũng rất cần được sử dụng driver cá biệt (có những cổng nhận biểu thị hồi tiếp encoder)