KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ BƯỚC

Máy điện bao gồm động cơ điện và máy phát điện. Máy phát điện biến đổi cơ năng thành điện năng. Động cơ điện biến đổi điện năng thành cơ năng. Trong thực tế động cơ điện được sử dụng rộng rãi hơn. Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số động cơ bước là cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động, điều khiển xa và nhiều thiết bị điện tử khác, nổi bật là trong các lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng, ổ mềm, và máy in trong hệ máy tính, điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, điều khiển vị trí trong các hệ quang khắc phức tạp, điều khiển bắt, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công, cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương chiều trong máy bay,… Động cơ bước là loại động cơ điện có nguyên tắc và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường.

MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài 2 Mục tiêu nghiên cứu 3 Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu PHẦN NỘI DUNG I Giới thiệu động bước II Cấu tạo động bước III Nguyên tắc hoat động động bước VI Một số loại động bước 17 KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong xu hướng phát triển chung nay, khoa học kỹ thuật đóng vai trò then chốt định cho phát triển đất nước Ngày có nhiều loại máy móc, thiết bị kỹ thuật phát minh, sáng chế đưa vào sử dụng thực tế Và máy điện phận thiếu công nghiệp, giao thông, đời sống,… Máy điện bao gồm động điện máy phát điện Máy phát điện biến đổi thành điện Động điện biến đổi điện thành Trong thực tế động điện sử dụng rộng rãi Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số động bước cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu thực trung thành lệnh đưa dạng số Chúng sử dụng rộng rãi hệ thống tự động, điều khiển xa nhiều thiết bị điện tử khác, bật lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng, ổ mềm, máy in hệ máy tính, điều khiển robot, điều khiển tiêu cự hệ quang học, điều khiển vị trí hệ quang khắc phức tạp, điều khiển bắt, bám mục tiêu khí tài quan sát, điều khiển lập trình thiết bị gia công, cắt gọt, điều khiển cấu lái phương chiều máy bay,… Động bước loại động điện có nguyên tắc ứng dụng khác biệt với đa số động điện thông thường Để hiểu rõ khác biệt em tiến hành tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động động bước Đây lí em chọn đề tài: “Khảo sát động bước” Trong trình thực đề tài, kiến thức hạn hẹp kỹ phân tích chưa cao nên nhiều thiếu sót, kính mong thầy cô bạn đóng góp thêm ý kiến để đề tài em thành công Em xin chân thành cảm ơn Mục tiêu đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động động bước phân loại động bước, sở phân loại để tìm hiểu cấu tạo nguyên tắc hoạt động loại Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Trước hết cần giới thiệu khái quát động bước, tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động động Sau phân loại động bước sâu nghiên cứu cấu tạo nguyên tắc hoạt động loại động bước Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài cấu tạo, nguyên tắc hoạt động phân loại động bước Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động đông bước tìm hiểu số loại động bước Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu phương pháp nghiên cứu lí thuyết: thu thập, xử lí thông tin mạng internet, tài liệu sách báo,…có liên quan đến động bước PHẦN NỘI DUNG I Giới thiệu động bước Các hệ truyền động rời rạc thường thực nhờ động chấp hành đặc biệt gọi động bước Động bước loại động điện có nguyên tắc ứng dụng khác biệt với đa số loại động điện thông thường Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay chuyển động rotor có khả cố định rotor vào vị trí cần thiết Động bước động điện chiều không chổi than chia vòng quay đầy đủ vào số bước Cụ thể, mấu động stator, rotor nam châm vĩnh cửu trường hợp động biến từ trở, khối làm vật liệu nhẹ có từ tính Tất mạch đảo phải điều khiển bên điều khiển, đặc biệt, động điều khiển thiết kế để động giữ nguyên vị trí cố định quay đến vị trí Hầu hết động bước chuyển động tần số âm thanh, cho phép chúng quay nhanh, với điều khiển thích hợp, chúng khởi động dừng lại dễ dàng vị trí mà không cần cảm biến thông tin phản hồi (một điều khiển vòng hở ) Hình 1: Cấu tạo động bước đơn giản (đơn cực) Như hình minh họa: bên động bước có cuộn dây stator xếp theo cặp đối xứng qua tâm Rotor nam châm vĩnh cửu vật liệu dẫn từ có nhiều Động bước hoạt động sở lý thuyết điện - từ trường : cực dấu đẩy cực khác dấu hút Chiều quay xác định từ trường stator, mà từ trường dòng điện chạy qua lõi cuộn dây gây nên Khi hướng dòng thay đổi cực từ trường thay đổi theo, gây nên chuyển động ngược lại động (đảo chiều)  Khung 1: Nam châm điện đầu (1) bật, hút gần bánh rotor Với thẳng hàng với nam châm điện 1, chúng giảm tối thiểu từ trở từ nam châm điện bên phải (2)  Khung 2: Nam châm điện đầu (1) bị tắt, nam châm điện bên phải (2) kích hoạt, kéo vào liên kết với Điều dẫn đến rotor quay 3,6 ° ví dụ  Khung 3: Các nam châm điện (3) đươc kích hoạt, rotor quay 3,6 °  Khung 4: Các nam châm điện bên trái (4) kích hoạt, rotor lại quay 3,6° Khi nam châm điện đầu (1) lần kích hoạt, rotor quay vị trí răng, có 25 răng, 100 bước để quay đủ vòng ví dụ Động bước làm việc nhờ chuyển mạch điện tử đưa tín hiệu điều khiển vào stator theo thứ tự định tần số định Tổng số góc quay rotor tương ứng với số lần chuyển mạch, chiều quay tốc độ quay rotor phụ thuộc vào thứ tự chuyển đổi tần số chuyển đổi Nếu xét phương diện dòng điện, xung điện áp đặt vào cuộn dây stator (phần ứng) động bước, rotor (phần cảm) động quay góc định, góc bước quay động Ở ta định nghĩa góc bước (Step Angle) độ quay nhỏ bước nhà sản xuất quy định Khi xung điện áp đặt vào cuộn dây phần ứng thay đổi liên tục rotor quay liên tục (thực chất chuyển động theo bước rời rạc) Theo phương diện khác, coi động bước linh kiện (hay thiết bị) số (Digital Device) mà thông tin số hoá thiết lập chuyển thành chuyển động quay theo bước Động bước thực trung thành lệnh số hoá mà máy tính yêu cầu Động bước có vai trò quan trọng điều khiển chuyển động kỹ thuật số, tự động hóa,…vì cấu chấp hành trung thành với lệnh đưa dạng số, chấp hành xác Ta điều khiển quay góc bất kỳ, xác, dừng lại vị trí ta muốn Vì ứng dụng nhiều tự động hóa điều khiển số Máy tính điều khiển động bước loại hệ thống định vị điều khiển chuyển động Nó thường điều khiển kỹ thuật số phần hệ thống vòng lặp mở để sử dụng cấu ứng dụng định vị Trong lĩnh vực laser quang học động bước thường sử dụng thiết bị định vị xác thiết bị truyền động tuyến tính, giai đoạn tuyến tính, giai đoạn quay, giác kế, điều khiển robot, điều khiển tiêu cự hệ quang học, điều khiển định vị hệ quan trắc, điểu khiển bắt, bám mục tiêu khí tài quan sát Sử dụng lĩnh vực khác máy móc đóng gói, vị trí van điều khiển giai đoạn cho hệ thống kiểm soát chất lỏng, điều khiển lập trình thiết bị gia công cắt gọt, điều khiển cấu lái phương chiều máy bay Thương mại, động bước sử dụng ổ đĩa mềm, máy quét phẳng, máy in máy tính, máy vẽ, khe máy, máy quét hình ảnh, đĩa CD, ánh sáng thông minh, ống kính máy ảnh Rất nhiều ứng dụng đòi hỏi cấu chuyển động có độ xác cao, chuyển động êm cho thấy vai trò động bước quan trọng II Cấu tạo động bước Về cấu tạo, động bước coi tổng hợp hai loại động cơ: Động chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc công suất nhỏ Cấu tạo động bước gồm phận chính: phần tĩnh (stator) phần quay (rotor) Hình 2: Cấu tạo động bước Phần tĩnh (stator) Gồm phận lõi thép dây quấn  Lõi thép stator nhiều thép kỹ thuật điện rập sẵn ghép cách điện với tạo thành khối hình trụ rỗng Bề dày thép thường từ 0,35 mm đến 0,5 mm Phía lõi thép có rãnh để đặt dây quấn  Dây quấn stator loại dây điện từ, làm đồng nhôm bọc cách điện Dây quấn stator chia thành nhiều pha dây quấn, pha lại chia thành nhiều cuộn dây, cuộn dây có W số vòng dây Dây quấn stator tùy theo loại động mà có cấu tạo khác Ở loại động bước lưỡng cực, pha chứa cuộn dây nhất; cách đảo chiều dòng điện cuộn dây cực từ bị đảo Ở loại động bước đơn cực, gồm hai cuộn dây cực, cuộn dây cung cấp lượng tạo thành cực bắc nam tương ứng dòng điện cuộn dây không cần đổi chiều Ngoài có vỏ máy dùng để bảo vệ giữ chặt lõi thép stator, vỏ máy thường làm nhôm hợp kim nhôm; hai đầu có nắp máy để đỡ trục rotor bảo vệ dây quấn Phần quay (rotor) Rotor động bước tùy theo tưng lại mà có cấu tạo khác a) Rotor động bước nam châm vĩnh cữu có cấu tạo thường cực từ, từ hoá vĩnh cửu vuông góc với trục (ngang trục) lồng vào phía stator Cực từ rotor thường cực từ (N - S) xen kẽ b) Rotor động bước từ trở biến thiên có cực từ Rotor làm vật liệu dẫn từ (sắt non) có từ trở thay đổi theo góc quay c) Rotor động bước lai kết hợp đặc điểm rotor động bước nam châm vĩnh cữu động bước từ trở biến thiên Rotor làm nam châm vĩnh cữu nhỏ bọc xung quanh trục, cực từ làm vật liệu dẫn từ gắn đầu nam châm vĩnh cữu III Nguyên tắc hoạt động động bước Hình 3: Một động bước 1) Nguyên tắc hoạt động Động điện chiều có chổi than quay liên tục đặt điện áp vào hai đầu Động bước biết đến tính chất quan trọng để chuyển đổi chuỗi xung điện vào thành xung vuông tức dịch chuyển trục Mỗi xung di chuyển trục thông qua góc cố định Động bước có hiệu nam châm điện bố trí xung quanh thiết bị hình bánh trung tâm Các nam châm điện cấp điện mạch điều khiển bên ngoài, chẳng hạn vi điều khiển Để trục động quay, đầu tiên, nam châm điện cung cấp điện năng, tạo từ tính hút bánh Khi bánh liên kết với nam châm điện đầu tiên, giảm tối thiểu từ trở từ nam châm điện Vì vậy, nam châm điện bật nam châm bị tắt, bánh quay nhẹ đến vị trí kế tiếp, từ trình lặp lặp lại Mỗi góc quay gọi "bước", với số nguyên bước tạo thành vòng quay đầy đủ Bằng cách đó, động quay góc xác Khác với động đồng thông thường, rotor động bước cuộn dây khởi động mà khởi động phương pháp tần số, rotor động bước kích thích (rotor tích cực) không kích thích (rotor thụ động) 2) Mạch điều khiển động bước Hình 4: Sử dụng động bước với truyền động theo kiểu Adafruit Hiệu suất động bước phụ thuộc nhiều vào mạch truyền động Đường cong momen xoắn mở rộng với tốc độ lớn cực stator đảo ngược nhanh chóng hơn, yếu tố hạn chế độ tự cảm cuộn dây Để khắc phục cảm kháng chuyển đổi cuộn dây cách nhanh chóng, người ta phải tăng điện áp điều khiển Điều cho thấy cần thiết phải hạn chế dòng điện điện áp cao tạo a) Mạch truyền động Mạch truyền động coi điện áp điều khiển không đổi điện áp dương hay âm liên tục đặt cho cuộn dây để thiết lập vị trí bước Tuy nhiên, dòng điện dây quấn, điện áp áp bước đồng hóa với tần số bước áp dụng, momen xoắn kéo phải vượt qua ma sát quán tính Điều quan trọng tải động có ma sát lớn momen quán tính để giảm dao động không mong muốn Đường cong kéo xác định khu vực gọi miền khởi động/dừng Vào miền này, động bắt đầu/dừng lại với tải áp dụng không tính đồng b) Momen xoắn kéo Momen xoắn kéo động bước đo tốc động với tốc độ mong muốn sau tăng momen xoắn tải động sụt tốc bỏ qua bước Sự đo lường thực qua phạm vi tốc độ kết sử dụng để tạo thành đặc tính đường cong động bước động lực Như đề cập bên đường cong bị ảnh hưởng điện áp điều khiển, dòng điện điều khiển kỹ thuật chuyển mạch Một thiết kế phải bao gồm hệ số an toàn tốc độ momen xoắn ước tính đầy đủ momen xoắn cần thiết cho ứng dụng c) Momen hãm Động điện đồng sử dụng nam châm vĩnh cửu có vị trí giữ momen xoắn cố định (gọi momen hãm vấu, bao gồm thông số kỹ thuật) không điều khiển điện Từ trở lõi sắt non tính chất d) Dao động ringing cộng hưởng Khi động di chuyển bước vượt qua điểm dừng cuối dao động quanh điểm đến khoảng dừng Dao động ringing không mong muốn xem dao động gọi động không tải Một động không tải tải có lẽ, thường sẽ, dừng dao động xem đủ để làm đồng hóa Động bước có tần số hoạt động riêng Khi tần số kích thích phù hợp cộng hưởng có dao động ringing rõ rệt hơn, bước bỏ qua, có nhiều khả dừng lại Tần số cộng hưởng động tính theo công thức: √ Trong đó: Mh : Giữ momen xoắn cN·m p : Số cặp cực Jr :Rotor quán tính kg·cm ² 5) Xếp hạng động bước thông số kỹ thuật Nhãn hiệu động bước thường cung cấp dòng điện cuộn dây điện áp từ trở cuộn dây Điện áp định mức tạo dòng điện định mức cuộn dây DC: điều chủ yếu đánh giá vô nghĩa, tất trình điều khiển đại dòng điện bị hạn chế điện áp điều khiển lớn vượt điện áp định mức động Tốc độ momen xoắn thấp bước thay đổi trực tiếp với dòng điện Làm cách nhanh chóng momen xoắn rơi xuống với tốc độ nhanh phụ thuộc vào độ tự cảm cuộn dây mạch điều khiển gắn vào nó, đặc biệt điện áp điều khiển Động bước nên có kích thước phù hợp với đường cong momen xoắn tạo ra, quy định nhà sản xuất điện áp điều khiển cụ thể sử dụng mạch truyền động IV Một số loại động bước Cơ sở phân loại động bước Động bước phân loại dựa theo cấu trúc rotor cách quấn cuộn dây stator a) Dựa theo cấu trúc rotor, động bước chia thành ba loại:  Động bước nam châm vĩnh cữu  Động bước từ trở biến thiên  Động bước lai Ngoài có động bước Lavet b) Dựa theo cách quấn dây staror, động bước chia thành hai loại:  Động bước đơn cực  Động bước lưỡng cực Theo cấu trúc rotor 2.1 Động bước nam châm vĩnh cửu 2.1.1 Cấu tạo Gồm có hai phần chính: phần quay (rotor) bao xung quanh phần tĩnh (stator) a) Stator: Các phận stator lõi thép (mạch từ), dây quấn vỏ máy :  Lõi thép stator làm thép kỹ thuật điện rập sẵn ghép cách điện với tạo thành khối hình trụ rỗng, mặt có phân rãnh Trong rãnh dây quấn máy điện dây quấn pha, pha, pha pha  Dây quấn stator động bước nam châm vĩnh cửu loại dây điện từ, có tiết diện hình tròn hình chữ nhật Dây quấn stator chia thành nhiều pha dây quấn, pha có tổ bối dây, tổ bối dây có W số vòng dây lồng vào cực từ stator  Vỏ máy: phía stator có vỏ nhôm hợp kim nhôm, hai đầu stator có hai nắp làm vật liệu với vỏ bắt chặt vào vỏ Trên nắp máy có lắp ổ trục (ổ trượt vòng bi) để đỡ trục quay rotor b) Rotor: Rotor động bước nam châm vĩnh cửu có cấu tạo thường cực từ, từ hoá vĩnh cửu vuông góc với trục (ngang trục) lồng vào phía stator Cực từ Rotor thường cực từ (N - S) xen kẽ 2.1.2 Nguyên tắc làm việc động bước nam châm vĩnh cửu Nguyên tắc làm việc loại động dựa vào tác động trường điện từ momen điện từ, cụ thể tác động trường điện từ lên nhiều nam châm vĩnh cửu Rotor động tạo thành nhiều cặp từ momen điện từ nam châm đặt thẳng hàng từ trường quay cuộn dây tạo nên Các cuộn dây stator gọi pha Động bước có nhiều pha 2, 3, 4, pha; cấp điện cuộn sang cuộn khác với việc đảo chiều dòng điện sau bước quay Chiều quay động phụ thuộc vào thứ tự cấp điện cho cuộn dây hướng từ trường Động loại có đặc tính chống rung tốt, tốc độ chậm có momen lớn Các góc bước tìm thấy toàn phạm vi góc chuẩn, bao gồm 1,80; 7,50; 300; 450 900 Trên phương diện dòng điện điều khiển, động bước nam châm vĩnh cửu phân làm hai loại: động đơn cực (điều khiển dòng điện đơn cực) động lưỡng cực (điều khiển dòng điện lưỡng cực) Hình 6: Động bước nam châm vĩnh cửu pha kiểu đơn cực Động bước nam châm vĩnh cửu kiểu đơn cực có 5, dây thường quấn sơ đồ hình 6, với đầu nối trung tâm cuộn Khi sử dụng, đầu nối trung tâm thường nối vào cực dương nguồn cấp, hai đầu lại mấu nối đất để đảo chiều từ trường tạo cuộn Động nam châm vĩnh cửu lưỡng cực có cấu trúc khí giống động đơn cực hai mấu động nối đơn giản hơn, đầu nối trung tâm hình vẽ Hình 7: Động nam châm vĩnh cửu pha kiểu lưỡng cực 2.2 Động bước từ trở biến thiên 2.2.1 Cấu tạo Động bước từ trở có hai phần cấu tạo stator (phần tĩnh) rotor (phần quay) a) Stator: Gồm có hai phần lõi thép dây quấn stator  Lõi thép stator nhiều thép kỹ thuật điện ghép lại với tạo thành khối hình trụ rỗng, mặt có phân rãnh cực từ, mặt cực từ có Bề dày thép vào khoảng 0,35 mm đến 0,5 mm, hai mặt thép sơn cách điện  Dây quấn stator dây điện từ dây nhôm đồng bọc cách điện, tiết diện dây quấn có dạng hình tròn Mỗi pha stator quấn thành hai cuộn dây nối tiếp vị trí xuyên tâm đối, chí thành cuộn đôi trực giao, cuộn dây có W số vòng dây b) Rotor: Cũng giống stator, rotor có Rotor làm vật liệu dẫn từ (sắt non) có từ trở thay đổi theo góc quay Mỗi rotor cực (hình 8) Hình 8: Động bước ba pha có từ trở biến thiên 2.2.2 Nguyên tắc làm việc động bước từ trở biến thiên Nguyên tắc làm việc động bước có từ trở biến thiên dựa sở tượng từ trở cực tiểu Trong động bước loại stator rotor làm vật liệu từ rotor quay trạng thái cho từ trở nhỏ Nghĩa hệ thống mạch có xu hướng giảm thiểu từ trở Dựa tác động trường điện từ rotor có từ trở biến thiên theo góc quay Cấu trúc tiêu biểu cho động bước có từ trở thay đổi hình vẽ Hình 9: Cấu trúc động bước từ trở Rotor chế tạo vật liệu dẫn từ, bề mặt rotor thường có nhiều Mỗi rotor stator gọi cực Trên hai cực đối diện mắc nối tiếp hai cuộn dây tạo thành phần động Động hình có pha (các pha 1, 2, 3) từ trở thay đổi theo góc quay Khi rotor đứng thẳng hàng với cực stator, từ trở nhỏ Hướng quay rotor không phụ thuộc vào chiều dòng điện mà phụ thuộc vào thứ tự cấp điện cho cuộn dây Nhiệm vụ mạch logic truyền động thực Với cách thay đổi cách kích thích cuộn dây, ta làm thay đổi vị trí góc quay Động bước từ trở thay đổi chuyển động êm, số bước lớn, momen đồng nhỏ Thông thường, góc bước động bước từ trở biến thiên 7,50 150 2.3 Động bước lai (Hybird) Hình 10: Một động bước lai lưỡng cực Loại động có ưu điểm sau: Về cấu tạo kết hợp hai loại động trên: Động nam châm vĩnh cửu động từ trở biến thiên Về tính chất, phát huy ưu điểm động bước nam châm vĩnh cửu động bước từ trở biến thiên: có momen hãm ngắt điện lớn, có momen giữ momen quay lớn, họat động với tốc độ cao có số bước lớn Hình 11: Động bước kiểu hỗn hợp với m = 2, p = 2.3.1 Cấu tạo động bước lai Cấu tạo động bước lai kết hợp động bước nam châm vĩnh cửu động bước từ trở biến thiên a) Stator có cấu tạo hoàn toàn giống cấu tạo động có từ trở thay đổi Trên cực stator đặt cuộn dây pha, cuộn dây pha thành bốn cuộn dây, thành hai cuộn dây đặt xen kẽ để hình thành nên cực N S đồng thời đối diện với cực bối dây rotor b) Rotor kết hợp đặc điểm rotor động bước từ trở biến thiên động bước nam châm vĩnh cửu Trục động bọc một nam châm vĩnh cữu nhỏ Nó khác với động bước nam châm vĩnh cửu chổ có đầu rotor cực bắc đầu rotor đối diện cực nam Răng rotor làm lõi thép chia thành hai phần gắn chặt đầu Hình 12: Cấu tạo động bước lai 2.3.2 Nguyên tắc làm việc động bước lai Động bước lai kết hợp nguyên tắc làm việc động bước nam châm vĩnh cửu động bước từ trở có đặc tính tốt hai loại động kể momen lớn số bước lớn Động bước gồm hai nửa rotor hình 12 Động loại có số bước đạt đến 400 bước, giá thành đắt Các góc bước tiêu biểu 0,90 1,80 Trong tất loại động bước kể động bước lai dùng nhiều Theo cách quấn dây staror 3.1 Động bước đơn cực Hình 13: Động bước đơn cực Một động bước đơn cực có cách quấn dây với đầu nối trung tâm cho pha Mỗi tiết diện cuộn dây chuyển mạch cho hướng từ trường Vì xếp cực từ đảo ngược mà không cần chuyển đổi theo hướng dòng điện, mạch chỉnh lưu thực đơn giản (ví dụ, bóng bán dẫn nhất) cho cuộn dây Thông thường, với pha, đầu nối trung tâm cuộn dây chế tạo phổ biến: cho ba dây dẫn pha sáu dây dẫn cho hai pha động điển hình Thông thường, hai cuộn dây bên nối với nhau, động có có năm dây dẫn Mộ vi điều khiển điều khiển động bước sử dụng để kích hoạt bóng bán dẫn theo thứ tự đúng, hoạt động dễ dàng làm cho động đơn cực phổ biến; cách rẻ để có chuyển động góc xác Hình 14: Cuộn dây động bước đơn cực (Đối với thí nghiệm, cuộn dây xác định cách chạm vào dây thiết bị đầu cuối động PM Nếu thiết bị đầu cuối cuộn dây nối, trục trở nên quay khó khăn Một cách để phân biệt điểm nối dây trung tâm (dây chung) từ cuộn dây dẫn cuối cách đo điện trở Điện trở dây chung cuộn dây dẫn cuối luôn nửa điện trở cuộn dây cuối cuộn dây dẫn cuối Điều có hai lần chiều dài cuộn dây cuối nửa từ trung tâm (dây chung) để kết thúc) Một cách nhanh chóng để xác định động bước làm việc ngắn mạch hai cặp thử tắt trục, điện trở cảm nhận cao bình thường, cho thấy mạch quấn dây riêng kín pha làm việc 3.2 Động lưỡng cực Động lưỡng cực có cuộn dây cho pha Dòng điện cuộn dây cần đảo ngược để đảo ngược cực từ, mạch điều khiển phải phức tạp hơn, đặc biệt với cầu H xếp (tuy nhiên có số điều khiển tích hợp vi mạch có sẵn để thực công việc đơn giản) Có hai dây dẫn cho pha, không phổ biến Hiệu ứng ma sát sử dụng cầu H quan sát với vài cấu trúc truyền động Phối hợp bước tín hiệu vào tần số cao so với động đáp ứng giảm "ma sát" có hiệu Bởi cuộn dây dùng tốt hơn, mạnh động đơn cực có trọng lượng Điều không gian vật lý chiếm đóng cuộn dây Một động đơn cực hai lần dây không gian, có nửa sử dụng thời điểm nào, 50% hiệu (khoảng 70% sản lượng momen xoắn có sẵn) Mặc dù động bước lưỡng cực điều khiển phức tạp hơn, phong phú vi mạch điều khiển phương tiện nhiều khó khăn để đạt Một động bước đầu giống động bước đơn cực, dây dẫn không nối chung động Loại động nối số cấu hình:  Đơn cực  Lưỡng cực với cuộn dây nối tiếp Điều cho phép điện cảm cao thấp dòng điện cuộn dây  Lưỡng cực với cuộn dây song song Điều đòi hỏi dòng điện cao sử dụng tốt điện cảm cuộn dây giảm  Lưỡng cực với cuộn dây cho pha Phương pháp động chạy nửa cuộn dây có sẵn, làm giảm momen xoắn tốc độ thấp đòi hỏi dòng điện nhỏ Ngoài có động bước nhiều pha Hình 15: Cuộn dây động bước nhiều pha Động bước nhiều pha với nhiều pha dẫn đến có nhiều mức dao động thấp hơn, chi phí sản xuất cao Những động gọi “lai” có phận gia công đắt hơn, vòng bi chất lượng cao Mặc dù chúng đắt tiền hơn, mật độ lượng cao với thiết bị điện tử điều khiển thích hợp thực phù hợp với ứng dụng Máy in máy tính sử dụng thiết kế lai KẾT LUẬN Đối chiếu mục đích, nhiệm vụ kết nghiên cứu thu trình thực đề tài “Khảo sát động bước” là:  Động bước ứng dụng rộng rãi đặc biệt tự động hóa điều khiển số với độ xác cao  Động bước kết hợp động điện chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc công suất nhỏ  Động bước biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay, chúng quay theo bước nên có độ xác cao  Động bước có mạch điều khiển phổ biến mạch truyền động tạo xung để chuyển mạch, có dạng sóng dòng điện pha chủ yếu nửa bước, vi bước, toàn bước  Có nhiều loại động bước động bước nam châm vĩnh cữu, động bước từ trở biến thiên, động bước đơn cực, động bước lưỡng cực, động bước lai Mỗi loai động có đặc điểm không giống để từ có ứng dụng phù hợp kỹ thuật Bên cạnh thông qua việc nghiên cứu, tìm hiểu đề tài này, em thu cho nhiều kiến thức bổ ích:  Hiểu thêm cấu tạo, nguyên tắc hoạt động động bước  Rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo để áp dụng học vật lý việc dạy học sau Một lần em xin chân thành cám ơn thầy giáo Ngô Văn Quang Bình bạn giúp đỡ em trình làm tiểu luận để em hoàn thành tốt tiểu luận TÀI LIỆU THAM KHẢO Liptak, Bela G (2005), Instrument Engineers' Handbook: Process Control and Optimization, CRC Press p 2464 ISBN 978-0-8493-1081-2 [...]... loại động cơ bước 1 Cơ sở phân loại động cơ bước Động cơ bước có thể được phân loại dựa theo cấu trúc rotor hoặc cách quấn các cuộn dây trên stator a) Dựa theo cấu trúc rotor, động cơ bước chia thành ba loại:  Động cơ bước nam châm vĩnh cữu  Động cơ bước từ trở biến thiên  Động cơ bước lai Ngoài ra còn có động cơ bước Lavet b) Dựa theo cách quấn dây trên staror, động cơ bước chia thành hai loại:  Động. .. từng bước nên có độ chính xác cao  Động cơ bước có 2 mạch điều khiển phổ biến là mạch truyền động và bộ tạo xung để chuyển mạch, có dạng sóng dòng điện pha chủ yếu là nửa bước, vi bước, toàn bước  Có nhiều loại động cơ bước như động cơ bước nam châm vĩnh cữu, động cơ bước từ trở biến thiên, động cơ bước đơn cực, động cơ bước lưỡng cực, động cơ bước lai Mỗi loai động cơ có những đặc điểm không giống... cơ bước lai là sự kết hợp giữa nguyên tắc làm việc của động cơ bước nam châm vĩnh cửu và động cơ bước từ trở do đó có được đặc tính tốt nhất của hai loại động cơ kể trên là momen lớn và số bước lớn Động cơ bước gồm hai nửa rotor như hình 12 Động cơ loại này có số bước đạt đến 400 bước, nhưng giá thành đắt Các góc bước tiêu biểu là 0,90 và 1,80 Trong tất cả các loại động cơ bước kể trên thì động cơ bước. .. động cơ trên: Động cơ nam châm vĩnh cửu và động cơ từ trở biến thiên Về tính chất, nó phát huy được các ưu điểm của cả động cơ bước nam châm vĩnh cửu và động cơ bước từ trở biến thiên: có momen hãm khi ngắt điện lớn, có momen giữ và momen quay lớn, họat động với tốc độ cao và có số bước lớn Hình 11: Động cơ bước kiểu hỗn hợp với m = 2, p = 3 2.3.1 Cấu tạo của động cơ bước lai Cấu tạo của động cơ bước. .. tài Khảo sát động cơ bước là:  Động cơ bước được ứng dụng rộng rãi đặc biệt là trong tự động hóa và điều khiển số với độ chính xác cao  Động cơ bước là sự kết hợp giữa động cơ điện một chiều không tiếp xúc và động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ  Động cơ bước biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay, chúng quay theo từng bước. .. rotor động cơ bước từ trở biến thiên và động cơ bước nam châm vĩnh cửu Trục động cơ được bọc một bởi một nam châm vĩnh cữu nhỏ hơn Nó khác với động cơ bước nam châm vĩnh cửu ở chổ có một đầu rotor là cực bắc còn đầu rotor đối diện là cực nam Răng rotor làm bằng lõi thép được chia thành hai phần gắn chặt trên mỗi đầu Hình 12: Cấu tạo động cơ bước lai 2.3.2 Nguyên tắc làm việc của động cơ bước lai Động cơ. .. mạch logic trong bộ truyền động thực hiện Với cách thay đổi cách kích thích các cuộn dây, ta cũng làm thay đổi các vị trí góc quay Động cơ bước từ trở thay đổi chuyển động êm, số bước lớn, nhưng momen đồng bộ nhỏ Thông thường, các góc bước của các động cơ bước từ trở biến thiên là 7,50 hoặc 150 2.3 Động cơ bước lai (Hybird) Hình 10: Một động cơ bước lai lưỡng cực Loại động cơ này có những ưu điểm sau:... nó để nửa bước, sau đó nó sẽ mất 8 bước để xoay 1 vị trí răng Vì vậy, sẽ có 25 * 8 = 200 bước mỗi vòng quay đầy đủ và từng bước sẽ là 360/200 = 1,80 Góc của mỗi bước là một nửa của bước đầy đủ d) Động cơ bước cỡ nhỏ Những gì thường được gọi là động cơ bước cỡ nhỏ thường là "sin cos động cơ bước cỡ nhỏ", trong đó dòng điện trong cuộn dây gần giống một dạng sóng AC hình sin Sin cos động cơ bước cỡ nhỏ... của động cơ bước và một lý do cơ bản để sử dụng trong định vị Ví dụ: nhiều động cơ bước lai hiện đại đạt tốc độ như vậy mà việc dịch chuyển của tất cả các bước đầy đủ (ví dụ 1,80 mỗi bước đầy đủ hoặc 200 bước quay đầy đủ) sẽ nằm trong 3% hoặc 5% việc dịch chuyển của tất cả các bước đầy đủ khác, miễn là động cơ được hoạt động trong phạm vi hoạt động quy định của nó Một số nhà sản xuất cho thấy động cơ. .. được xem như là dao động cơ và được gọi là động cơ không tải Một động cơ không tải hoặc dưới tải có lẽ, và thường sẽ, dừng nếu dao động được xem như là đủ để làm mất đồng bộ hóa Động cơ bước có một tần số hoạt động riêng Khi tần số kích thích phù hợp cộng hưởng này có dao động ringing rõ rệt hơn, bước này có thể được bỏ qua, và có nhiều khả năng dừng lại Tần số cộng hưởng động cơ có thể được tính ... chủ yếu nửa bước, vi bước, toàn bước  Có nhiều loại động bước động bước nam châm vĩnh cữu, động bước từ trở biến thiên, động bước đơn cực, động bước lưỡng cực, động bước lai Mỗi loai động có đặc... tạo động bước lai 2.3.2 Nguyên tắc làm việc động bước lai Động bước lai kết hợp nguyên tắc làm việc động bước nam châm vĩnh cửu động bước từ trở có đặc tính tốt hai loại động kể momen lớn số bước. .. Khảo sát động bước là:  Động bước ứng dụng rộng rãi đặc biệt tự động hóa điều khiển số với độ xác cao  Động bước kết hợp động điện chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc công suất nhỏ  Động