1. Đặc tính tĩnh :
♦ Gĩc bước : là trị số gĩc quay của một bước, là gĩc quay của trục động cơ dưới tác dụng của một xung điện chạy qua cuộn dây điện kế tiếp. Nĩ phù hợp với số bước/ vịng. Điều khiển động cơ hổn hợp bằng bộ chuyển phát cho phép nhân số bước thực tế để điều khiển nửa bước (khi hai pha được cấp điện cùng một lúc) và điều khiển vi bước (khi cho dịng điện cĩ trị số khác nhau vào các pha). Số bước cĩ thể là 2000 đến 25000 bước/vịng.
♦ Moment : Moment thay đổi theo gĩc quay của trục được gọi là đặc tính của động cơ bước. Nĩ được biểu hiện như hình sau :
Hình 2-12 Momem của động cơ bước
C y y Mf Mk M gia ơùc men B M
♦ Moment tĩnh (Mo): Khi động cơ được cấp điện, roto cĩ xu hướng nằm trên trục của từ thơng, hình thành một momen rất lớn để động cơ cĩ thể quay. Giá trị này gọi là momen tĩnh.
♦ Momen hãm là momen cản do trục của động cơ nam châm vĩnh cửu tạo nên khi các cuộn dây stato khơng được kích thích. Để động cơ cĩ thể hoạt động chính xác thì momen luơn luơn nhỏ hơn momen tĩnh.
♦ Momen duy trì là momen lớn nhất do cuộn dây kích thích tạo nên trên trục động cơ từ trở thay đổi khơng cĩ momen này.
2. Đặc tính động của động cơ bước :
Vận tốc của động cơ bước phụ thuộc vào tần số xung điều khiển. Tần số này do bộ điện tử cung cấp
Đặc điểm vận tốc của roto trên một bước thể hiện tính dao động của trục động cơ. Đặc tính này cĩ thể được cải thiện bằng việc thiết kế một hộp biến tốc đặc biệt nhằm hạn chế và loại trừ sự cộng hưởng để cĩ được hằng số thời gian tốt hơn.
Khi cĩ một xung dịng điện vào cuộn dây Stato, Roto động cơ khơng chuyển động ngay từ gĩc này sang gĩc khác, mà nĩ dao động một thời gian cần để quay 5% vịng thì mới đạt được vị trí ổn định. Hằng số thời gian phụ thuộc vào moment quán tính của từ thơng φ.
Tần số xung càng cao thì hằng số thời gian điện từ sẽ càng ngắn. Nếu xung điều khiển đơng cơ cĩ tần số quá cao thì roto sẽ quay liên tục và làm việc quá tần số giới hạn. Ở chế độ này động cơ khơng thể dừng đột ngột và cũng khơng thể đảo chiều. Muốn thựchiện dừng động cơ, cần phải giảm tần số đến vùng làm việc theo bước.
Hai đường đặt tính hình thành vùng giới hạn làm việc là đường cong Mc và Mk. - Mc là momen tới hạn, momen lớn nhất tác động lên trục làm động cơ quay ở tần
số đã cho. Trên giới hạn này động cơ bị sai bước và khơng thể thay đổi tần số bước.
- Mk làø momen khởi động lớn nhất, thường bằng 2/3 gía trị momen duy trì. Trên đồ thị cĩ hai vùng làm việc động cơ A và B
- Vùng A : là vùng khởi động. Ở vùng này động cơ sẽ cĩ thể khởi động, dừng và đảo chiều mà khơng bị sai bước.
- Vùng B : là vùng bội tốc. Ở đây động cơ khơng thể đáp ứng tức thời các lệc\nh khởi động, dừng và đảo chiều. Nĩ chỉ cĩ thể quay nếu tần số tăng tuần tự đến một gía trị thích hợp. Ở vùng này khơng cho phép khởi động, dừng và đảo chiều nhưng cĩ thể tăng, giảm tốc từ từ. Muốn dừng chính xác động cơ, vận tốc xung phải giảm tốc từ từ đến kmomen khởi động
Hình 2-13 đường đặc tính của động cơ bước
Tần số tới hạn fmax: là tần số bước lớn nhất khi động cơ chạy khơng tải.
- Tần số tới hạn ft : là tần số bước lớn nhất mà động cơ cĩ thể làm việc khơng sai bước khi quay khơng tải.
- Tần số khởi động fk: là tần số bước lớn nhất mà động cơ cĩ thể khởi động khi cĩ tải.
- Tần số fkmax: là tần số bước lớn nhất mà động cơ cĩ thể khởi động lúc khơng tải
ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
Điều khiển động cơ bước do một thiết bị điện tử gọi là bộ chuyển phát thực hiện. Nĩ bao gồm một số chức năng sau đây:
- Tạo các xung với những tần số khác nhau.
- Chuyển đổi các phần cho phù hợp với thứ tự kích từ. Làm giảm các dao động cơ học.
Sơ đồ mạch logic điện tử của bộ chuyển phát để điều khiển hình trong động cơ bước 4 pha được trình bày
Đầu vào của mạch này là các xung do máy phát xung tạo nên. Thành phần của mạch là các bán dẫn, vi mạch. Kích thích các phần của động cơ bước theo thứ tự 1-2-3-4 do các transistor cơng suất T1 đến T4 thực hiện.VơÙi việc thay đổi vị trí bộ chuyển mạch, động cơ cĩ thể quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại. ATất cả mọi transistor đều do mạch logic "VÀ" điều khiển. Hai bộ ổn định hai chiều T1 và T2 tạo các tín hiệu đĩng mở cho các cơng tắt điề khiển. Trạng thái của hai bộ ổn định hai chiều điều khiển 4 trasistor theo cách thức như sau:
Hình 2-14: Sơ đồ mạch logic bộ chuyển phát điều khiển động cơ bước
Trạng thái ổn định Trạngthái transisr
A = B = 1T1 làm việc
A = B = 1T2 làm việc
A = B = 1T3 làm việc
C
Ph
a
B
B
T2
T3
1
T4
2
4
3
1
.
ưûu
h
vĩ
châ
m
cơ
na
động
cơc
