Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.11 Động cơ bước – Motor step
2.11.1Tổng quan:
Động cơ bước (ĐCB) là một thiết bị chuyển đồi năng lượng điện thành chuyển động cơ học. Nó cung cấp dòng điện một chiều theo một trình tự được kiểm soát nhất định để tạo ra chuyển động quay, vòng quay có thể liên tục theo chiều thuận hoặc ngược lại hoặc chúng ta có thể điều khiển vòng quay theo từng bước nhỏ để kiểm soát độ chính xác cao hơn. Động cơ thậm chí có thể dừng tại 1 điểm mong muốn và giữ vị trí này.
43
Đây là động cơ tiên tiến hơn so với động cơ 1 chiều thông thường chỉ có thể quay liên tục theo chiều thuận hoặc ngược. Do đó, ĐCB hữu ích hơn nhiều trong các dây chuyền tự động hóa và sản xuất vì chúng cung cấp khả năng điều khiển chính xác. Đó là lý do tại sao động cơ bước được sử dụng khắm mọi nơi từ máy in 3d, máy cnc và thậm chí cả van tiết lưu điện tử trong các hệ thống lạnh chính xác.
Về cấu tạo bên trong ĐCB bao gồm: Ổ bạc đạn, Rotor, Stator.
Hình 2.44 Cấu tạo bên trong ĐCB.
• Ổ bạc đạn: chúng có nhiệm vụ giữ trục đúng vị trí và đảm bảo quay trơn tru.
• Gắn với trục ta thấy có Rotor: là một nam châm vĩnh cửu có 2 phần: 1 phần cực bắc
và phần còn lại là cực nam. Có một số răng được khắc trên bề mặt bên ngoài của mỗi phần rotor. Răng của 2 phần này không thẳng hàng với nhau, chúng được bù trừ với nhau để các răng của phần này thẳng hàng với các khe hở của phần kia.
• Bao quanh rotor là stator: được cấu tạo từ sắt từ, đứng yên và không quay. Stator
được chia thành các rãnh để đặt cuộn dây.
44
Bản thân ĐCB không thể hoạt đông độc lập nên nó thường được gắn với một Motor Diver (A4988, DRV8825,…) và một bộ Controller (PLC, Arduino,...) để điều khiển dòng diện đưa vào stato theo số thứ tự lần lượt và một tần số nhất định.
Hình 2.46 Cách thức hoạt động của motor step.
ĐCB hoạt động dựa trên lý thuyết từ trường, cùng cực đẩy nhau và trái cực dấu hút nhau. Khi một bộ cuộn dây được cấp điện, các cuộn dây sẽ tạo thành trường điện từ có cực bắc và cực nam. Rotor là một nam châm vĩnh cửu, trường điện từ của nó sẽ tương tác với trường điện từ của stator làm cho rotor quay. Các cuộn dây sẽ bật và tắt, cực tính của trường điện từ của cuộn dây sẽ đảo ngược mỗi khi nó bật. Điều này làm cho rotor quay vì các cuộn dây stator sẽ hút và đẩy từ trường của rotor.
2.11.2Động cơ bước KV24
Hình 2.47 Motor Step KV24-F2B009
ĐCB mã hiệu KV24 là loại động cơ bước điển hình được thiết kế để có 200 bước tương đương với 1 bước quay được 1.8°.
45 Cấu hình: Hình 2.48 Sơ đồ dây ĐCB KV24 • Kích thước bao: 42mm x 42mm x 32mm. • Kích thước trục: 5mm. • Nguồn: 3-49V • Dòng: 1.2A • Bước: 1.8° • Trọng lượng: 300g.
• Động cơ bước bước loại 2 pha 4 dây.