Động cơ bƣớc (còn gọi là Step Motor hay Stepping Motor) chính là một thiết bị cơ điện, nó có tác dụng chuyển đổi năng lƣợng điện biến thành cơ năng. Ngồi ra, nó cũng là 1 động cơ điện khơng có chổi than, động cơ đồng bộ, có thể chia một vịng quay đầy đủ ra thành nhiều bƣớc mở rộng.
Trục của động cơ khi đó sẽ quay qua 1 góc cố định của mỗi xung rời rạc. Khi một chuỗi xung hoạt động, nó sẽ đƣợc chuyển sang một góc nhất định. Góc mà trục động cơ bƣớc tiến hành quay cho mỗi xung cịn đƣợc gọi là góc bƣớc, thƣờng đƣợc tính bằng độ.
30
Về cấu tạo, động cơ bƣớc thƣờng bao gồm có các bộ phận chính đó là stato, roto chính là nam châm vĩnh cửu. Trong trƣờng hợp động cơ biến từ trở lại chính là những khối răng đƣợc làm bằng vật liệu nhẹ có từ tính cao. Động cơ bƣớc đƣợc điều khiển bởi một bộ điều khiển từ bên ngoài. Động cơ bƣớc và bộ điều khiển sẽ đƣợc thiết kế sao cho chúng có thể giữ nguyên bất kỳ vị trí cố định nào và có thể quay đến đƣợc bất kỳ một vị trí nào. Tuy nhiên, khi sử dụng động cơ bƣớc vào trong hệ điều khiển vòng hở khi máy móc bị q tải thì tất cả các giá trị của động cơ đều bị mất đi và hệ thống cũng cần phải nhận diện lại.
Hình 2.11 Cấu tạo Step Motor (Nguồn Internet)
Nguyên lý hoạt động của motor bƣớc nam châm vĩnh cửu có 2 cặp cuộn dây pha đó là: Ban đầu vị trí của stato và roto đang ở vị trí phase A. Khi cấp điện cho 2 cuộn dây pha B và D tƣơng ứng trong 2 cuộn sẽ xuất hiện đƣợc cực tính. Do cực tính của các cuộn dây pha và rôto trong động cơ ngƣợc nhau dẫn đến roto sẽ chuyển động đƣợc đến vị trí phase B on. Khi cuộn dây pha B và D ngắt điện, còn cuộn dây A và B đƣợc cấp điện thì lúc này roto lại chuyển động đến vị trí phase C on.
Ứng dụng của động cơ bƣớc:
Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, motor bƣớc là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu, bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đƣa ra dƣới dạng số. Loại động cơ này hiện đang đƣợc ứng dụng nhiều trong ngành tự động hóa, đặc biệt là các thiết bị cần điều khiển chính xác nhƣ trong thiết bị điều khiển robot, điều
31
khiển định vị trong các quan hệ trắc, điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học, bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển các cơ cấu lái phƣơng và chiều trong máy bay, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt