Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.2.2. Hệ truyền động dựng động cơ bƣớc 2.2.2.1. Giới thiệu động cơ bƣớc 2.2.2.1. Giới thiệu động cơ bƣớc
Động cơ bước (stepping motor) là một cơ cấu chấp hành cơ điện dựng để biến đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học. Đặc tớnh chuyển động của động cơ bước là rời rạc, trỏi ngược với đặc tớnh chuyển động liờn tục và trơn của động cơ DC, AC. Mỗi xung dũng cấp cho cuộn dõy stato, trục động cơ thực hiện quay một gúc gọi là bước gúc. Đặc điểm cơ bản của động cơ bước là tốc độ gúc tỷ lệ với tần số xung vào. Động cơ bước điều khiển tớn hiệu số được sử dụng khỏ rộng rói trong cỏc mỏy điều khiển số CNC, mỏy in, robot, mỏy photocopy và cỏc mỏy khỏc. Động cơ bước cú thể điều khiển cả về vị trớ lẫn tốc độ (dải tốc độ từ 0 đến 300v/p) mà khụng cần mạch phản hồi nhưng vẫn đảm bảo được độ chớnh xỏc vị trớ. Tần số cung cấp cho động cơ nằm ở vựng tần số thấp. Độ chớnh xỏc vị trớ trong khoảng 1 đến 5% bước gúc. Với cụng nghệ hiện nay, trong cụng nghiệp đó sản xuất được động cơ bước cú cụng suất lớn nhất là 2kW.
Ưu việt của động cơ bước là ở chỗ nú cú khả năng điều khiển trực tiếp bằng mạch số. Vỡ vậy, trong mạch điều khiển khụng cần mạch biến đổi số tương tự (DAC) và nú cũng khụng cần cỏc chuyển mạch hoặc chổi than như trong động cơ một chiều (DC) điều khiển servo. Điều khiển vị trớ bằng động cơ bước trỏnh được sai số tớch luỹ chiều dài của chuyển động. Động cơ bước được sử dụng trong cỏc mạch điều khiển hở. Một ưu điểm khỏc của động cơ bước là ớt gõy tiếng ồn.
Động cơ bước được sản xuất theo tiờu chuẩn bước gúc hoặc theo tiờu chuẩn cụng suất. Dải bước gúc của động cơ từ 0,72o đến 90o
tương ứng với 1,8o; 7,5o; 15o; 30o hoặc 90o.
Động cơ bước cú ba kiểu: Động cơ bước nam chõm vĩnh cửu PM (Permanent Motor), động cơ bước cú từ trở biến đổi VR (Variable – Reluctance stepper motor) và động cơ kết hợp từ hai động cơ PM và VR gọi là động cơ lai (Hybrid stepper motor). Do sự phỏt triển mạch mẽ của hệ thống điều khiển nờn động cơ lai ngày nay đang được sử dụng rất rộng rói. Ngoài cỏc động cơ phổ biến ở trờn trong mỏy CNC cũn cú động cơ bước tuyến tớnh (Linear Stepper Motor).
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.2.2.2. Cỏc loại động cơ bƣớc
* Động cơ bƣớc PM (Permanent Motor)
Động cơ bước PM (Permanent Magner stepper Motor) cú cấu tạo gồm một roto làm bằng nam chõm vĩnh cửu và stato là cỏc cuộn dõy (hỡnh 2.1pl). Khi cấp điện cho cỏc cuộn dõy stato sẽ tạo ra một vựng điện từ cú cực bắc và cực nam, stato gõy ra vựng từ trường sẽ làm cho roto quay đi một gúc xỏc định (một bước). Chỳng ta cú thể thay đổi vựng từ trường bằng cỏch kớch hoạt theo trỡnh tự cỏc cuộn dõy stato . Hỡnh 2.2pl trỡnh bày động cơ bước 4 cực stato 6 cực roto.
Nguyờn tắc làm việc của động cơ bước PM (Permanent Magner stepper motor) giống như nguyờn lý làm việc của động cơ đồng bộ ba pha. Nguyờn lý