a) Sơ đồ quấn dõy đơn cực b) Ký hiệu trờn sơ đồ nguyờn lý.
2.2.2.Nguyờn lý hoạt đụ̣ng.
Động cơ bước khụng quay theo cơ chế thụng thường, chỳng quay theo từng bước nờn cú độ chớnh xỏc rất cao về mặt điều khiển học. Chỳng làm việc nhờ cỏc bộ chuyển mạch điện tử đưa cỏc tớn hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và một tõ̀n số nhất định.
Tụ̉ng số gúc quay của rụto tương ứng với số lõ̀n chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rụto phụ thuộc vào thứ tự chuyển đụ̉i và tõ̀n số chuyển đụ̉i.
Rụto của động cơ bước (khụng cú cuộn dõy khởi động) được khởi động bằng phương phỏp tõ̀n số. Rụto của động cơ bước cú thể được kớch thớch (rụto tớch cực) hoặc khụng nhận được kớch thớch (rụto thụ động ).
3a) a) 4 1 m 2 F1 3 b) c) 4 4 3 F2 1 1 F m 2 2 m F1 F1 2 F F
Hỡnh 2.9. Sơ đồ nguyờn lý động cơ bước m pha với rụto 2 cực và cỏc lực điện từ khi điều khiển bằng xung 2 cực.
Xung điện ỏp cấp cho m cuộn dõy cú thể là xung một cực (hỡnh 2.4 a) hoặc xung hai cực (hỡnh 2.10b).
Hỡnh 2.10. Xung điện ỏp cấp cho cuộn dõy stato a. Xung một cực. b. Xung hai cực
Chuyển mạch điện tử cú thể cung cấp điện ỏp điều khiển cho cỏc cuộn dõy stato theo từng cuộn dõy riờng lẻ hoặc theo từng nhúm cuộn dõy. Trị số và chiều của lực điện từ tụ̉ng F của động cơ và do đú vị trớ của rụto trong khụng gian hoàn toàn
phụ thuộc và phương phỏp cung cấp điện cho cỏc cuộn dõy.
Để tăng cường lực điện từ tụ̉ng của stato và do đú tăng từ thụng và mụmen đồng bộ, người ta thường cấp điện đồng thời cho hai, ba hoặc nhiều cuộn dõy. Lỳc đú rụto của động cơ bước sẽ cú vị trớ cõn bằng (ụ̉n định) trựng với vectơ lực điện từ tụ̉ng F. Đồng thời lực điện từ tụ̉ng F cũng cú giỏ trị lớn hơn lực điện từ thành phõ̀n của cỏc cuộn dõy stato ( hỡnh 2.9 b; hỡnh 2.9 c)
Trờn hỡnh 2.9b vẽ lực điện từ tụ̉ng F khi cung cấp điện đồng thời cho một số chẵn cuộn dõy (2 cuộn dõy). Lực điện từ tụ̉ng F cú trị số lớn hơn và nằm ở vị trớ chớnh giữa hai trục của hai cuộn dõy. Trờn hỡnh 2.9c vẽ lực điện từ tụ̉ng F khi cung cấp điện đồng thời cho một số lẻ cuộn dõy (3 cuộn dõy). Lực điện từ tụ̉ng F nằm trựng với trục của một cuộn dõy nhưng cú trị số lớn hơn.
Nếu cấp điện theo thứ tự một số chẵn cuộn dõy, rồi một số lẻ cuộn dõy (số cuộn dõy được cấp điện thay đụ̉i từ chẵn sang lẻ rồi từ lẻ sang chẵn) thỡ số vị trớ cõn bằng của rụto sẽ tăng lờn gấp đụi là 2m, độ lớn của một bước sẽ giảm đi bằng
m
π
. Trường hợp này là điều khiển khụng đối xứng (điều khiển nửa bước - Haft Step). Nếu số lượng cuộn dõy được điều khiển luụn luụn khụng đụ̉i thỡ rụto cú m vị trớ cõn bằng và được gọi là điều khiển đối xứng (điều khiển cả bước – Full Step).
Tụ̉ng quỏt số bước quay của rụto trong khoảng từ 0 đến 3600 là : K = m.n1.n2.p
– m : số pha (số cuộn dõy điều khiển trờn stato). – p: số đụi cực của rụto.
n1 = 2 ứng với điều khiển khụng đối xứng.
– n2 : hệ số; n2 = 1 điều khiển bằng xung một cực. n2 = 2 điều khiển bằng xung hai cực.
Bước quay của rụto trong khụng gian là α =
K
0
360 .