Trong bài viết này đã trình diễn những kỹ năng cơ phiên bản về bộ động cơ bước. Bạn sẽ được khám phá về nguyên tắc thao tác làm việc, cấu trúc, cách thức điều khiển, áp dụng với các các loại hộp động cơ bước tương tự như ưu điểm yếu kém của chính nó.

Bạn đang xem: Nguyên lý hoạt động của động cơ bước


Nội dung bài bác viết

Các một số loại bộ động cơ bước cùng cấu tạoĐiều khiển hộp động cơ bướcCác phương thức tinh chỉnh và điều khiển động cơ bướcƯu với nhược điểm của bộ động cơ bước

Cơ phiên bản về bộ động cơ bước

Động cơ bước (Stepper Motor) là một động cơ năng lượng điện tất cả điểm sáng chính là trục của chính nó tảo bằng phương pháp tiến hành các bước, có nghĩa là bằng phương pháp hoạt động theo một lượng độ xác định. Tính năng này có được dựa vào kết cấu bên trong của hộp động cơ và có thể chấp nhận được biết chính xác địa chỉ góc của trục bằng cách chỉ cần đếm công việc rất có thể đã làm được tiến hành như thế nào mà ko phải cho cảm biến. Điểm lưu ý này cũng làm cho bộ động cơ bước phù hợp với tương đối nhiều một số loại áp dụng.

Nguyên lý thao tác làm việc của bộ động cơ bước

Nhỏng tất cả những hộp động cơ năng lượng điện không giống, hộp động cơ bước gồm phần tĩnh (stato) với phần con quay (rotor). Trên stato lớn bao gồm các răng trên từng răng có quấn những vòng dây. Các cuộn dây pha có rất tính khác nhau. Rotor là một nam châm từ lâu dài hoặc một lõi sắt gồm từ bỏ trở biến đổi. Chúng ta đã tò mò sâu rộng những loại kết cấu rotor không giống nhau ở vị trí sau. Hình một là mẫu vẽ diễn đạt mặt cắt của bộ động cơ, trong những số đó rotor là các loại tự trlàm việc biến đổi.

*

Hình 2

Các loại hộp động cơ bước với cấu tạo

Hiệu năng của bộ động cơ bước – bao gồm cả độ sắc nét (tốt size bước), tốc độ và mô-men xoắn – bị tác động vị các chi tiết kết cấu, mặt khác rất có thể ảnh hưởng cho phương pháp tinh chỉnh và điều khiển bộ động cơ. Trên thực tiễn, chưa phải toàn bộ các động cơ bước đều sở hữu cấu tạo bên trong (hoặc cấu tạo) như thể nhau, bởi vì tất cả những cấu hình rotor và stato không giống nhau.

Rotor

Đối với bộ động cơ bước, về cơ bạn dạng có ba một số loại rotor:

Rotor nam châm hút vĩnh cửu: Rotor là một nam châm hút từ trường thọ thẳng hàng với từ trường vì chưng mạch stato tạo thành. Cấu trúc này có thể chấp nhận được hộp động cơ có mô-men xoắn và cả mô-men hãm giỏi. Điều này tức là động cơ vẫn kháng lại, trong cả Lúc không quá to gan lớn mật, so với sự biến đổi địa chỉ bất cứ cuộn dây đã đạt được cấp năng lượng điện hay không. Hạn chế của kết cấu này là hộp động cơ bước tất cả vận tốc cùng độ phân giải tốt rộng đối với những một số loại bộ động cơ không giống. Hình 3 biểu lộ một mặt cắt của một hộp động cơ bước nam châm hút sống thọ.

*

Hình 4

Stator

Stalớn là thành phần của động cơ tất cả trọng trách tạo ra từ trường sóng ngắn thẳng hàng cùng với từ trường sóng ngắn của rotor. Các Đặc điểm chủ yếu của mạch stakhổng lồ bao gồm số trộn cùng số cặp rất của chính nó, cũng tương tự cấu hình dây. Số pha là số cuộn dây chủ quyền, trong lúc số cặp cực cho thấy thêm các cặp răng thiết yếu được áp dụng ra làm sao bởi từng pha. Động cơ bước nhì trộn được áp dụng phổ cập nhất, trong những lúc hộp động cơ cha pha cùng năm trộn không nhiều thông dụng rộng (coi Hình 5 và Hình 6).

*

Hình 6: Stator nhì pha, cặp đối kháng cực (trái) cùng stator nhị pha, cặp lưỡng cực (phải).

Điều khiển động cơ bước

Chúng ta đang biết rằng các cuộn dây của hộp động cơ bước cần được cung cấp điện theo một trình từ bỏ ví dụ nhằm tạo ra sóng ngắn thẳng sản phẩm với từ trường của rotor. Một số vật dụng được sử dụng nhằm cung cấp điện áp quan trọng cho các cuộn dây, cùng vì vậy được cho phép hộp động cơ vận động thông thường. Bắt đầu tự những sản phẩm công nghệ gần động cơ rộng, chúng ta có:

Sở tiền điều khiển (Pre-Driver) là một trong những máy tinh chỉnh và điều khiển sự kích hoạt của những transistor, cung ứng điện áp và loại năng lượng điện quan trọng, nó được tinh chỉnh và điều khiển vì một MCU.

Hình 7 bộc lộ đơn giản và dễ dàng sơ thứ tinh chỉnh và điều khiển hộp động cơ bước. Sở tiền tinh chỉnh cùng mạch cầu H rất có thể được đựng vào một trang bị tuyệt nhất, được Hotline là bộ điều khiển/bộ lái (driver).

*

Hình 8

Trong bộ động cơ bước đối chọi rất, một trong những đầu dây được nối cùng với điểm ở trung tâm của cuộn dây (coi Hình 9). Vấn đề này có thể chấp nhận được tinh chỉnh chiều của loại điện bằng cách áp dụng mạch cùng linh kiện kha khá đơn giản. Điểm ở chính giữa (Am) được kết nối cùng với năng lượng điện áp nguồn vào Vin (Hình 8). Nếu MOSFET 1 được kích dẫn, chiếc năng lượng điện chạy trường đoản cú Am mang đến A+. Nếu MOSFET 2 được kích dẫn, dòng điện chạy tự Am quý phái A-, tạo thành từ trường sóng ngắn theo phía ngược chở lại. Nhỏng vẫn chỉ ra ở trên, biện pháp tiếp cận này khiến cho mạch điều khiển đơn giản và dễ dàng rộng (chỉ việc nhì transistor), tuy vậy hạn chế là trên một thời điểm chỉ thực hiện một phần cuộn dây, vấn đề này tức là so với và một cái năng lượng điện chạy vào cuộn dây, từ trường sóng ngắn có độ mạnh bằng một nửa so với giả dụ sử dụng cả cuộn dây. Trong khi, hồ hết bộ động cơ này nặng nề sản xuất hơn vì bắt buộc có tương đối nhiều đầu dây hơn làm cho nguồn vào bộ động cơ.

*

Hình 10: Mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước lưỡng cực

Với sự tân tiến của technology, các ưu thế của động cơ đối chọi rất càng ngày càng trlàm việc đề xuất không nhiều áp dụng rộng, cùng các hộp động cơ bước lưỡng cực hiện giờ đang rất được ưa chuộng độc nhất vô nhị.

Các phương thức tinh chỉnh động cơ bước

Hiện giờ, gồm tứ cách thức tinh chỉnh và điều khiển hộp động cơ bước:

Điều khiển dạng sóng (Wave)

Ở cách thức này, trên 1 thời lăn tay gồm một pha được cung cấp năng lượng điện (Hình 11). Để đến đơn giản, họ sẽ giải pháp loại điện chạy theo chiều dương trường hợp nó đi từ trên đầu + cho đầu – của một trộn (ví dụ: từ A+ đến A-); ngược lại là chiều âm. Bắt đầu trường đoản cú bên trái của hình mẫu vẽ, dòng điện chỉ chạy vào trộn A theo hướng dương với rotor được trình diễn bằng một nam châm hút, thẳng sản phẩm với sóng ngắn bởi vì nó tạo nên. Trong bước tiếp sau, cái năng lượng điện chỉ chạy trong pha B theo hướng dương với rotor quay 90° theo hướng klặng đồng hồ thời trang để thẳng mặt hàng cùng với từ trường tạo nên vị trộn B. Sau đó, trộn A được cấp cho năng lượng điện trở lại, nhưng chiếc năng lượng điện chạy theo chiều âm và rotor quay trở lại 90°. Trong bước ở đầu cuối, mẫu năng lượng điện chạy theo chiều âm trong pha B cùng rotor quay trở về một góc 90°.

*

Hình 12

Điều khiển nửa bước (Half-step)

Chế độ nửa bước là sự việc phối kết hợp của cơ chế sóng và chính sách toàn bước (Hình 12). Sử dụng phối hợp này có thể chấp nhận được size bước giảm một nửa (trong trường hòa hợp này là 45 ° cố kỉnh vì chưng 90 °). Hạn chế duy nhất là mô-men xoắn được tạo thành vị bộ động cơ không phải là hằng số, do nó cao hơn khi cả nhị pha được cung cấp năng lượng điện và yếu rộng khi chỉ tất cả một trộn được cấp điện.

*

Hình 14

Ưu và điểm yếu của hộp động cơ bước

Chúng ta đang hiểu nguyên lý hoạt động vui chơi của hộp động cơ bước. Sau đây là nắm tắt phần nhiều ưu cùng yếu điểm của chúng so với những một số loại động cơ khác.

Ưu điểm

Do kết cấu bên phía trong của bọn chúng, động cơ bước không đề nghị cảm biến nhằm phát hiện tại địa điểm động cơ. Vì hộp động cơ dịch rời bằng cách triển khai “các bước”, chỉ việc đếm công việc này, bạn có thể đạt được địa chỉ hộp động cơ tại một thời điểm nhất định.Hình như, điều khiển motor bước khá đơn giản và dễ dàng. Động cơ đề nghị cỗ tinh chỉnh và điều khiển, cơ mà ko nên tính toán tinh vi hoặc kiểm soát và điều chỉnh nhằm hoạt động bình thường. Nói chung, cách thức điều khiển và tinh chỉnh dễ dàng rộng so với những hộp động cơ khác. Với phương pháp tinh chỉnh vi bước, động cơ có thể đạt cho độ đúng chuẩn địa chỉ cao, lên đến mức khoảng tầm 0,007°.Động cơ bước cung cấp mô-men xoắn xuất sắc sinh hoạt tốc độ rẻ, cực tốt để lưu lại địa điểm. Động cơ khá bền, Chi phí kha khá phải chăng, bài toán thay thế sửa chữa cũng rất dễ ợt. 

Nhược điểm

Động cơ bước khi hoạt động có hiện tượng bị tđuổi bước. Như vậy ảnh hưởng xấu đến việc điều khiển và tinh chỉnh, vì không tồn tại biện pháp nào để hiểu địa điểm thực của động cơ. Sử dụng phương pháp điều khiển vi bước tạo cho động cơ thậm chí còn có không ít tài năng chạm chán vấn đề này rộng.Động cơ này luôn luôn tiêu tốn loại điện buổi tối nhiều trong cả Khi đứng yên ổn, điều đó tạo cho bộ động cơ tất cả hiệu suất thấp cùng rất có thể gây nên quá nhiệt độ.Động cơ bước bao gồm mô-men xoắn rẻ và khá ồn Khi vận động sinh sống tốc độ cao.Cuối cùng, hộp động cơ bước có mật độ hiệu suất thấp với phần trăm mô-men xoắn bên trên cửa hàng tính phải chăng.

Tóm lại, động cơ bước giỏi khi chúng ta yêu cầu một phương án phải chăng tiền, dễ điều khiển cùng lúc hiệu suất với mô-men xoắn cao làm việc vận tốc cao là không quan trọng.

Ứng dụng của động cơ bước

Trong điều khiển và tinh chỉnh chuyển động tiên tiến nhất, hộp động cơ bước là một tổ chức cơ cấu chấp hành quan trọng hữu hiệu, bởi nó có thể thực hiện trung thành với chủ các lệnh giới thiệu dưới dạng số. Loại bộ động cơ này hiện giờ đang được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực tự động hóa, nhất là các lắp thêm bắt buộc tinh chỉnh chủ yếu xác. Các vận dụng rõ ràng bao gồm:

*

Điện tử chi tiêu và sử dụng – Động cơ bước trong các máy chụp ảnh hiện đại số cho những chức năng phóng khổng lồ thu nhỏ tuổi với đem đường nét auto. Nó đó là các cơ cấu tổ chức chấp hành của các mô-đun lắp thêm ảnh vào Smartphone di động cầm tay.

• Ô-đánh và sản phẩm công nghệ cất cánh – Motor bước chất nhận được những xe pháo ô-đánh thừa nhận biểu thị viễn thông. Động cơ này cũng rất được áp dụng nhằm tinh chỉnh và điều khiển hành trình, định vị ăng-ten quân sự chiến lược, trang bị cảm biến auto với camera auto. Trong các thiết bị bay, chúng được áp dụng trong số thiết bị đồ vật cất cánh, lắp thêm cảm biến, ăng-ten, thiết bị quét.

• Thiết bị văn uống chống – Động cơ bước được tích hợp bên phía trong đồ vật scan, tinh chỉnh đọc ổ cứng, ổ mượt, trang bị in, lắp thêm photocopy, thiết bị in mã gạch.

• Y tế – Động cơ này được áp dụng phía bên trong sản phẩm công nghệ quét y tế, động cơ bước đa trục tinh chỉnh và điều khiển hoạt động micro hoặc nano cho các máy auto, sản phẩm bơm định lượng, trang bị đem chủng loại và vật dụng xịt dung nhan cam kết tự động hóa. Chúng còn được sử dụng vào lắp thêm chụp ảnh nha sĩ kỹ thuật số, thứ bơm hóa học lỏng, khía cạnh nạ thlàm việc với đồ vật đối chiếu tiết.

• Máy công nghiệp – Motor bước được áp dụng trong thang thứ, băng cài với chuyển làn đường băng chuyền…

• Hóa chất – Thiết bị trộn và lấy mẫu áp dụng cỗ tinh chỉnh và điều khiển motor bước với sản phẩm khám nghiệm môi trường xung quanh được tinh chỉnh bằng động cơ bước đơn/nhiều trục.

Xem thêm: Không Kéo Được Số Thứ Tự Trong Excel Nhanh Chóng Và Dễ Dàng Nhất

• An ninch – Nó được áp dụng thoáng rộng trong các thứ bình yên nlỗi camera an ninh với thống kê giám sát.

Lời kết

Bài viết này, tôi vẫn cung ứng mang lại các bạn những kiến thức và kỹ năng cơ phiên bản về hộp động cơ bước như: kết cấu, nguyên lý hoạt động; phân nhiều loại cũng giống như những ứng dụng của động cơ bước. Hy vọng qua văn bản của bài viết này đang đưa về một phần kỹ năng mang đến cùng với chúng ta sẽ học về kỹ thuật.Rất ước ao cảm nhận gần như góp ý của chúng ta nhằm nội dung bài viết được hoàn thành xong hơn!