CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ BƯỚC

ĐỘNG CƠ BƯỚC STEPMOTOR LÀ GÌ?

Động cơ bước hay còn gọi là “StepMotor” là một loại động cơ chạy bằng điện, hoạt động dựa vào lực hút từ trường của các cặp dây trên Stator và các cặp từ của nan châm vĩnh cửu gắn trên Rotor. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành chuyển động quay tròn của Rotor hoặc là một góc quay nào đó.

Hình minh họa: Động cơ bước

CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ BƯỚC

Được cấu tạo từ hai thành phần chính:

  • Stator: là phần bao bên ngoài, gắn với vỏ của động cơ. Nó được chế tạo từ các lá thép kĩ thuật, ghép lại với nhau thành các trụ và xung quanh các trụ đó người ta quấn các cuộn dây đồng.
  • Rotor: là phần lõi tròn chính giữa động cơ. Nó được làm bằng sắt từ (loại động cơ bước nam châm vĩnh cửu) hoặc vật liệu dẫn từ cao (loại động cơ bước thay đổi từ trở). Và đây chính là thành phần chuyển động của động cơ bước.
Hình 1: Cấu tạo động cơ bước loại từ trở biến thiên

CÁC LOẠI ĐỘNG CƠ BƯỚC

Dựa vào cấu tạo của Rotor mà động cơ bước được chia thành 3 loại chính: 

  1. Loại nam châm vĩnh cữu (permanent magnet stepper)
  2. Loại từ trở biến thiên ( variable reluctance stepper)
  3. Loại tổng hợp ( hybrid step motor)

Nguyên lý hoạt động

Hoạt động trên cơ sở lý thuyết điện – từ trường : các cực cùng dấu đẩy nhau và các cực khác dấu hút nhau. Khi được cấp điện, các cuộn dây của Stator sẽ trở thành nam châm điện và chiều của dòng điện chạy qua cuộn dây thay đổi thì cực tính của nam châm điện cũng thay đổi theo, khi đó người ta chỉ cần thay đổi thứ tự và chiều dòng điện trong các cuộn dây theo một quy tắc nhất định thì sẽ tạo ra chuyển động xoay tròn trong động cơ.

Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, Step motor quay theo từng bước một nên nó có độ chính xác cao về mặt điều khiển học. Số bước để quay được một vòng càng lớn thì động cơ có độ phân giải càng cao.

Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử hay còn gọi là Driver. Các driver sẽ đưa các tín hiệu của lệnh điều khiển vào stato theo thứ tự và một tần số nhất định.

Hình 2: Driver động cơ bước

Ưu điểm của động cơ bước Step Motor.

  • Ưu điểm:

Step Motor có ưu điểm là khả năng cung cấp moment xoắn cực lớn ở dải vận tốc thấp và trung bình.

Giá thành tương đối rẻ.

Thay thế dễ dàng, nhanh chóng.

  • Nhược điểm:

Hay xảy ra hiện tượng trượt bước do lực từ của Rotor bị yếu đi hoặc do dòng điện cung cấp cho Stator không đủ.

Khi chạy ở tốc độ cao thì Step motor hay bị trượt bước do chuyển động cơ học của Rotor không theo kịp tốc độ từ trường của Stator.

Khi hoạt động thì Step motor gây ra tiếng ồn và lượng tỏa nhiệt lớn gây hao phí điện năng.

CÁC BÀI VIẾT GẦN ĐÂY: