Tìm nhà sản xuất Động cơ bước trực tuyến

Động cơ bước là một loại động cơ điện đặc biệt được đặc trưng bởi khả năng điều khiển chuyển động chính xác và định vị chính xác. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và độ lặp lại cao.

Động cơ bước hoạt động như thế nào:

Động cơ bước chuyển động theo các góc cố định được điều khiển bằng xung điện. Mỗi xung làm rôto di chuyển theo một góc nhất định.
Trong bối cảnh này, các thuật ngữ đầy đủ bước, nửa bước và vi bước được sử dụng cho động cơ bước. Ví dụ: động cơ toàn bước 1,8° có 200 vị trí riêng lẻ để quay 360° hoàn chỉnh. 360:200=1,8. Động cơ nửa bước 0,9° đạt được 400 vị trí riêng lẻ khi quay 360°. 360:400=0,9. Động cơ bước siêu nhỏ có thể đạt được 1/5, 1/10, 1/16, 1/32, 1/125 và 1/250 của một bước đầy đủ bằng cách sử dụng các bộ điều khiển động cơ phức tạp.

Điều khiển động cơ bước:

Động cơ bước yêu cầu bộ điều khiển đặc biệt, thường được gọi là bộ điều khiển hoặc trình điều khiển động cơ bước. Chúng tạo ra các xung điện cần thiết để điều khiển chuyển động của động cơ và có thể là analog hoặc kỹ thuật số.
Độ phân giải bước có thể được tăng lên thông qua vi bước, dẫn đến chuyển động mượt mà hơn và độ chính xác cao hơn.
Trong một số trường hợp, vòng phản hồi (vòng kín) được sử dụng để đảm bảo động cơ không bị mất bước và duy trì vị trí chính xác.

Các loại động cơ bước:

1. Động cơ bước từ trở:
Trong động cơ bước từ trở, rôto bao gồm lõi sắt mềm có răng. Với vật liệu này, từ trường sẽ biến mất khi ngắt dòng điện stato. Khi bật dòng điện, từ thông sẽ chạy qua lõi sắt mềm của rôto. Rôto quay xảy ra do răng gần nhất của rôto bị hút bởi stato có răng (bộ phận cố định, bất động của động cơ), vì điều này làm giảm điện trở từ. Vì động cơ bước từ trở không chứa bất kỳ nam châm vĩnh cửu nào nên nó cũng không có mômen xoắn khi tắt dòng điện, không giống như động cơ bước nam châm vĩnh cửu.

2. Động cơ bước nam châm vĩnh cửu:
Trong động cơ bước nam châm vĩnh cửu, stato bao gồm sắt mềm và rôto bằng nam châm vĩnh cửu với các cực Bắc và Nam xen kẽ. Từ trường stato được sử dụng để căn chỉnh rôto nam châm vĩnh cửu sao cho tạo ra chuyển động quay. Với động cơ bước nam châm vĩnh cửu, số cực (và do đó độ phân giải) bị hạn chế. Một lợi thế so với động cơ bước từ trở là mô-men xoắn lớn hơn. Hành trình cảm ứng lớn hơn (từ trường bên trong từ -Bmax đến +Bmax) dẫn đến lực từ cao hơn, dẫn đến mô-men xoắn cao hơn. Về nguyên tắc, động cơ bước PM là động cơ đồng bộ trong đó độ phân giải được tăng lên bằng cách tăng số lượng cặp cực.

3. Động cơ bước lai:
Động cơ bước lai kết hợp các đặc tính của động cơ bước từ trở và động cơ bước nam châm vĩnh cửu. Động cơ bước lai có một stator với nhiều cực stator có răng và một rôto nam châm vĩnh cửu. Động cơ bước lai tiêu chuẩn có 200 răng rôto và chuyển động ở góc bước 1,8° mỗi răng. Động cơ bước lai được sử dụng trong nhiều ứng dụng do mô-men xoắn tĩnh và động cao cũng như tốc độ bước rất cao.

4. Động cơ bước nam châm đĩa:
Động cơ bước nam châm dạng đĩa là động cơ bước vi mô tiên tiến mang lại hiệu suất động cơ động hơn, độ phân giải bước tốt hơn và khả năng tăng tốc cao hơn các loại động cơ bước khác. Nam châm đĩa mỏng cho phép độ phân giải bước tốt hơn trên mỗi kích thước nhất định, khả năng tăng tốc cao hơn và tốc độ tối đa cao hơn so với động cơ bước thông thường. Động cơ nam châm dạng đĩa đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác của động cơ bước cũng như tốc độ và khả năng tăng tốc của động cơ DC không chổi than. Vòng điều khiển khép kín mang lại lợi thế về mặt chi phí so với giải pháp servo.

Các lĩnh vực ứng dụng của động cơ bước:
Động cơ bước phù hợp với nhiều ứng dụng điều khiển chuyển động khác nhau. Chúng thường được sử dụng ở những khu vực cần định vị chính xác, chẳng hạn như trong máy phay CNC để điều khiển chuyển động của dao dọc theo trục X, Y và Z, trong máy in 3D để di chuyển chính xác máy đùn và nền in. Các khớp của cánh tay robot thường được điều khiển bởi động cơ bước để đảm bảo chuyển động chính xác.
Chúng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, ví dụ: để điều khiển van và băng tải.
Trong kính thiên văn và kính hiển vi, động cơ bước được sử dụng để điều chỉnh chính xác vị trí của thấu kính và gương.
Động cơ bước có thể được tìm thấy trong các thiết bị y tế yêu cầu chuyển động chính xác, chẳng hạn như bơm ống tiêm hoặc thiết bị định lượng.

Ưu điểm của động cơ bước:

• Do chuyển động bước cố định, động cơ bước có thể tiếp cận các vị trí rất chính xác mà không cần hệ thống phản hồi như bộ mã hóa.
• Chúng được điều khiển bởi các chuỗi xung đơn giản, tạo điều kiện tích hợp vào các hệ thống điện tử.
• Mô-men xoắn rất cao ngay cả ở tốc độ thấp.
• Khởi động nhanh nhờ mô-men xoắn cao, dừng dễ dàng nhờ mô-men xoắn giữ cao. Điều này giúp có thể thay đổi hướng quay một cách nhanh chóng. Thiết kế đơn giản của đặc tính khởi động-dừng cũng rất quan trọng đối với nhiều ứng dụng.
• Một tính năng tích cực quan trọng khác là điều khiển động cơ đơn giản.

• Động cơ bước có thể bị mất bước trong trường hợp quá tải hoặc không đủ nguồn điện dẫn đến sai số.
• Ở tốc độ nhất định, động cơ bước có thể phát triển cộng hưởng dẫn đến rung động và tiếng ồn.
• Động cơ bước cũng có thể tiêu thụ điện năng ở trạng thái dừng, làm tăng mức tiêu thụ năng lượng.

• Góc bước cho biết trục động cơ di chuyển bao nhiêu độ với mỗi bước. Góc bước nhỏ hơn cho phép độ phân giải cao hơn và do đó chuyển động chính xác hơn. Đối với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, góc bước nhỏ sẽ thích hợp hơn.
• Mô-men xoắn giữ là mô-men xoắn cực đại mà động cơ có thể giữ ở vị trí tĩnh. Mô-men xoắn giữ cao hơn rất quan trọng nếu động cơ phải chịu tải nặng, đặc biệt là khi đứng yên.
• Dòng điện định mức cho biết dòng điện mà động cơ yêu cầu khi đầy tải và điện áp định mức cho biết điện áp hoạt động của động cơ. Bộ điều khiển động cơ (trình điều khiển) phải hỗ trợ các thông số này. Dòng điện định mức cao hơn có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn nhưng cũng cần được làm mát thích hợp.
• Tần số bước cho biết động cơ có thể thực hiện bao nhiêu bước mỗi giây. Tần số bước cao hơn cho phép chuyển động nhanh hơn nhưng cũng yêu cầu thiết bị điện tử điều khiển được thiết kế tương ứng.
• Bộ mã hóa giám sát vị trí của trục động cơ và có thể được sử dụng để điều khiển chính xác. Bộ mã hóa rất cần thiết trong các ứng dụng yêu cầu phản hồi về vị trí thực tế.
• Kích thước của động cơ, thường được chỉ định ở định dạng NEMA (ví dụ: NEMA 17, NEMA 23), mô tả kích thước vật lý của động cơ. Kích thước phải phù hợp với thiết kế cơ khí của ứng dụng
• Loại trục (trơn, phẳng hoặc có ren) và đường kính quyết định cách kết nối động cơ. Trục phải tương thích với hộp số hoặc khớp nối được sử dụng.
• Động cơ đơn cực và lưỡng cực khác nhau về loại cuộn dây và mạch điện. Động cơ lưỡng cực thường cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn, trong khi động cơ đơn cực dễ điều khiển hơn.
• Các điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và bụi có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của động cơ. Động cơ phải phù hợp với các điều kiện môi trường cụ thể mà nó sẽ được vận hành.
• Nên chọn động cơ không chỉ dựa trên giá cả mà còn về chất lượng và độ tin cậy.