Một số câu hỏi phổ biến về động cơ bước

1. Động cơ bước là gì? Động cơ bước là một bộ tác động chuyển đổi các xung điện thành độ lệch góc. Nói một cách đơn giản, khi bộ điều khiển bước nhận được tín hiệu xung, nó sẽ điều khiển động cơ bước quay một góc cố định (được gọi là góc bước) theo một hướng đã xác định. Bạn có thể kiểm soát độ lệch góc bằng cách kiểm soát số lượng xung, đạt được vị trí chính xác. Ngoài ra, bạn có thể kiểm soát tốc độ và gia tốc của động cơ bằng cách điều chỉnh tần số xung để kiểm soát tốc độ.

2. Có những loại động cơ bước nào? Động cơ bước được phân thành ba loại: Từ vĩnh cửu (PM), Kháng từ biến thiên (VR) và Loại lai (HB). Động cơ bước từ vĩnh cửu thường có hai pha, với mô-men xoắn nhỏ hơn và kích thước nhỏ gọn, góc bước là 7,5 hoặc 15 độ. Động cơ bước kháng từ biến thiên thường có ba pha, cung cấp đầu ra mô-men xoắn cao nhưng tạo ra tiếng ồn và rung động đáng kể. Chúng đã hầu hết bị loại bỏ ở các nước phát triển kể từ những năm 1980. Động cơ bước loại lai kết hợp những ưu điểm của loại từ vĩnh cửu và kháng từ biến thiên, có các biến thể hai pha và năm pha, với góc bước lần lượt là 1,8 và 0,72 độ, khiến chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau.

3. Mô-men giữ là gì? Mô-men giữ đề cập đến mô-men làm giữ rotor tại chỗ khi động cơ bước được cấp điện nhưng không quay. Đây là một trong những thông số quan trọng nhất của động cơ bước. Thông thường, mô-men giữ của động cơ bước gần bằng với mô-men ở tốc độ thấp. Vì mô-men đầu ra của động cơ bước giảm khi tốc độ tăng, mô-men giữ trở thành thông số quan trọng để đánh giá động cơ bước. Ví dụ, khi người ta nhắc đến động cơ bước 2 N·m, nó thường có nghĩa là động cơ bước có mô-men giữ là 2 N·m trừ khi có quy định khác.

4. Mô-men từ tính là gì? Mô-men từ tính đề cập đến mô-men làm giữ rotor tại chỗ khi động cơ bước không được cấp điện. Không có bản dịch tiêu chuẩn cho thuật ngữ Mô-men từ tính ở Trung Quốc, điều này có thể dẫn đến sự hiểu lầm. Mô-men từ tính không áp dụng cho động cơ bước loại Kháng Từ Biến Đổi vì rotor của chúng không được làm từ vật liệu nam châm vĩnh cửu.

5. Độ chính xác của động cơ bước là bao nhiêu và liệu nó có tích lũy không? Độ chính xác điển hình của động cơ bước nằm trong khoảng 3-5% của góc bước, và độ chính xác này không tích lũy.

6. Nhiệt độ bên ngoài cho phép của động cơ bước là bao nhiêu? Nhiệt độ quá cao có thể làm mất từ tính của vật liệu từ tính trong động cơ bước, dẫn đến giảm mô-men xoắn và có thể mất bước. Do đó, nhiệt độ bên ngoài tối đa cho phép của động cơ bước phụ thuộc vào điểm mất từ tính của vật liệu từ tính cụ thể được sử dụng. Nói chung, các vật liệu từ tính có điểm mất từ tính trên 130 độ Celsius, một số thậm chí vượt quá 200 độ Celsius, vì vậy nhiệt độ bên ngoài 80-90 độ Celsius thường được coi là bình thường.

7. Tại sao mô-men xoắn của động cơ bước giảm khi tốc độ tăng? Khi động cơ bước quay, cảm kháng của cuộn dây sinh ra một điện áp điện động ngược (EMF). Tần số càng cao (hoặc tốc độ càng lớn), điện áp điện động ngược này càng lớn. Kết quả là dòng pha trong động cơ giảm khi tần số (tốc độ) tăng, dẫn đến việc mô-men xoắn giảm.

8. Tại sao một động cơ bước có thể hoạt động bình thường ở tốc độ thấp nhưng không khởi động được ở tốc độ cao với tiếng kêu rít? Động cơ bước có một thông số kỹ thuật gọi là "tần số khởi động không tải," đây là tần số xung mà tại đó động cơ bước có thể khởi động mà không có tải. Nếu tần số xung vượt quá giá trị này, động cơ có thể không khởi động được, mất bước hoặc bị kẹt. Trong các trường hợp có tải, tần số khởi động nên còn thấp hơn nữa. Để đạt được quay ở tốc độ cao, tần số xung cần có một quá trình tăng tốc, bắt đầu từ tần số thấp và dần dần tăng lên đến tần số cao mong muốn (tăng tốc động cơ từ tốc độ thấp lên cao).

9. Làm thế nào để giảm rung động và tiếng ồn khi động cơ bước lai hai pha hoạt động ở tốc độ thấp? Rung động và tiếng ồn là những nhược điểm cố hữu của động cơ bước khi hoạt động ở tốc độ thấp. Để giảm thiểu các vấn đề này, bạn có thể xem xét các giải pháp sau: A. Tránh vùng cộng hưởng bằng cách thay đổi tỷ số truyền cơ học nếu động cơ bước hoạt động trong vùng cộng hưởng. B. Sử dụng bộ điều khiển có khả năng vi-bước, đây là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất. C. Chuyển sang động cơ bước có góc bước nhỏ hơn, chẳng hạn như động cơ bước ba pha hoặc năm pha. D. Chuyển sang động cơ servo AC, có thể loại bỏ hầu hết rung động và tiếng ồn nhưng với chi phí cao hơn. E. Thêm bộ giảm chấn từ vào trục động cơ, mặc dù điều này yêu cầu thay đổi cơ học đáng kể.

10. Số lượng phân chia của một bộ điều khiển microstepping có đại diện cho độ chính xác không? Công nghệ phân chia của động cơ bước thực chất là một dạng công nghệ giảm chấn điện tử (tham khảo tài liệu liên quan). Mục đích chính của nó là giảm hoặc loại bỏ rung động tần số thấp trong quá trình hoạt động của động cơ bước, và cải thiện độ chính xác chỉ là lợi ích phụ. Ví dụ, trong trường hợp động cơ bước lai hai pha với góc bước 1.8 độ, nếu bộ điều khiển phân chia được đặt ở mức 4, độ phân giải của động cơ sẽ là 0.45 độ trên mỗi xung. Việc độ chính xác của động cơ có đạt hoặc gần đạt 0.45 độ hay không phụ thuộc vào các yếu tố như độ chính xác của kiểm soát dòng điện trong bộ điều khiển phân chia. Độ chính xác của các bộ điều khiển phân chia có thể khác nhau đáng kể giữa các nhà sản xuất khác nhau, và số lượng phân chia cao hơn có thể làm cho việc kiểm soát độ chính xác trở nên khó khăn hơn.

11. Sự khác biệt giữa phương pháp nối tiếp và song song cho bốn pha động cơ bước lai và bộ điều khiển là gì? Động cơ bước lai bốn pha thường được điều khiển bởi bộ điều khiển hai pha. Do đó, bạn có thể kết nối động cơ bốn pha theo cấu hình nối tiếp hoặc song song để làm cho nó hoạt động giống như một động cơ hai pha. Phương pháp nối tiếp thường được sử dụng trong các trường hợp động cơ hoạt động ở tốc độ thấp. Trong trường hợp này, dòng điện đầu ra của bộ điều khiển nên bằng 70% dòng điện pha của động cơ, dẫn đến việc sinh nhiệt ít hơn ở động cơ. Phương pháp kết nối song song, còn được gọi là phương pháp tốc độ cao, thường được sử dụng khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao. Nó yêu cầu dòng điện đầu ra của bộ điều khiển phải đạt 140% dòng điện pha của động cơ, dẫn đến việc sinh nhiệt nhiều hơn ở động cơ.

12. Làm thế nào để bạn xác định nguồn điện DC cho bộ điều khiển động cơ bước hybrid? A. Xác định điện áp: Điện áp của nguồn điện cho bộ điều khiển động cơ bước hybrid thường nằm trong một dải rộng (ví dụ, 12 đến 48VDC). Việc chọn điện áp nguồn phụ thuộc vào tốc độ hoạt động và yêu cầu phản hồi của động cơ. Nếu động cơ hoạt động ở tốc độ cao hoặc cần phản hồi nhanh, có thể chọn điện áp cao hơn. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng điện áp gợn của nguồn điện không vượt quá điện áp đầu vào tối đa của bộ điều khiển để tránh làm hỏng bộ điều khiển. B. Xác định dòng điện: Dòng điện của nguồn thường được xác định dựa trên dòng pha đầu ra của bộ điều khiển (I). Nếu sử dụng nguồn điện tuyến tính, dòng điện nguồn có thể được đặt ở mức 1,1-1,3 lần dòng pha (I). Nếu sử dụng nguồn điện chuyển mạch, dòng điện nguồn có thể được đặt ở mức 1,5-2,0 lần dòng pha (I).