Sự phát triển của công nghệ điều khiển động cơ bước, mỗi cải tiến công nghệ đều mang đến nhiều cuộc cách mạng thị trường với công nghệ tiên tiến để dẫn đầu thị trường.
1. Bộ điều khiển điện áp không đổi
Chế độ truyền động một điện áp đề cập đến quá trình hoạt động của cuộn dây động cơ, chỉ có một điện áp một chiều cấp nguồn cho cuộn dây, nhiều cuộn dây luân phiên cấp điện áp. Đây là một chế độ truyền động tương đối cũ, hiện nay về cơ bản không còn được sử dụng.
Ưu điểm: mạch đơn giản, ít linh kiện, điều khiển cũng đơn giản, việc thực hiện tương đối dễ dàng.
Nhược điểm: phải cung cấp transistor có dòng điện đủ lớn để xử lý chuyển mạch, tốc độ chạy của động cơ bước tương đối thấp, độ rung của động cơ tương đối lớn, tỏa nhiệt nhiều. Vì hiện nay không còn được sử dụng rộng rãi nên không được mô tả nhiều.
2. Bộ truyền động điện áp cao và thấp
Do hệ thống điều khiển điện áp không đổi có nhiều nhược điểm, sự phát triển hơn nữa của công nghệ, sự phát triển của các hệ thống điều khiển điện áp cao và thấp mới đã khắc phục được một số nhược điểm của hệ thống điều khiển điện áp không đổi. Nguyên lý của hệ thống điều khiển điện áp cao và thấp là: khi động cơ chuyển động toàn bộ bước thì sử dụng điều khiển điện áp cao, khi chuyển động nửa bước thì sử dụng điều khiển điện áp thấp, và khi dừng thì sử dụng điều khiển điện áp thấp.
Ưu điểm: Điều khiển điện áp cao và thấp giúp cải thiện độ rung và tiếng ồn ở một mức độ nhất định, và lần đầu tiên đề xuất khái niệm điều khiển phân chia cho động cơ bước, đồng thời đề xuất chế độ hoạt động giảm một nửa dòng điện khi dừng.
Nhược điểm: mạch điện phức tạp hơn so với mạch điều khiển điện áp không đổi, yêu cầu đặc tính tần số cao của transistor, động cơ vẫn rung lắc tương đối lớn ở tốc độ thấp, tỏa nhiệt tương đối nhiều, và hiện nay về cơ bản không còn sử dụng chế độ điều khiển này nữa.
3. Bộ truyền động băm xung dòng điện không đổi tự kích thích
Mạch điều khiển băm xung dòng điện không đổi tự kích hoạt hoạt động thông qua thiết kế phần cứng: khi dòng điện đạt đến một giá trị nhất định, mạch sẽ đóng lại, sau đó cấp điện cho cuộn dây khác. Dòng điện cấp cho cuộn dây khác sẽ duy trì ở một dòng điện cố định, và mạch sẽ lại đóng lại, cứ thế tiếp diễn để thúc đẩy hoạt động của động cơ bước.
Ưu điểm: tiếng ồn giảm đáng kể, tốc độ tăng lên đến một mức độ nhất định, hiệu suất được cải thiện hơn so với hai loại trước đó.
Nhược điểm: Yêu cầu thiết kế mạch tương đối cao, yêu cầu chống nhiễu mạch cao, dễ gây ra hiện tượng tần số cao, làm cháy các linh kiện điều khiển, yêu cầu về hiệu năng của các linh kiện cao.
4. So sánh hiện tại về hệ thống truyền động bằng máy băm xung (hiện là công nghệ chính được sử dụng trên thị trường)
Mạch điều khiển băm xung so sánh hiện tại chuyển đổi giá trị dòng điện cuộn dây của động cơ bước thành một điện áp theo tỷ lệ nhất định, và so sánh với giá trị đặt trước của đầu ra bộ chuyển đổi D/A. Kết quả so sánh được sử dụng để điều khiển công tắc của bóng bán dẫn công suất, nhằm mục đích điều khiển dòng điện pha của cuộn dây.
Ưu điểm: nhờ đó, việc điều khiển chuyển động mô phỏng đặc tính của sóng sin, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất, tốc độ chuyển động và tiếng ồn tương đối nhỏ, có thể sử dụng độ phân giải tương đối cao, là phương pháp điều khiển phổ biến hiện nay.
Nhược điểm: mạch phức tạp hơn, nhiễu trong mạch khó kiểm soát và đáp ứng các yêu cầu lý thuyết, dễ tạo ra hiện tượng jitter, trong quá trình điều khiển sự hình thành các đỉnh và đáy hình sin, dễ dẫn đến nhiễu tần số cao, từ đó dẫn đến hiện tượng quá nhiệt các linh kiện điều khiển hoặc do lão hóa mà tần số quá cao, đây là lý do chính khiến nhiều bộ điều khiển dễ bị lỗi đèn đỏ khi sử dụng hơn 1 năm.
5. Hệ thống truyền động chìm
Đây là một công nghệ điều khiển chuyển động mới, công nghệ này đang được so sánh với các công nghệ truyền động băm xung hiện có, trên cơ sở khắc phục những nhược điểm và đổi mới phương pháp truyền động mới. Công nghệ cốt lõi của nó nằm ở việc tăng cường khả năng tản nhiệt cho phần tử truyền động và công nghệ bảo vệ triệt tiêu tần số cao.
Ưu điểm: kết hợp những ưu điểm của hệ thống truyền động băm xung hiện tại, tỏa nhiệt rất ít, tuổi thọ cao.
Nhược điểm: là công nghệ mới, giá thành tương đối cao, yêu cầu về sự phù hợp giữa mỗi động cơ bước và bộ điều khiển khá khắt khe.
Thời gian đăng bài: 28/08/2024