Động cơ bướclà thiết bị chuyển động rời rạc có lợi thế về chi phí so với động cơ servo, là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học và điện. Động cơ chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện được gọi là "máy phát điện"; động cơ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học được gọi là "động cơ". Động cơ bước và động cơ servo là các sản phẩm điều khiển chuyển động có thể định vị chính xác chuyển động của thiết bị tự động hóa và cách thức di chuyển của chúng, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất thiết bị tự động hóa.
Có ba loại rotor động cơ bước: phản ứng (loại VR), nam châm vĩnh cửu (loại PM) và lai (loại HB). 1) Phản ứng (loại VR): bánh răng có răng rotor. 2) Nam châm vĩnh cửu (loại PM): rotor có nam châm vĩnh cửu. 3) Lai (loại HB): bánh răng có cả răng nam châm vĩnh cửu và rotor. Động cơ bước được phân loại theo cuộn dây trên stato: có loại hai pha, ba pha và năm pha. Động cơ có hai stato trở thành động cơ hai pha và động cơ có năm stato được gọi là động cơ năm pha. Động cơ bước càng có nhiều pha và nhịp thì độ chính xác càng cao.
Động cơ HB có thể đạt được chuyển động bước tăng nhỏ rất chính xác, trong khi động cơ PM thường không yêu cầu độ chính xác điều khiển cao.Động cơ HBcó thể đáp ứng các yêu cầu điều khiển chuyển động tuyến tính phức tạp và chính xác. Động cơ PM có mô-men xoắn và thể tích tương đối nhỏ, thường không yêu cầu độ chính xác điều khiển cao và tiết kiệm chi phí hơn. Các ngành công nghiệp: máy móc dệt may, bao bì thực phẩm. Về quy trình sản xuất và độ chính xác điều khiển động cơ,Động cơ bước HBcao cấp hơn động cơ bước PM.
Động cơ bước và động cơ servo đều là sản phẩm điều khiển chuyển động, nhưng hiệu suất của chúng khác nhau. Động cơ bước là một thiết bị chuyển động rời rạc, nhận lệnh và thực hiện một bước. Động cơ bước chuyển đổi tín hiệu xung đầu vào thành chuyển động góc. Khi bộ điều khiển động cơ bước nhận được tín hiệu xung, nó sẽ điều khiển động cơ bước quay một góc cố định theo hướng đã đặt. Động cơ servo là một hệ thống servo trong đó tín hiệu điện được chuyển đổi thành mô-men xoắn và tốc độ để điều khiển đối tượng điều khiển, có thể kiểm soát tốc độ và độ chính xác vị trí.
✓ Động cơ bước, động cơ servo khá khác nhau về đặc tính tần số thấp, đặc tính tần số mô men và khả năng quá tải:.
Độ chính xác điều khiển: động cơ bước càng nhiều pha và hàng thì độ chính xác càng cao; độ chính xác điều khiển của động cơ servo AC được đảm bảo bởi bộ mã hóa quay ở phía sau trục động cơ, số thang mã hóa càng nhiều thì độ chính xác càng cao.
✓ Đặc tính tần số thấp: Động cơ bước dễ bị rung động tần số thấp ở tốc độ thấp, hiện tượng rung động tần số thấp này do nguyên lý hoạt động của động cơ bước gây ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của máy, và thường sử dụng công nghệ giảm chấn để khắc phục hiện tượng rung động tần số thấp; hệ thống servo AC có chức năng triệt tiêu cộng hưởng, có thể khắc phục tình trạng thiếu độ cứng của máy. Hoạt động rất êm ái và không xảy ra hiện tượng rung động ngay cả ở tốc độ thấp.
✓ Đặc tính mô-men xoắn-tần số: mô-men xoắn đầu ra của động cơ bước giảm khi tốc độ tăng, do đó tốc độ hoạt động tối đa của chúng là 300-600 vòng/phút; động cơ servo có thể tạo ra mô-men xoắn định mức lên đến tốc độ định mức (thường là 2000-3000 vòng/phút) và trên tốc độ định mức là công suất đầu ra không đổi.
✓ Khả năng quá tải: động cơ bước không có khả năng quá tải; động cơ servo có khả năng quá tải mạnh.
✓ Hiệu suất phản hồi: Động cơ bước mất 200-400 ms để tăng tốc từ trạng thái dừng đến tốc độ vận hành (vài trăm vòng/phút); Servo AC có hiệu suất tăng tốc tốt hơn và có thể được sử dụng trong các tình huống điều khiển yêu cầu khởi động/dừng nhanh. Ví dụ, Servo AC Panasonic MASA 400W có thể tăng tốc từ trạng thái dừng đến tốc độ định mức 3000 vòng/phút chỉ trong vài mili giây.
Hiệu suất hoạt động: động cơ bước được điều khiển vòng hở và dễ bị mất bước hoặc chặn khi tần số khởi động quá cao hoặc tải quá lớn và vượt mức khi tốc độ quá cao khi dừng lại; servo AC được điều khiển vòng kín và trình điều khiển có thể lấy mẫu trực tiếp tín hiệu phản hồi của bộ mã hóa động cơ, do đó nhìn chung không có hiện tượng mất bước hoặc vượt mức của động cơ bước và hiệu suất điều khiển đáng tin cậy hơn.
Động cơ servo AC vượt trội hơn động cơ bước về hiệu suất, nhưng động cơ bước có ưu điểm là giá thành thấp. Động cơ servo AC vượt trội hơn động cơ bước về tốc độ phản hồi, khả năng chịu quá tải và hiệu suất vận hành, nhưng động cơ bước được sử dụng trong một số trường hợp ít đòi hỏi hơn do lợi thế về chi phí-hiệu suất. Với việc sử dụng công nghệ vòng kín, động cơ bước vòng kín có thể mang lại độ chính xác và hiệu suất tuyệt vời, có thể đạt được một số hiệu suất của động cơ servo, nhưng cũng có ưu điểm là giá thành thấp.
Nhìn về phía trước và vạch ra các lĩnh vực mới nổi. Các ứng dụng động cơ bước đã trải qua những thay đổi về mặt cấu trúc, với thị trường truyền thống đạt đến mức bão hòa và các ngành công nghiệp mới nổi lên. Động cơ điều khiển và các sản phẩm hệ thống truyền động của công ty được phân bổ sâu vào các thiết bị y tế, robot dịch vụ, tự động hóa công nghiệp, thông tin và truyền thông, an ninh và các ngành công nghiệp mới nổi khác, chiếm thị phần tương đối lớn trong toàn bộ hoạt động kinh doanh và đang phát triển với tốc độ nhanh. Nhu cầu về động cơ bước liên quan đến nền kinh tế, công nghệ, mức độ tự động hóa công nghiệp và mức độ phát triển kỹ thuật của chính động cơ bước. Thị trường đã đạt đến mức bão hòa trong các ngành công nghiệp truyền thống như tự động hóa văn phòng, máy ảnh kỹ thuật số và thiết bị gia dụng, trong khi các ngành công nghiệp mới tiếp tục xuất hiện, chẳng hạn như in 3D, phát điện mặt trời, thiết bị y tế và các ứng dụng ô tô.
| Các cánh đồng | Ứng dụng cụ thể |
| Tự động hóa văn phòng | Máy in, máy quét, máy photocopy, máy in đa chức năng, v.v. |
| Ánh sáng sân khấu | Kiểm soát hướng ánh sáng, tiêu điểm, chuyển màu, kiểm soát điểm, hiệu ứng ánh sáng, v.v. |
| Ngân hàng | Máy ATM, máy in hóa đơn, máy sản xuất thẻ ngân hàng, máy đếm tiền, v.v. |
| Thuộc về y học | Máy quét CT, máy phân tích huyết học, máy phân tích sinh hóa, v.v. |
| Công nghiệp | Máy dệt, máy đóng gói, robot, băng tải, dây chuyền lắp ráp, máy xếp hàng, v.v. |
| Giao tiếp | Điều hòa tín hiệu, định vị ăng-ten di động, v.v. |
| Bảo vệ | Điều khiển chuyển động cho camera giám sát. |
| Ô tô | Điều khiển van dầu/khí, hệ thống lái nhẹ. |
Ngành công nghiệp mới nổi 1: In 3D tiếp tục tạo ra những đột phá trong công nghệ R&D và mở rộng các kịch bản ứng dụng ở hạ nguồn, với thị trường trong nước và quốc tế tăng trưởng với tốc độ khoảng 30%. In 3D dựa trên mô hình kỹ thuật số, xếp chồng vật liệu từng lớp để tạo ra các vật thể vật lý. Động cơ là một thành phần năng lượng quan trọng trên máy in 3D, độ chính xác của động cơ ảnh hưởng đến hiệu quả in 3D, thường là in 3D sử dụng động cơ bước. Năm 2019, quy mô ngành công nghiệp in 3D toàn cầu đạt 12 tỷ đô la, tăng 30% so với cùng kỳ năm trước.
Ngành công nghiệp mới nổi 2: Robot di động được điều khiển bằng máy tính, có các chức năng như di chuyển, điều hướng tự động, điều khiển đa cảm biến, tương tác mạng, v.v. Ứng dụng quan trọng nhất trong sản xuất thực tế là xử lý, với mức độ không chuẩn hóa cao.
Động cơ bước được sử dụng trong mô-đun truyền động của robot di động, và cấu trúc truyền động chính được lắp ráp từ động cơ truyền động và hộp số giảm tốc (hộp số). Mặc dù ngành công nghiệp robot công nghiệp trong nước bắt đầu muộn hơn so với nước ngoài, nhưng lại đi trước nước ngoài trong lĩnh vực robot di động. Hiện nay, các linh kiện cốt lõi của robot di động chủ yếu được sản xuất trong nước, và các doanh nghiệp trong nước về cơ bản đã đạt được yêu cầu về độ chính xác trên mọi phương diện, và số lượng doanh nghiệp nước ngoài cạnh tranh ngày càng ít.
Thị trường robot di động của Trung Quốc dự kiến đạt giá trị khoảng 6,2 tỷ đô la vào năm 2019, tăng 45% so với cùng kỳ năm trước. Robot vệ sinh chuyên nghiệp ra mắt quốc tế với hiệu suất làm sạch tăng đáng kể. Việc ra mắt "Robot thứ hai" vào năm 2018 diễn ra sau sự ra mắt của robot hình người. "Robot thứ hai" là một robot hút bụi thương mại thông minh được trang bị nhiều cảm biến để phát hiện chướng ngại vật, cầu thang và chuyển động của con người. Nó có thể hoạt động trong ba giờ chỉ với một lần sạc và có thể làm sạch diện tích lên đến 1.500 mét vuông. "Robot thứ hai" có thể thay thế hầu hết khối lượng công việc hàng ngày của nhân viên vệ sinh và có thể tăng tần suất hút bụi và vệ sinh bên cạnh công việc vệ sinh hiện tại.
Ngành công nghiệp mới nổi 3: Với sự ra đời của 5G, số lượng ăng-ten cho các trạm gốc truyền thông đang tăng lên và số lượng động cơ cần thiết cũng tăng theo. Nhìn chung, cần 3 ăng-ten cho các trạm gốc truyền thông thông thường, 4-6 ăng-ten cho các trạm gốc 4G, và số lượng trạm gốc và ăng-ten cho các ứng dụng 5G cũng sẽ tăng lên do chúng cần bao phủ các ứng dụng truyền thông di động truyền thống và IoT. Các sản phẩm động cơ điều khiển với các thành phần hộp số đang trở thành một xu hướng phát triển tùy chỉnh chủ đạo cho các nhà máy ăng-ten trạm gốc. Mỗi ăng-ten ESC được sử dụng một động cơ điều khiển với hộp số.
Số lượng trạm gốc 4G đã tăng 1,72 triệu vào năm 2019 và việc xây dựng 5G dự kiến sẽ mở ra một chu kỳ mới. Năm 2019, số lượng trạm gốc điện thoại di động tại Trung Quốc đạt 8,41 triệu, trong đó 5,44 triệu là trạm gốc 4G, chiếm 65%. Năm 2019, số lượng trạm gốc 4G mới đã tăng 1,72 triệu, mức cao nhất kể từ năm 2015, chủ yếu do 1) mở rộng mạng lưới để bao phủ các điểm mù ở khu vực nông thôn. 2) Nâng cấp dung lượng mạng lõi để đặt nền móng cho việc xây dựng mạng 5G. Giấy phép thương mại 5G của Trung Quốc sẽ được cấp vào tháng 6 năm 2019 và đến tháng 5 năm 2020, hơn 250.000 trạm gốc 5G sẽ được mở trên toàn quốc.
Ngành công nghiệp mới nổi 5: Thiết bị y tế là một trong những ứng dụng chính của động cơ bước và là một trong những phân khúc mà Vic-Tech đang tham gia sâu rộng. Từ kim loại đến nhựa, các thiết bị y tế đều đòi hỏi độ chính xác cao trong quá trình sản xuất. Nhiều nhà sản xuất thiết bị y tế sử dụng động cơ servo để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác, nhưng vì động cơ bước tiết kiệm hơn và nhỏ gọn hơn servo, cùng với độ chính xác có thể đáp ứng một số thiết bị y tế, nên động cơ bước được sử dụng trong ngành sản xuất thiết bị y tế và thậm chí thay thế một số động cơ servo.
Thời gian đăng: 19-05-2023