Động cơ bướcCác thiết bị điều khiển chuyển động rời rạc có ưu điểm về chi phí thấp hơn so với động cơ servo là các thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học và điện. Một động cơ chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện được gọi là "máy phát điện"; một 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 chuyển động của nó, và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất thiết bị tự động hóa.
Có ba loại rôto động cơ bước: rôto phản kháng (loại VR), rôto nam châm vĩnh cửu (loại PM) và rôto lai (loại HB). 1) Rôto phản kháng (loại VR): rôto có răng. 2) Rôto nam châm vĩnh cửu (loại PM): rôto có nam châm vĩnh cửu. 3) Rôto lai (loại HB): rôto có cả nam châm vĩnh cửu và nam châm vĩnh cửu. Động cơ bước được phân loại theo số cuộn dây trên stato: có động cơ hai pha, ba pha và năm pha. Động cơ có hai stato được gọi là 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 xung thì độ chính xác càng cao.
Động cơ HB có thể thực hiện chuyển động bước nhỏ, chính xác cao, 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 kích thước tương đối nhỏ, thường không yêu cầu độ chính xác điều khiển cao và tiết kiệm chi phí hơn. Các ngành công nghiệp: máy dệt, bao bì thực phẩm. Về quy trình sản xuất và độ chính xác điều khiển động cơ,Động cơ bước HBChúng cao cấp hơn so với động cơ bước PM.
Động cơ bước và động cơ servo đều là các sản phẩm điều khiển chuyển động, nhưng khác nhau về hiệu suất. 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 độ dịch chuyển 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 các tín hiệu điện được chuyển đổi thành mô-men xoắn và tốc độ để điều khiển đối tượng, có thể điều khiển tốc độ và độ chính xác vị trí.
✓ Động cơ bước và động cơ servo khá khác nhau về đặc tính tần số thấp, đặc tính tần số momen và khả năng chịu quá tải.
Độ chính xác điều khiển: số pha và số hàng của động cơ bước càng nhiều 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 đầu trục động cơ, số thang đo của bộ mã hóa càng nhiều thì độ chính xác càng cao.
✓ Đặc tính tần số thấp: Động cơ bước dễ bị hiện tượng 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 quyết định và gây bất lợi cho hoạt động bình thường của máy, và thông thường người ta 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 bù đắp sự thiếu độ cứng của máy móc. 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 đến tốc độ định mức (thường là 2000-3000 vòng/phút), và trên tốc độ định mức thì công suất đầu ra không đổi.
✓ Khả năng chịu quá tải: động cơ bước không có khả năng chịu quá tải; động cơ servo có khả năng chịu quá tải cao.
✓ Hiệu suất phản hồi: động cơ bước cần 200-400 ms để tăng tốc từ trạng thái đứng yên đến tốc độ hoạt động (vài trăm vòng/phút); động cơ 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, động cơ servo AC Panasonic MASA 400W tăng tốc từ trạng thái đứng yên 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, dễ bị mất bước hoặc kẹt khi tần số khởi động quá cao hoặc tải quá lớn, và bị vượt quá tốc độ khi dừng ở tốc độ quá cao; động cơ servo AC được điều khiển vòng kín, và bộ điều khiển có thể trực tiếp lấy mẫu tín hiệu phản hồi từ bộ mã hóa động cơ, do đó nhìn chung không có hiện tượng mất bước hoặc vượt quá tốc độ của động cơ bước, và hiệu suất điều khiển đáng tin cậy hơn.
Động cơ servo AC có hiệu suất tốt hơn động cơ bước, nhưng động cơ bước lại có ưu điểm về giá thành thấp. Servo AC vượt trội hơn động cơ bước về tốc độ phản hồi, khả năng chịu quá tải và hiệu suất hoạt động, nhưng động cơ bước được sử dụng trong một số trường hợp ít đòi hỏi hơn do lợi thế về giá thành/hiệu suất. Với việc sử dụng công nghệ vòng kín, động cơ bước vòng kín có thể cung cấp độ chính xác và hiệu quả tuyệt vời, đạt được một số hiệu suất của động cơ servo, đồng thời có ưu điểm về giá thành thấp.
Hãy nhìn về phía trước và vạch ra những lĩnh vực mới nổi. Ứng dụng động cơ bước đã trải qua những thay đổi cấu trúc, với thị trường truyền thống đạt đến điểm bão hòa và các ngành công nghiệp mới nổi lên. Các sản phẩm động cơ điều khiển và hệ thống truyền động của công ty được ứng dụng rộng rãi trong 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 một phần tương đối lớn trong tổng doanh thu và đang tăng trưởng nhanh chóng. 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 điểm 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 nổi lên, chẳng hạn như in 3D, sản xuất điện năng lượng mặt trời, thiết bị y tế và ứng dụng ô tô.
| Các cánh đồng | Ứng dụng cụ thể |
| Tự động hóa văn phòng | Máy in, máy quét, máy photocopy, máy đa chức năng, v.v. |
| Ánh sáng sân khấu | Điều chỉnh hướng ánh sáng, lấy nét, thay đổi màu sắc, điều khiển điểm sáng, hiệu ứng ánh sáng, v.v. |
| Ngân hàng | Máy ATM, in hóa đơn, sản xuất thẻ ngân hàng, máy đếm tiền, v.v. |
| Thuộc về y học | Máy chụp CT, máy phân tích huyết học, máy phân tích sinh hóa, v.v. |
| Công nghiệp | Máy móc dệt may, máy móc đóng gói, robot, băng tải, dây chuyền lắp ráp, máy đặt linh kiện, v.v. |
| Giao tiếp | Điều chỉnh 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: Công nghệ in 3D tiếp tục đạt được những đột phá trong nghiên cứu và phát triển, đồng thời mở rộng các kịch bản ứng dụng ở khâu hạ nguồn, với thị trường trong nước và quốc tế tăng trưởng khoảng 30%. In 3D dựa trên các 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, nói chung máy 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 năm trước.
Ngành công nghiệp mới nổi 2: Robot di động được điều khiển bằng máy tính, với 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 thao tác xử lý vật liệu, với mức độ phi tiêu 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 các động cơ dẫn động và hộp giảm tốc. Mặc dù ngành công nghiệp robot 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 ở mọi khía cạnh, và có ít doanh nghiệp cạnh tranh nước ngoài.
Thị trường robot di động của Trung Quốc dự kiến đạt khoảng 6,2 tỷ USD vào năm 2019, tăng 45% so với năm trước. Sự ra mắt quốc tế của các robot vệ sinh chuyên nghiệp với hiệu quả làm sạch tăng đáng kể. Việc ra mắt "robot thứ hai" vào năm 2018 tiếp nối sự ra mắt của robot hình người. "Robot thứ hai" là một robot hút bụi thương mại thông minh với 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 phần lớn khối lượng công việc hàng ngày của nhân viên vệ sinh và có thể tăng tần suất hút bụi và làm sạch bên cạnh công việc vệ sinh hiện có.
Ngành công nghiệp mới nổi 3: Với sự ra đời của 5G, số lượng anten cho các trạm gốc thông tin liên lạc đang tăng lên, và số lượng động cơ cần thiết cũng tăng theo. Nhìn chung, các trạm gốc thông tin liên lạc thông thường cần 3 anten, các trạm gốc 4G cần 4-6 anten, và số lượng trạm gốc và anten sẽ tiếp tục tăng đối với các ứng dụng 5G khi chúng cần bao phủ cả các ứng dụng liên lạc điện thoại di động truyền thống và các ứng dụng liên lạc IoT. Các sản phẩm động cơ điều khiển có hộp số đang trở thành xu hướng phát triển tùy chỉnh chính cho các nhà máy sản xuất anten trạm gốc. Mỗi anten ESC sử dụng một động cơ điều khiển có hộp số.
Số lượng trạm gốc 4G đã tăng thêm 1,72 triệu trong năm 2019, và việc xây dựng mạng 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 tăng thêm 1,72 triệu, mức cao nhất kể từ năm 2015, chủ yếu là do 1) mở rộng mạng lưới để phủ sóng các vùng 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 đưa vào hoạt động trên toàn quốc.
Ngành công nghiệp mới nổi 5: Thiết bị y tế là một trong những lĩnh vực 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 đòi hỏi độ chính xác cao trong sản xuất. Nhiều nhà sản xuất thiết bị y tế sử dụng động cơ servo để đáp ứng yêu cầu về độ chính xác, nhưng vì động cơ bước tiết kiệm hơn và nhỏ gọn hơn so với động cơ servo, và độ chính xác có thể đáp ứng được một số thiết bị y tế, nên động cơ bước được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thiết bị y tế và thậm chí thay thế một số động cơ servo.
Thời gian đăng bài: 19 tháng 5 năm 2023