1. Động cơ bước là gì?
Động cơ bước là một thiết bị truyền động chuyển đổi xung điện thành chuyển động góc. Nói một cách đơn giản: khi bộ điều khiển động cơ bước nhận được tín hiệu xung, nó sẽ điều khiển động cơ bước quay một góc cố định (và góc bước) theo hướng đã thiết lập. Bạn có thể điều khiển số lượng xung để điều khiển chuyển động góc, nhằm đạt được mục đích định vị chính xác; đồng thời, bạn có thể điều khiển tần số xung để điều khiển tốc độ và gia tốc quay của động cơ, nhằm đạt được mục đích điều chỉnh tốc độ.
2. Có những loại động cơ bước nào?
Có ba loại động cơ bước: nam châm vĩnh cửu (PM), phản kháng (VR) và lai (HB). Động cơ bước nam châm vĩnh cửu thường là loại hai pha, có mô-men xoắn và kích thước nhỏ hơn, góc bước thường là 7,5 độ hoặc 15 độ; động cơ bước phản kháng thường là loại ba pha, có mô-men xoắn đầu ra lớn, góc bước thường là 1,5 độ, nhưng tiếng ồn và độ rung lớn. Ở châu Âu, Hoa Kỳ và các nước phát triển khác, loại này đã bị loại bỏ vào những năm 80; động cơ bước lai là sự kết hợp giữa ưu điểm của loại nam châm vĩnh cửu và loại phản kháng. Nó được chia thành hai pha và năm pha: góc bước hai pha thường là 1,8 độ và góc bước năm pha thường là 0,72 độ. Loại động cơ bước này được sử dụng rộng rãi nhất.
3. Mômen giữ (HOLDING TORQUE) là gì?
Mô-men xoắn giữ (HOLDING TORQUE) là mô-men xoắn của stato khóa rôto khi động cơ bước được cấp điện nhưng không quay. Đây là một trong những thông số quan trọng nhất của động cơ bước, và thông thường mô-men xoắn của động cơ bước ở tốc độ thấp gần bằng mô-men xoắn giữ. Vì mô-men xoắn đầu ra của động cơ bước tiếp tục giảm khi tốc độ tăng, và công suất đầu ra thay đổi theo tốc độ tăng, nên mô-men xoắn giữ trở thành một trong những thông số quan trọng nhất để đo lường động cơ bước. Ví dụ, khi người ta nói động cơ bước 2N.m, điều đó có nghĩa là một động cơ bước có mô-men xoắn giữ là 2N.m mà không cần chỉ dẫn đặc biệt nào.
4. Mô-men xoắn hãm là gì?
Mô-men xoắn hãm (DETENT TORQUE) là mô-men xoắn mà stato khóa rôto khi động cơ bước không được cấp điện. Thuật ngữ DETENT TORQUE không được dịch một cách thống nhất ở Trung Quốc, điều này dễ gây hiểu nhầm; vì rôto của động cơ bước phản kháng không phải là vật liệu nam châm vĩnh cửu, nên nó không có mô-men xoắn hãm.
5. Độ chính xác của động cơ bước là bao nhiêu? Nó có tính chất tích lũy không?
Nhìn chung, độ chính xác của động cơ bước là 3-5% của góc bước và không cộng dồn.
6. Nhiệt độ tối đa cho phép trên bề mặt ngoài của động cơ bước là bao nhiêu?
Nhiệt độ cao của động cơ bước trước tiên sẽ làm mất từ tính của vật liệu từ tính trong động cơ, dẫn đến giảm mô-men xoắn hoặc thậm chí lệch bước, vì vậy nhiệt độ tối đa cho phép đối với vỏ ngoài của động cơ phụ thuộc vào điểm mất từ tính của vật liệu từ tính của từng loại động cơ; nói chung, điểm mất từ tính của vật liệu từ tính là trên 130 độ C, và một số loại thậm chí lên đến hơn 200 độ C, vì vậy việc vỏ ngoài của động cơ bước nằm trong khoảng nhiệt độ 80-90 độ C là hoàn toàn bình thường.
7. Tại sao mô-men xoắn của động cơ bước lại giảm khi tốc độ quay tăng?
Khi động cơ bước quay, độ tự cảm của mỗi pha trong cuộn dây động cơ sẽ tạo ra một sức điện động ngược; tần số càng cao, sức điện động ngược càng lớn. Dưới tác động của nó, dòng điện pha của động cơ giảm khi tần số (hoặc tốc độ) tăng, dẫn đến mô-men xoắn giảm.
8. Tại sao động cơ bước có thể hoạt động bình thường ở tốc độ thấp, nhưng nếu tốc độ cao hơn một mức nhất định thì không khởi động được và kèm theo tiếng rít?
Động cơ bước có một thông số kỹ thuật: tần số khởi động không tải, tức là tần số xung mà động cơ bước có thể khởi động bình thường khi không tải. Nếu tần số xung cao hơn giá trị này, động cơ không thể khởi động bình thường và có thể bị mất bước hoặc kẹt. Trong trường hợp có tải, tần số khởi động nên thấp hơn. Nếu muốn động cơ quay với tốc độ cao, tần số xung cần được tăng tốc, tức là tần số khởi động thấp, sau đó tăng dần đến tần số cao mong muốn (tốc độ động cơ từ thấp đến cao) với một gia tốc nhất định.
9. Làm thế nào để khắc phục hiện tượng rung và tiếng ồn của động cơ bước lai hai pha ở tốc độ thấp?
Rung động và tiếng ồn là những nhược điểm vốn có của động cơ bước khi quay ở tốc độ thấp, nhìn chung có thể khắc phục bằng các chương trình sau:
A. Nếu động cơ bước hoạt động trong vùng cộng hưởng, có thể tránh vùng cộng hưởng bằng cách thay đổi cơ cấu truyền động cơ khí, chẳng hạn như tỷ số giảm tốc;
B. Sử dụng trình điều khiển có chức năng phân vùng, đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất và dễ thực hiện nhất;
C. Thay thế bằng động cơ bước có góc bước nhỏ hơn, chẳng hạn như động cơ bước ba pha hoặc năm pha;
D. Chuyển sang sử dụng động cơ servo AC, loại động cơ này có thể khắc phục gần như hoàn toàn hiện tượng rung động và tiếng ồn, nhưng với chi phí cao hơn;
E. Trong trục động cơ có bộ giảm chấn từ tính, trên thị trường có những sản phẩm như vậy, nhưng cấu trúc cơ khí của chúng thay đổi khá nhiều.
10. Việc phân chia đường đi có thể hiện sự chính xác không?
Nội suy động cơ bước về bản chất là một công nghệ giảm chấn điện tử (vui lòng tham khảo tài liệu liên quan), mục đích chính là làm giảm hoặc loại bỏ rung động tần số thấp của động cơ bước, và việc cải thiện độ chính xác hoạt động của động cơ chỉ là một chức năng phụ của công nghệ nội suy. Ví dụ, đối với động cơ bước lai hai pha có góc bước 1,8°, nếu số lần nội suy của bộ điều khiển nội suy được đặt là 4, thì độ phân giải hoạt động của động cơ là 0,45° mỗi xung. Việc độ chính xác của động cơ có thể đạt được hoặc tiến gần đến 0,45° hay không còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như độ chính xác của điều khiển dòng điện nội suy của bộ điều khiển nội suy. Độ chính xác của bộ điều khiển chia nhỏ khác nhau giữa các nhà sản xuất có thể khác nhau rất nhiều; số điểm chia nhỏ càng lớn thì việc kiểm soát độ chính xác càng khó.
11. Sự khác biệt giữa đấu nối nối tiếp và đấu nối song song của động cơ bước lai bốn pha và bộ điều khiển là gì?
Động cơ bước lai bốn pha thường được điều khiển bởi bộ điều khiển hai pha, do đó, có thể sử dụng phương pháp đấu nối nối tiếp hoặc song song để kết nối động cơ bốn pha thành động cơ hai pha. Phương pháp đấu nối nối tiếp thường được sử dụng trong trường hợp tốc độ động cơ tương đối cao, và dòng điện đầu ra của bộ điều khiển cần thiết bằng 0,7 lần dòng điện pha của động cơ, do đó nhiệt độ tỏa ra của động cơ thấp; phương pháp đấu nối song song thường được sử dụng trong trường hợp tốc độ động cơ tương đối cao (còn được gọi là phương pháp đấu nối tốc độ cao), và dòng điện đầu ra của bộ điều khiển cần thiết bằng 1,4 lần dòng điện pha của động cơ, do đó nhiệt độ tỏa ra của động cơ lớn.
12. Làm thế nào để xác định nguồn điện DC cho bộ điều khiển động cơ bước?
A. Xác định điện áp
Điện áp nguồn của bộ điều khiển động cơ bước lai thường có phạm vi rộng (ví dụ như điện áp nguồn của IM483 là 12 ~ 48VDC), điện áp nguồn thường được chọn theo tốc độ hoạt động và yêu cầu phản hồi của động cơ. Nếu tốc độ hoạt động của động cơ cao hoặc yêu cầu phản hồi nhanh, thì giá trị điện áp cũng cao, nhưng cần chú ý đến độ gợn sóng của điện áp nguồn không được vượt quá điện áp đầu vào tối đa của bộ điều khiển, nếu không bộ điều khiển có thể bị hỏng.
B. Xác định dòng điện
Dòng điện nguồn thường được xác định theo dòng điện pha đầu ra I của bộ điều khiển. Nếu sử dụng nguồn điện tuyến tính, dòng điện nguồn có thể gấp 1,1 đến 1,3 lần I. Nếu sử dụng nguồn điện chuyển mạch, dòng điện nguồn có thể gấp 1,5 đến 2,0 lần I.
13. Trong những trường hợp nào tín hiệu ngoại tuyến MIỄN PHÍ của bộ điều khiển động cơ bước lai thường được sử dụng?
Khi tín hiệu ngoại tuyến FREE ở mức thấp, dòng điện đầu ra từ bộ điều khiển đến động cơ bị ngắt và rôto động cơ ở trạng thái tự do (trạng thái ngoại tuyến). Trong một số thiết bị tự động hóa, nếu bạn cần quay trục động cơ trực tiếp (thủ công) khi bộ điều khiển không được cấp điện, bạn có thể đặt tín hiệu FREE ở mức thấp để đưa động cơ vào trạng thái ngoại tuyến và thực hiện thao tác hoặc điều chỉnh thủ công. Sau khi hoàn thành thao tác thủ công, hãy đặt tín hiệu FREE ở mức cao trở lại để tiếp tục điều khiển tự động.
14. Cách đơn giản nào để điều chỉnh hướng quay của động cơ bước hai pha khi nó được cấp điện?
Chỉ cần nối thẳng cực A+ và A- (hoặc B+ và B-) của dây dẫn động cơ và bộ điều khiển.
15. Sự khác biệt giữa động cơ bước lai hai pha và động cơ bước lai năm pha trong các ứng dụng là gì?
Câu hỏi và câu trả lời:
Nhìn chung, động cơ hai pha có góc bước lớn thường có đặc tính tốc độ cao tốt, nhưng lại có vùng rung ở tốc độ thấp. Động cơ năm pha có góc bước nhỏ và hoạt động êm ái ở tốc độ thấp. Do đó, trong trường hợp yêu cầu độ chính xác khi vận hành động cơ cao, và chủ yếu ở phần tốc độ thấp (thường dưới 600 vòng/phút) thì nên sử dụng động cơ năm pha; ngược lại, nếu muốn đạt hiệu suất tốc độ cao, nhưng yêu cầu độ chính xác và độ êm ái không quá cao thì nên chọn động cơ hai pha có chi phí thấp hơn. Ngoài ra, mô-men xoắn của động cơ năm pha thường lớn hơn 2NM, đối với các ứng dụng mô-men xoắn nhỏ, người ta thường sử dụng động cơ hai pha, trong khi vấn đề về độ êm ái ở tốc độ thấp có thể được giải quyết bằng cách sử dụng hệ thống truyền động phân chia.
Thời gian đăng bài: 12/09/2024