Động cơ bướcnguyên lý hoạt động
Thông thường, rôto của động cơ là nam châm vĩnh cửu. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây stato, cuộn dây stato tạo ra một từ trường vectơ. Từ trường này làm cho rôto quay một góc sao cho hướng của cặp từ trường của rôto trùng với hướng của từ trường stato. Khi từ trường vectơ của stato quay một góc...
Động cơ bướcĐây là một loại động cơ cảm ứng, nguyên lý hoạt động là sử dụng mạch điện tử, chuyển đổi dòng điện một chiều thành nguồn điện chia thời gian, điều khiển dòng điện theo thời gian đa pha. Với dòng điện này, động cơ bước được cấp nguồn, nhờ đó động cơ bước có thể hoạt động bình thường. Bộ điều khiển (driver) dùng để cấp nguồn chia thời gian cho động cơ bước và điều khiển thời gian đa pha.
Mỗi xung điện đầu vào làm cho động cơ quay một góc về phía trước một bước. Độ dịch chuyển góc đầu ra tỷ lệ thuận với số xung đầu vào, tốc độ tỷ lệ thuận với tần số xung. Thay đổi thứ tự cấp điện cho từng cuộn dây, động cơ sẽ quay ngược chiều. Vì vậy, bạn có thể điều khiển số xung, tần số và thứ tự cấp điện cho từng pha của cuộn dây động cơ để điều khiển sự quay của động cơ bước.
Độ chính xác của động cơ bước thông thường là 3-5% góc bước và không tích lũy.
Mô-men xoắn của động cơ bước sẽ giảm khi tốc độ tăng. Khi động cơ bước quay, độ tự cảm của mỗi pha trong cuộn dây động cơ sẽ tạo ra điện thế ngược; tần số càng cao, điện thế ngược càng lớn. Dưới tác động của nó, động cơ quay với tần số (hoặc tốc độ) tăng và dòng điện pha giảm, dẫn đến giảm mô-men xoắn.
Động cơ bước có thể hoạt động bình thường ở tốc độ thấp, nhưng nếu tốc độ cao hơn một mức nhất định sẽ không khởi động 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, có thể xảy ra hiện tượng lệch bước hoặc kẹt.
Trong trường hợp có tải, tần số khởi động nên thấp hơn. Nếu động cơ cần đạt tốc độ quay cao, tần số xung cần có quá trình tăng tốc, tức là tần số khởi động thấp hơn, sau đó tăng lên tần số cao mong muốn (tốc độ động cơ từ thấp đến cao) với một gia tốc nhất định.
Tại sao vậy?động cơ bướccần được điều khiển bằng cách giảm tốc độ.
Tốc độ của động cơ bước phụ thuộc vào tần số xung, số răng rôto và số xung nhịp. Tốc độ góc của nó tỷ lệ thuận với tần số xung và được đồng bộ hóa theo thời gian với xung. Do đó, nếu số răng rôto và số xung nhịp được xác định trước, tốc độ mong muốn có thể đạt được bằng cách điều khiển tần số xung. Vì động cơ bước được khởi động nhờ mômen xoắn đồng bộ, tần số khởi động không được cao để tránh mất bước. Đặc biệt khi công suất tăng, đường kính rôto tăng, quán tính tăng, và tần số khởi động và tần số hoạt động tối đa có thể khác nhau đến mười lần.
Đặc tính tần số khởi động của động cơ bước là khi khởi động, động cơ không thể đạt trực tiếp tần số hoạt động mà phải trải qua quá trình khởi động, tức là tăng dần từ tốc độ thấp đến tốc độ hoạt động. Khi dừng, tần số hoạt động không thể giảm ngay lập tức xuống 0 mà phải giảm dần từ tốc độ cao xuống 0.
Do đó, hoạt động của động cơ bước nói chung phải trải qua ba giai đoạn: tăng tốc, tốc độ đều, giảm tốc. Quá trình tăng tốc và giảm tốc phải càng ngắn càng tốt, thời gian duy trì tốc độ không đổi càng dài càng tốt. Đặc biệt trong các công việc yêu cầu phản hồi nhanh, thời gian cần thiết để chạy từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc là ngắn nhất, điều này đòi hỏi quá trình tăng tốc và giảm tốc phải ngắn nhất, và tốc độ cao nhất ở giai đoạn duy trì tốc độ không đổi.
Thuật toán tăng tốc và giảm tốc là một trong những công nghệ then chốt trong điều khiển chuyển động, và là một trong những yếu tố quan trọng để đạt được tốc độ cao và hiệu quả cao. Trong điều khiển công nghiệp, một mặt, quá trình gia công cần phải diễn ra trơn tru và ổn định, với tác động biến dạng nhỏ; mặt khác, nó đòi hỏi thời gian phản hồi nhanh và phản ứng kịp thời. Trên cơ sở đảm bảo độ chính xác điều khiển để nâng cao hiệu quả gia công, nhằm đạt được chuyển động cơ học trơn tru và ổn định, là vấn đề then chốt mà ngành công nghiệp hiện nay đang phải giải quyết. Các thuật toán tăng tốc và giảm tốc thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển chuyển động hiện nay chủ yếu bao gồm: tăng tốc và giảm tốc theo đường cong hình thang, tăng tốc và giảm tốc theo đường cong hàm mũ, tăng tốc và giảm tốc theo đường cong hình chữ S, tăng tốc và giảm tốc theo đường cong parabol, v.v.
Gia tốc và giảm tốc trên đường cong hình thang
Định nghĩa: Gia tốc/giảm tốc theo tuyến tính (gia tốc/giảm tốc từ tốc độ ban đầu đến tốc độ mục tiêu) với một tỷ lệ nhất định.
Công thức tính toán: v(t)=Vo+at
Ưu điểm và nhược điểm: Đường cong hình thang có đặc điểm là thuật toán đơn giản, ít tốn thời gian, phản hồi nhanh, hiệu quả cao và dễ thực hiện. Tuy nhiên, các giai đoạn tăng tốc và giảm tốc đều không tuân theo quy luật thay đổi tốc độ của động cơ bước, và điểm chuyển tiếp giữa tốc độ thay đổi và tốc độ đều không thể được mượt mà. Do đó, thuật toán này chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng mà yêu cầu về quá trình tăng tốc và giảm tốc không cao.
Gia tốc và giảm tốc theo đường cong hàm mũ
Định nghĩa: Nó có nghĩa là gia tốc và giảm tốc theo hàm số mũ.
Chỉ số đánh giá khả năng kiểm soát gia tốc và giảm tốc:
1. Sai số quỹ đạo và vị trí của máy móc cần được giảm thiểu tối đa.
2. Quá trình chuyển động của máy diễn ra mượt mà, độ rung lắc nhỏ và phản hồi nhanh.
3. Thuật toán tăng tốc và giảm tốc cần phải càng đơn giản càng tốt, dễ thực hiện và đáp ứng được các yêu cầu điều khiển thời gian thực.
Nếu bạn muốn liên lạc và hợp tác với chúng tôi, vui lòng liên hệ.
Chúng tôi tương tác chặt chẽ với khách hàng, lắng nghe nhu cầu của họ và đáp ứng yêu cầu của họ. Chúng tôi tin rằng mối quan hệ đối tác cùng có lợi dựa trên chất lượng sản phẩm và dịch vụ khách hàng.
Công ty TNHH Công nghệ Động cơ Changzhou Vic-tech là một tổ chức nghiên cứu và sản xuất chuyên nghiệp tập trung vào nghiên cứu và phát triển động cơ, cung cấp các giải pháp tổng thể cho ứng dụng động cơ, cũng như gia công và sản xuất các sản phẩm động cơ. Công ty đã chuyên sản xuất động cơ siêu nhỏ và phụ kiện từ năm 2011. Các sản phẩm chính của chúng tôi bao gồm: động cơ bước thu nhỏ, động cơ giảm tốc, động cơ có hộp số, động cơ đẩy dưới nước và bộ điều khiển động cơ.
Đội ngũ của chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm trong thiết kế, phát triển và sản xuất động cơ siêu nhỏ, và có thể phát triển sản phẩm cũng như hỗ trợ thiết kế cho khách hàng theo nhu cầu đặc biệt! Hiện nay, chúng tôi chủ yếu bán hàng cho khách hàng tại hàng trăm quốc gia ở châu Á, Bắc Mỹ và châu Âu, như Mỹ, Anh, Hàn Quốc, Đức, Canada, Tây Ban Nha, v.v. Triết lý kinh doanh "chính trực và đáng tin cậy, hướng đến chất lượng", chuẩn mực giá trị "khách hàng là trên hết" của chúng tôi đề cao tinh thần đổi mới hướng đến hiệu quả, hợp tác, hiệu suất làm việc cao, nhằm xây dựng mục tiêu "cùng nhau xây dựng và chia sẻ", tạo ra giá trị tối đa cho khách hàng.
Thời gian đăng bài: 27/06/2023