Động cơ bước là gì?

Name: Động cơ bước là gì?
Brand: Động cơ bước là gì?
SKU: MOONS
Availability: InStock
Rating: 5 (1 reviews)

16/11/2023 78 lượt xem

Động cơ bước

Các sản phẩm điều khiển chuyển động bước của MOONS là một trong những sản phẩm tốt nhất trong ngành. Dòng sản phẩm động cơ bước của chúng tôi bao gồm Động cơ bước lai, Động cơ bước nam châm vĩnh cửu và Động cơ bước vòng kín (Động cơ bước-Servo). Các sản phẩm động cơ bước của MOONS bao gồm từ dòng φ8mm nhỏ nhất với mô-men xoắn giữ 0,06 ounce cho đến dòng Nema42 lớn nhất với mô-men xoắn giữ lên tới 4500 ounce. Khách hàng của chúng tôi có thể chọn từ nhiều kích cỡ, pha và góc bước khác nhau của động cơ bước. Ngoài ra, chúng tôi có thể sửa đổi dây dẫn và đầu nối của động cơ để phù hợp và căn chỉnh, cũng như sửa đổi trục động cơ bằng bánh răng hoặc ròng rọc. Ngoài ra, chúng tôi cũng có thể thêm các thành phần giá trị gia tăng như hộp số, bộ mã hóa, bộ giảm chấn hoặc thậm chí các thiết bị điện tử tùy chỉnh vào động cơ.

Động cơ bước lai

Động cơ bước lai cung cấp hiệu suất tuyệt vời trong các lĩnh vực mô-men xoắn, tốc độ và độ phân giải bước. Thông thường, góc bước cho động cơ bước hybrid nằm trong khoảng từ 200 đến 400 bước trên mỗi vòng quay. Động cơ bước của MOONS bao gồm động cơ bước lai tiêu chuẩn, động cơ bước lai PowerPlus và động cơ bước lai có độ chính xác cao và động cơ bước lai trơn.

Động cơ bước dòng AM

Động cơ bước lai dòng AM chủ yếu được sử dụng trong ngành tự động hóa công nghiệp. Chúng phù hợp với hiệu suất của trình điều khiển bước của MOONS và là loại động cơ bước được khuyên dùng cho trình điều khiển bước của MOONS.

Động cơ bước nam châm vĩnh cửu

So với động cơ bước lai, động cơ bước có thể xếp chồng có thiết kế đơn giản hơn. Góc bước lớn hơn dẫn đến động cơ tiết kiệm chi phí với kích thước vật lý giảm.

Động cơ bước servo

Động cơ Step-Servo được thiết kế đặc biệt để ghép nối với bộ truyền động Step-Servo nhằm tạo ra sự kết hợp động cơ và bộ truyền động vượt trội hơn các hệ thống động cơ bước truyền thống.

Động cơ bước là gì?
Động cơ bước hoặc động cơ bước hoặc động cơ bước cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ và vị trí chính xác mà không cần thiết bị phản hồi để cảm nhận vị trí. Hoạt động của động cơ bước được điều khiển thông qua các xung điện được bộ truyền động chuyển đổi thành dòng điện chạy qua cuộn dây của động cơ. Khi dòng điện được chuyển đổi, động cơ sẽ quay theo các bước chính xác theo một góc cố định. Động cơ và bộ truyền động tạo thành một hệ thống điều khiển chi phí thấp, chính xác và dễ xây dựng.

Động cơ bước là động cơ điện DC không chổi than, chia toàn bộ vòng quay thành một số bước bằng nhau. Sau đó, vị trí của động cơ có thể được ra lệnh di chuyển và giữ ở một trong các bước này mà không cần bất kỳ cảm biến vị trí nào để phản hồi (bộ điều khiển vòng hở), miễn là động cơ được điều chỉnh kích thước cẩn thận cho ứng dụng về mô-men xoắn và tốc độ.

Động cơ bước, với khả năng tạo ra mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp đồng thời giảm thiểu độ rung, rất lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu định vị nhanh trong khoảng cách ngắn. Công nghệ bước cho phép sử dụng bộ điều khiển vòng hở – đơn giản hóa thiết kế máy và giảm tổng chi phí so với hệ thống động cơ servo.Các loại động cơ bước là gì?
Có ba loại động cơ bước chính: 1. Động cơ bước nam châm vĩnh cửu, 2. Động cơ bước từ trở thay đổi, 3. Động cơ bước lai.

1. Động cơ bước nam châm vĩnh cửu

Động cơ nam châm vĩnh cửu sử dụng nam châm vĩnh cửu (PM) trong rôto và hoạt động dựa trên lực hút hoặc lực đẩy giữa nam châm rôto và nam châm điện stato.
Các xung di chuyển rôto theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ theo các bước riêng biệt. Nếu được cấp nguồn ở bước cuối cùng, chốt chặn mạnh sẽ vẫn ở vị trí trục đó. Chốt chặn này có tốc độ lò xo có thể dự đoán được và giới hạn mô-men xoắn xác định; trượt xảy ra nếu vượt quá giới hạn. Nếu dòng điện bị loại bỏ, một chốt hãm nhỏ hơn vẫn còn tồn tại, giữ vị trí trục chống lại các ảnh hưởng của lò xo hoặc mô-men xoắn khác. Bước sau đó có thể được tiếp tục trong khi được đồng bộ hóa một cách đáng tin cậy với thiết bị điện tử điều khiển.

2. Động cơ bước từ trở thay đổi

Động cơ bước có từ trở thay đổi (VR) có rôto bằng sắt trơn và hoạt động dựa trên nguyên tắc từ trở tối thiểu xảy ra với khe hở tối thiểu, do đó các điểm rôto bị hút về phía các cực nam châm của stato.

3. Động cơ bước lai

Trong khi đó, động cơ bước hybrid là sự kết hợp giữa nam châm vĩnh cửu và loại từ trở thay đổi, nhằm tối đa hóa công suất trong một kích thước nhỏ. Động cơ từ trở thay đổi có chốt chặn khi bật nguồn, nhưng không có chốt khi tắt nguồn.Cấu tạo cơ bản của động cơ bước

Động cơ bước NEMA

Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia Hoa Kỳ (NEMA) tiêu chuẩn hóa các kích thước, nhãn hiệu và các khía cạnh khác của động cơ bước theo tiêu chuẩn NEMA (NEMA ICS 16-2001). Động cơ bước NEMA được dán nhãn theo kích thước tấm mặt, NEMA 17 là động cơ bước có tấm mặt 1,7 x 1,7 inch (43 mm × 43 mm) và kích thước tính bằng inch. Tiêu chuẩn này cũng liệt kê các động cơ có kích thước tấm mặt được tính theo đơn vị hệ mét. Những động cơ này thường được gọi là NEMA DD, trong đó DD là đường kính của tấm mặt tính bằng inch nhân với 10 (ví dụ: NEMA 17 có đường kính 1,7 inch). Có những thông số kỹ thuật khác để mô tả động cơ bước và những chi tiết như vậy có thể được tìm thấy trong tiêu chuẩn ICS 16-2001.

Tiếng chuông và sự cộng hưởng của động cơ bước

Khi động cơ di chuyển một bước, nó sẽ vượt qua điểm dừng cuối cùng và dao động quanh điểm này khi nó dừng lại. Tiếng chuông không mong muốn này xuất hiện do sự rung động của rôto động cơ và rõ ràng hơn ở các động cơ không tải. Động cơ không tải hoặc không tải có thể và thường sẽ ngừng hoạt động nếu độ rung đủ để gây mất đồng bộ.
Động cơ bước có tần số hoạt động tự nhiên. Khi tần số kích thích phù hợp với sự cộng hưởng này, tiếng chuông sẽ rõ ràng hơn, các bước có thể bị bỏ lỡ và có nhiều khả năng bị đình trệ. Tần số cộng hưởng của động cơ có thể được tính từ công thức:

Độ lớn của tiếng chuông không mong muốn phụ thuộc vào EMF phía sau do vận tốc rôto gây ra. Dòng điện tổng hợp thúc đẩy sự giảm chấn, do đó các đặc tính của mạch truyền động rất quan trọng. Tiếng kêu của rôto có thể được mô tả dưới dạng hệ số giảm chấn.Ổ đĩa chopper cho động cơ bước là gì?
Bộ truyền động chopper giải quyết vấn đề thu được mô-men xoắn cao ở tốc độ cao từ động cơ bước bằng cách bật và tắt điện áp đầu ra cho động cơ một cách nhanh chóng (còn gọi là "cắt") để điều khiển dòng điện của động cơ. Ở mỗi bước của động cơ, một điện áp rất cao được đặt vào cuộn dây động cơ. Điều này làm cho dòng điện tăng nhanh, theo mối quan hệ giữa độ tăng dòng điện và độ tự cảm. Nó cũng cho phép tạo ra dòng điện cao hơn theo định luật Ohm.

Dòng điện trong bộ truyền động ngắt được điều chỉnh bằng một điện trở cảm biến dòng điện mắc nối tiếp với mỗi cuộn dây. Khi dòng điện tăng, điện áp xuất hiện trên điện trở và bộ so sánh sẽ theo dõi mức điện áp này. Ở điện áp tham chiếu được xác định trước, điện áp đầu ra sẽ bị tắt (cắt) cho đến khi xung tiếp theo diễn ra. Bằng cách này, dòng điện tăng và giảm khi điện áp tắt và bật, dẫn đến dòng điện trung bình phù hợp trên mỗi chu kỳ bước. Điều này cho phép kiểm soát chính xác mô-men xoắn, bất kể sự thay đổi của điện áp nguồn. Nó cũng mang lại thời gian ngắn nhất có thể cho việc xây dựng và suy thoái hiện tại.

Mặc dù bộ truyền động chopper yêu cầu các thiết bị điện tử bổ sung để giám sát dòng điện trong cuộn dây và điều khiển chuyển đổi điện áp, nhưng nó cho phép động cơ bước tạo ra mô-men xoắn cao hơn ở tốc độ cao hơn so với bộ truyền động L/R truyền thống.Nguyên lý hoạt động của động cơ bước là gì?
Để đáp ứng với từng tín hiệu xung và hướng điều khiển riêng lẻ, bộ truyền động sẽ cấp nguồn cho cuộn dây động cơ để làm cho rôto tiến một bước, lùi một bước hoặc giữ nguyên vị trí. Ví dụ, trong động cơ bước hai pha 1,8 độ: Khi cả hai pha được cấp điện bằng dòng điện một chiều, động cơ sẽ ngừng quay và giữ nguyên vị trí. Mô-men xoắn cực đại mà động cơ có thể giữ cố định với dòng điện một chiều định mức là mô-men xoắn giữ định mức. Nếu dòng điện trong một pha bị đảo ngược, động cơ sẽ di chuyển 1 bước (1,8 độ) theo hướng đã biết.

Nếu dòng điện ở pha kia bị đảo ngược, động cơ sẽ di chuyển 1 bước (1,8 độ) theo hướng khác. Khi dòng điện được đảo ngược theo trình tự từng pha, động cơ tiếp tục quay theo hướng mong muốn. Các bước này rất chính xác. Đối với động cơ bước 1,8 độ, có đúng 200 bước trong một vòng quay.
Động cơ bước hai pha được trang bị hai loại cuộn dây: lưỡng cực hoặc đơn cực. Trong động cơ lưỡng cực có một cuộn dây trên mỗi pha. Động cơ chuyển động theo từng bước khi dòng điện trong mỗi cuộn dây đảo chiều. Điều này đòi hỏi một ổ đĩa có tám công tắc điện tử. Trong động cơ đơn cực có hai cuộn dây trên mỗi pha. Hai cuộn dây ở mỗi pha được mắc ngược chiều nhau. Dòng điện pha được đảo ngược bằng cách bật các cuộn dây xen kẽ trên cùng một pha. Điều này đòi hỏi một ổ đĩa chỉ có bốn công tắc điện tử. Hoạt động lưỡng cực thường cung cấp mô-men xoắn giữ nhiều hơn 40% so với đơn cực, bởi vì 100% cuộn dây được cấp điện theo cách bố trí lưỡng cực.

Động cơ bước 2 pha với bộ điều khiển lưỡng cực
Động cơ bước 2 pha với bộ dẫn động đơn cực

Đặc điểm của động cơ bước là gì?

Kiểm soát định vị chính xác

Động cơ bước quay với một góc bước cố định, giống như kim giây của đồng hồ. Góc này được gọi là "góc bước cơ bản". MOONS' cung cấp một số loại "góc bước cơ bản" làm động cơ tiêu chuẩn: động cơ bước 2 pha với góc bước cơ bản là 0,9° và 1,8° và động cơ bước 3 pha với góc bước cơ bản là 1,2°.
Bên cạnh động cơ tiêu chuẩn, MOONS' còn có động cơ bước với "góc bước cơ bản" khác. Chúng là 0,72°, 1,5°, 3,6° và 3,75°, những động cơ này không được liệt kê trong danh mục này, vui lòng liên hệ với MOONS' để biết thêm chi tiết.

Điều khiển dễ dàng bằng tín hiệu xung

Cấu hình hệ thống để định vị có độ chính xác cao được hiển thị bên dưới. Góc quay và tốc độ của động cơ bước có thể được điều khiển chính xác bằng tín hiệu xung từ bộ điều khiển.

Tín hiệu xung là gì?

Tín hiệu xung là tín hiệu điện có mức điện áp thay đổi liên tục giữa BẬT và TẮT.
Mỗi chu kỳ BẬT/TẮT được tính là một xung. Lệnh có một xung làm cho trục ra của động cơ quay một bước.
Các mức tín hiệu tương ứng với điều kiện BẬT và TẮT điện áp được gọi tương ứng là "H" và "L".

Độ dài của vòng quay tỷ lệ thuận với số xung

Độ dài vòng quay của động cơ bước tỷ lệ thuận với số lượng tín hiệu xung (số xung) được cung cấp cho người lái.
Mối quan hệ giữa góc quay của động cơ bước (góc quay của trục đầu ra của động cơ) và số xung được biểu thị như sau:
Độ dài của vòng quay tỷ lệ thuận với số xung

Tốc độ tỷ lệ thuận với tần số xung

Tốc độ của động cơ bước tỷ lệ thuận với tần số tín hiệu xung được cung cấp cho trình điều khiển.
Mối quan hệ giữa tần số xung [Hz] và tốc độ động cơ [r/min] được biểu thị như sau:
Tốc độ tỷ lệ thuận với tần số xung

Tạo mô-men xoắn cao với kích thước nhỏ gọn

Động cơ bước tạo ra mô-men xoắn cao với kích thước nhỏ gọn.
Những tính năng này mang lại cho chúng khả năng tăng tốc và phản hồi tuyệt vời, từ đó làm cho các động cơ này rất phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi mô-men xoắn trong đó động cơ phải khởi động và dừng thường xuyên.
Để đáp ứng nhu cầu mô-men xoắn lớn hơn ở tốc độ thấp, MOONS 'cũng có tùy chọn động cơ giảm tốc.

Có thể khởi động/dừng thường xuyên

So sánh đặc tính tốc độ và mô-men xoắn giữa servo và bước có cùng kích thước động cơ.

Động cơ tự giữ ở vị trí dừng

Động cơ bước có mô-men xoắn tối đa ở trạng thái đứng yên miễn là cuộn dây được cấp điện. Điều này có nghĩa là động cơ có thể được giữ ở vị trí dừng mà không cần sử dụng phanh cơ.

Động cơ có phanh điện từ

Khi nguồn điện bị cắt, mô-men xoắn tự giữ của động cơ sẽ bị mất và động cơ không còn có thể được giữ ở vị trí dừng trong các hoạt động thẳng đứng hoặc khi có ngoại lực tác dụng. Trong thang máy và các ứng dụng tương tự, cần có động cơ loại phanh điện từ.

Động cơ bước điều khiển servo vòng kín

Step -Servo là một cuộc cách mạng đổi mới cho thế giới động cơ bước, nó cải tiến động cơ bước với công nghệ servo để tạo ra một sản phẩm có tính năng vượt trội và khả năng rộng rãi.
Step -Servo cải thiện đáng kể hiệu suất để thông minh hơn, hiệu quả hơn, nhỏ gọn hơn, chính xác hơn, nhanh hơn và mượt mà hơn.

Ứng dụng của động cơ bước
Ứng dụng
Động cơ bước của MOONS được sử dụng rộng rãi để tạo ra chuyển động cần thiết trong nhiều loại thiết bị.
Những ví dụ bao gồm:

Tự động hóa văn phòng: máy in, máy scan, máy photocopy
ánh sáng sân khấu: trỏ, lấy nét, thay đổi màu sắc, kích thước điểm, hiệu ứng đặc biệt
ngân hàng: xử lý séc, sản xuất thẻ tín dụng, máy quét và quầy tiền
y tế: quét cơ thể, máy phân tích máu, phân tích hóa học
công nghiệp: dệt may, đóng gói, robot, băng tải, lắp ráp, dán nhãn
viễn thông: dịch pha, điều chỉnh, định vị ăng-ten di động
an ninh: chuyển động của camera
ô tô: đo nhiên liệu, điều khiển lái

Tại sao chọn động cơ bước của MOONS?
Các động cơ bước này của MOONS' bao gồm một số cải tiến để mang lại hiệu suất và giá trị cao hơn nữa:

Nhiều cải tiến giúp tăng mô-men xoắn trung bình 20%
Đầy đủ các kích cỡ: 8, 10, 11, 14, 16, 17, 23, 24, 34, 42
Động cơ 2 pha cỡ 17 và lớn hơn được UL công nhận
Động cơ 2 pha 0,9 độ và động cơ 3 pha cho hiệu suất mượt mà, yên tĩnh hơn
Công nghệ PowerPlus: cho hiệu suất và hiệu suất tối đa ở mọi tốc độ
Rôto quán tính thấp hơn giúp tăng tốc nhanh hơn
Cách điện cao áp để sử dụng với các ổ đĩa điện áp cao, hiệu suất cao
Stator tổn thất thấp có hiệu suất tốc độ cao tốt hơn
Cuộn dây tiêu chuẩn có độ lấp đầy cao để có thêm mô-men xoắn
Hệ thống đánh số mô hình được cập nhật bao gồm nhiều loại cuộn dây hơn và các tùy chọn tiêu chuẩn

Động cơ tùy chỉnh
MOONS' cung cấp động cơ để đáp ứng nhu cầu của nhiều ứng dụng.
Các sửa đổi phổ biến bao gồm:

Động cơ chống ăn mòn. Chúng thường được sử dụng trong các thiết bị ngoài trời, nơi sự thay đổi độ ẩm và nhiệt độ có thể gây ra sự ăn mòn.
Động cơ kín để tránh bụi và nước
Kích thước và tính năng trục đặc biệt
Ròng rọc, bánh răng và khớp nối gắn trên trục
Bộ mã hóa và các thiết bị phản hồi khác
Chiều dài dây dẫn hoặc cáp đặc biệt, có nhiều đầu nối khác nhau