Động cơ bước đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống. Một số lĩnh vực nổi bật có kể đến như máy in 3D, máy CNC, robot,... Đây được xem một trong những thành tựu quan trọng trong công nghiệp hiện đại. Vậy động cơ bước là gì? Cấu tạo như thế nào? Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu tại bài viết dưới đây nhé!
Động cơ bước là gì?
Động cơ bước hay còn được gọi là Stepper Motor, là một loại động cơ điện được thiết kế để thực hiện các bước chính xác trong quá trình vận hành. Đây là loại động cơ đồng bộ giúp điều khiển máy móc hoạt động. Điều đặc biệt của động cơ này đó chính là khả năng giữ vị trí một cách chính xác mà không cần sự phụ thuộc vào hệ thống phản hồi. Điều này làm cho động cơ bước trở thành lựa chọn lý tưởng trong nhiều ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như: máy in 3D, máy CNC, và các thiết bị y tế,...
Động cơ bước được phân loại như thế nào?
Hiện nay, các loại động cơ bước sẽ phân loại dựa vào các tiêu chí sau:
Phân loại dựa vào số pha của động cơ
Dựa vào số pha của động cơ, động cơ bước sẽ được phân thành 3 loại bao gồm:
- Động cơ bước 2 pha: Có góc bước khoảng 1.8 độ.
- Động cơ bước 3 pha: Có góc bước là 1.2 độ.
- Động cơ bước 5 pha: Có góc bước là 0.72 độ.
Phân loại dựa vào rotor
Dựa vào rotor động cơ bước sẽ được phân thành loại đó là:
- Stepper Motor: Rotor được làm bằng dây quấn hoặc nam châm vĩnh cửu.
- Stepper Motor thay đổi từ trở: Có roto không được tác động nhưng lại có phần tử cảm ứng.
Phân loại dựa vào cực của động cơ
Dựa vào cực động cơ Stepper Motor được phân thành 2 loại:
- Động cơ bước đơn cực.
- Động cơ bước lưỡng cực.
Cấu tạo của động cơ bước
Động cơ bước được cấu tạo bởi 2 phần chính đó là Rotor và Stato:
- Rotor là một dãy các lá nam châm vĩnh cửu được sắp xếp chồng lên nhau. Mỗi lá nam châm sẽ được chia thành các cặp cực và xếp đối xứng với nhau.
- Stato chủ yếu được cấu tạo bằng sắt từ. Bộ phận này sẽ phân thành từng rãnh nhỏ để đặt cuộn dây.
Nguyên lý hoạt động của động cơ bước
Nguyên lý hoạt động động cơ bước không theo các cơ chế thông thường. Bởi vì Step motor quay theo từng bước một, cho nên nó có độ chính xác cao. Tổng số góc quay của từng rotor cũng chính là số lần mà động cơ chuyển mạch. Hơn nữa, tốc độ quay và chiều quay sẽ rotor sẽ được quyết định bởi tần số và thứ tự chuyển đổi.
Phương pháp điều khiển động cơ bước được dùng nhiều nhất hiện nay đó là:
- Điều khiển dạng sóng (Wave): Đây là cách điều khiển cấp xung cho bộ điều khiển, từng cuộn dây pha sẽ hoạt động theo đúng thứ tự.
- Điều khiển động cơ bước đủ (Full step): Đây là cách điều khiển cấp xung đồng thời, cả 2 cuộn dây pha được sắp xếp kế tiếp nhau.
- Điều khiển nửa bước (Half step): Đây là cách điều khiển kết hợp điều khiển động cơ dạng sóng và điều khiển động cơ bước đủ. Khi động cơ được điều khiển nửa bước sẽ giá trị góc sẽ nhỏ hơn 2 lần, đồng thời số bước tăng lên gấp đôi so với điều khiển động cơ bước đủ.
- Điều khiển vi bước (Microstep): Đây là cách điều khiển cho phép động cơ bước dừng lại và định vị trong khoảng vị trí nửa bước chính giữa 2 bước đủ.
Ưu điểm và nhược điểm của động cơ bước
Ưu điểm
Động cơ bước được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Bởi nó sở hữu nhiều ưu điểm nổi trội như:
- Chính xác: Động cơ bước có độ chính xác cao trong việc kiểm soát vị trí và chuyển động, thích hợp các sản phẩm đòi hỏi độ chính xác cao.
- Dễ điều khiển: Việc điều khiển động cơ bước rất linh hoạt và dễ dàng. Đặc biệt là khi sử dụng với các hệ thống điều khiển số.
- Có khả năng cố định vị trí: Khi đứng yên, động cơ bước giữ vị trí của nó mà không cần sử dụng hệ thống phanh bổ sung.
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm kể trên, động cơ bước cũng có một số nhược điểm như:
- Hiệu suất năng lượng: So với một số loại động cơ khác, động cơ bước có thể không hiệu quả về năng lượng khi hoạt động ở tốc độ cao.
- Rung động và nhiễu: Các bước rời rạc của động cơ bước có thể tạo ra rung động và nhiễu trong hệ thống, đặc biệt là ở tốc độ cao.
Ứng dụng của động cơ bước
Động cơ bước hiện này đã trở thành một phần quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và kỹ thuật. Một số ứng dụng phổ biến của động cơ bước đó là:
- Máy in 3D: Động cơ bước được sử dụng để di chuyển đầu in và nền in, cung cấp độ chính xác và độ mịn trong việc tạo ra các sản phẩm 3D.
- Máy CNC: Trong các máy công cụ số, động cơ bước giúp kiểm soát tính chính xác của các trục di chuyển, đảm bảo quá trình gia công chính xác và hiệu quả.
- Robotics: Động cơ bước thường được sử dụng trong robot để kiểm soát chuyển động của các khớp cơ bản.
- Thiết bị y tế: Trong các thiết bị y tế như máy dò hình ảnh và máy phân tích máu tự động, động cơ bước đảm bảo chuyển động chính xác và đồng đều.
Kết luận
Như vậy, động cơ bước là một phần không thể thiếu trong nền công nghiệp hiện đại. Động cơ bước mang đến nhiều lợi ích ưu việt, đặc biệt là độ chính xác cao. Sự ra đời của động cơ bước góp phần quan trọng cho sự phát triển của nền công nghiệp. Hy vọng với những thông tin ở bài viết trên có thể giúp bạn biết được động cơ bước là gì và nguyên hoạt động của nó. Nếu bạn cần tư vấn và hỗ trợ hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé!
Thông tin liên hệ
Công Ty TNHH Công Nghệ Laser Thiên Phú
Địa chỉ: B19, đường D1, Tân Thới Nhất, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
Email: laserthienphu@gmail.com
Hotline: 093 2017 456
