Các vấn đề thường gặp trong hệ thống động cơ bước
1. Động cơ bước là gì? Trong những trường hợp nào tôi nên sử dụng một động cơ bước?
Một động cơ bước là một thiết bị truyền động chuyển đổi các xung điện thành chuyển vị góc. Nói một cách thẳng thắn: khi trình điều khiển bước nhận được tín hiệu xung, nó sẽ điều khiển động cơ bước xoay một góc cố định (và góc bước) theo hướng đặt. Bạn có thể kiểm soát chuyển vị góc bằng cách kiểm soát số lượng xung để đạt được vị trí chính xác. Đồng thời, bạn có thể điều khiển tốc độ và gia tốc của động cơ bằng cách điều khiển tần số xung để đạt được mục đích điều chỉnh tốc độ. Do đó, động cơ bước có thể được xem xét khi cần định vị chính xác hoặc kiểm soát tốc độ.
2. Có những loại động cơ bước nào? Có gì khác biệt?
Có ba loại động cơ bước: nam châm vĩnh cửu (PM), nam châm vĩnh cửu phản ứng (VR) và hybrid (HB). Bước thường là hai pha, mô-men xoắn và âm lượng nhỏ, và góc bước thường là 7,5 độ hoặc 15 độ; Bước phản ứng nói chung là ba pha, có thể đạt được công suất mô-men xoắn lớn, góc bước thường là 1,5 độ, nhưng tiếng ồn và độ rung rất lớn. Các quốc gia phát triển như Châu Âu và Hoa Kỳ đã bị loại bỏ vào những năm 1980. Bước lai là đề cập đến lợi thế của việc trộn nam châm vĩnh cửu và phương trình phản ứng. Nó được chia thành hai pha bốn pha và năm pha: góc bước hai pha thường là 1,8 độ và góc bước năm pha thường là 0,72 độ. Động cơ bước này được sử dụng rộng rãi nhất.
3. Mô-men xoắn giữ (HOLDINGTORQUE) là gì?
Giữ mô-men xoắn (HOLDINGTORQUE) là thời điểm mà stato khóa rôto khi động cơ bước được cấp năng lượng nhưng không quay. Đây là một trong những thông số quan trọng nhất của động cơ bước. Thông thường, mô-men xoắn của động cơ bước ở tốc độ thấp gần với mô-men giữ. Mô-men giữ càng lớn, khả năng tải của động cơ càng mạnh. Do mô-men đầu ra của động cơ bước liên tục bị suy giảm khi tăng tốc độ, công suất đầu ra cũng thay đổi theo tốc độ tăng, do đó mô-men giữ trở thành một trong những thông số quan trọng để đo động cơ bước. Ví dụ, khi mọi người nói rằng động cơ bước 2N.m, trừ khi có quy định khác, là động cơ bước duy trì mô-men xoắn 2N.m.
4. Có bao nhiêu phương pháp lái xe cho động cơ bước?
Nói chung, động cơ bước có hai loại điện áp không đổi và lái xe dòng không đổi, và lái xe điện áp không đổi đã được loại bỏ gần đây. Hiện nay, lái xe hiện tại không đổi thường được sử dụng.
5. Độ chính xác của động cơ bước là gì? Bạn có tích lũy không?
Độ chính xác của động cơ bước chung là 3-5% của góc bước. Độ lệch một bước của động cơ bước không ảnh hưởng đến độ chính xác của bước tiếp theo, do đó độ chính xác của động cơ bước không tích lũy.
6. Nhiệt độ cho phép của động cơ bước là gì?
Nếu nhiệt độ của động cơ bước quá cao, vật liệu từ tính của động cơ sẽ bị khử từ trước, dẫn đến giảm mô-men xoắn hoặc thậm chí mất. Do đó, nhiệt độ tối đa cho phép của bề mặt động cơ nên phụ thuộc vào điểm khử từ của vật liệu từ tính của các động cơ khác nhau; nói chung, điểm khử từ của vật liệu từ tính là trên 130 độ C, do đó, nhiệt độ bên ngoài của động cơ bước là hoàn toàn bình thường ở 80-90 độ C.
7. Tại sao mô-men xoắn của động cơ bước giảm khi tốc độ tăng?
Khi động cơ bước quay, độ tự cảm của mỗi cuộn dây pha của động cơ sẽ tạo thành một lực điện động ngược; tần số càng cao, lực điện trở lại càng lớn. Dưới tác động của nó, động cơ giảm khi tăng tần số (hoặc tốc độ), dẫn đến giảm mô-men xoắn.
8. Tại sao động cơ bước có thể chạy bình thường ở tốc độ thấp, nhưng nếu nó cao hơn tốc độ nhất định, nó không thể khởi động, kèm theo tiếng hú?
Động cơ bước có một tham số kỹ thuật: tần số bắt đầu không tải, nghĩa là tần số xung mà động cơ bước có thể bắt đầu bình thường trong điều kiện không tải. Nếu tần số xung cao hơn giá trị này, động cơ không thể khởi động bình thường và có thể xảy ra mất hoặc bị chặn. Trong trường hợp tải, tần số bắt đầu nên thấp hơn. Nếu động cơ được quay ở tốc độ cao, tần số xung phải có quá trình tăng tốc, nghĩa là tần số bắt đầu thấp, sau đó tăng lên tần số cao mong muốn (tốc độ động cơ được tăng từ tốc độ thấp lên tốc độ cao) tại một gia tốc nhất định. Chúng tôi khuyên rằng tần số khởi động không tải được chọn là gấp đôi số xung cần thiết cho động cơ để chạy một vòng quay.
9. Làm thế nào để vượt qua độ rung và tiếng ồn của động cơ bước hai pha ở tốc độ thấp?
Độ rung và tiếng ồn lớn của động cơ bước ở tốc độ thấp là thiếu sót vốn có của nó. Nói chung, các giải pháp sau đây có thể được sử dụng để khắc phục:
A. Nếu động cơ bước chỉ hoạt động trong vùng cộng hưởng, tốc độ động cơ bước có thể tăng lên bằng cách thay đổi tỷ lệ giảm.
B. Sử dụng một ổ đĩa với phân khu, đây là cách phổ biến nhất và dễ dàng nhất. Bởi vì dòng điện pha của động cơ điều khiển chia nhỏ dần dần hơn nửa bước.
C. Thay đổi thành động cơ bước với góc bước nhỏ hơn, chẳng hạn như động cơ bước ba pha hoặc năm pha, hoặc động cơ bước phân chia hai pha.
D. Chuyển sang động cơ servo DC hoặc AC để khắc phục gần như hoàn toàn độ rung và tiếng ồn, nhưng chi phí cao.
E. Một bộ giảm chấn từ được thêm vào trục động cơ. Sản phẩm này có sẵn trên thị trường, nhưng cấu trúc cơ học thay đổi rất nhiều.
10. Số lượng phân khu của ổ phân vùng có đại diện cho độ chính xác không?
Công nghệ phân chia của động cơ bước thực chất là công nghệ giảm xóc điện tử (vui lòng tham khảo tài liệu liên quan). Mục đích chính của nó là giảm hoặc loại bỏ rung động tần số thấp của động cơ bước và cải thiện độ chính xác khi chạy của động cơ chỉ là một chức năng bổ sung của công nghệ phân chia. Ví dụ, đối với động cơ bước hỗn hợp hai pha có góc bước là 1,8 độ, nếu số phân khu của trình điều khiển phân khu được đặt thành 4, thì độ phân giải hoạt động của động cơ là 0,45 độ mỗi xung và liệu độ chính xác của động cơ có thể đạt hoặc tiếp cận 0,45 độ, cũng phụ thuộc vào các yếu tố khác như độ chính xác điều khiển dòng phân khu của trình điều khiển phân khu. Độ chính xác của trình điều khiển phân khu từ các nhà sản xuất khác nhau có thể khác nhau rất nhiều; số lượng phân khu càng lớn thì càng khó kiểm soát.
11. Sự khác biệt giữa phương pháp kết nối loạt và phương pháp kết nối song song của động cơ bước kết hợp ổ đĩa bốn pha và trình điều khiển là gì?
Động cơ bước hỗn hợp bốn pha thường được điều khiển bởi trình điều khiển hai pha. Do đó, động cơ bốn pha có thể được kết nối với hai pha bằng kết nối nối tiếp hoặc kết nối song song. Phương pháp kết nối loạt thường được sử dụng khi tốc độ động cơ tương đối cao. Tại thời điểm này, dòng điện đầu ra cần thiết của trình điều khiển là 0,7 lần dòng pha động cơ, do đó động cơ tạo ra ít nhiệt hơn; và phương thức kết nối thường được sử dụng trong trường hợp tốc độ động cơ cao (còn gọi là phương thức kết nối tốc độ cao) và dòng điện đầu ra trình điều khiển cần thiết là dòng điện pha động cơ. 1,4 lần, do đó nhiệt động cơ lớn.
12. Làm thế nào để xác định nguồn cung cấp DC cho trình điều khiển động cơ bước?
A. Xác định điện áp nguồn của nguồn cung cấp điện hỗn hợp Điện áp cung cấp điện của trình điều khiển động cơ bước lai nói chung là một phạm vi rộng, và điện áp cung cấp điện thường được chọn theo tốc độ hoạt động và yêu cầu đáp ứng của động cơ. Nếu động cơ có tốc độ hoạt động cao hơn hoặc đáp ứng nhanh hơn, điện áp cũng cao hơn, nhưng lưu ý rằng độ gợn của điện áp cung cấp không thể vượt quá điện áp đầu vào tối đa của ổ đĩa, nếu không ổ đĩa có thể bị hỏng. Nếu động cơ đang chạy ở tốc độ thấp hơn, hãy xem xét lựa chọn điện áp thấp hơn.
B. Xác định dòng điện đầu ra của nguồn điện Dòng điện cung cấp thường được xác định theo dòng điện đầu ra I của trình điều khiển. Nếu sử dụng nguồn điện tuyến tính, dòng cung cấp thường có thể gấp 1,1-1,3 lần so với I; nếu sử dụng nguồn cấp điện chuyển mạch, dòng cung cấp thường có thể mất 1,5-2 lần so với I. Nếu một nguồn cung cấp điện cho nhiều ổ đĩa cùng một lúc, hãy xem xét rằng dòng điện của nguồn cung cấp phải được nhân đôi một cách thích hợp.
13. Trong trường hợp nào thì tín hiệu cho phép Ena của trình điều khiển động cơ bước lai thường được sử dụng?
Khi tín hiệu cho phép Ena ở mức thấp, đầu ra hiện tại từ trình điều khiển đến động cơ bị cắt và rôto động cơ ở trạng thái tự do (trạng thái ngoại tuyến). Trong một số thiết bị tự động hóa, nếu cần phải quay thủ công trực tiếp trục động cơ khi ổ đĩa không được cấp nguồn, Ena có thể được đặt ở mức thấp, động cơ có thể được đưa ra ngoại tuyến và vận hành hoặc điều chỉnh thủ công. Sau khi hoàn thành thủ công, đặt tín hiệu Ena ở mức cao để tiếp tục điều khiển tự động.
14. Làm thế nào để điều chỉnh hướng quay của động cơ bước hai pha sau khi bật nguồn một cách đơn giản?
Đơn giản chỉ cần trao đổi dây A + và A- (hoặc B + và B-) của động cơ vào ổ đĩa.
