Chỉnh sửa sản phẩm
Mô hình ban đầu của động cơ bước có nguồn gốc từ cuối những năm 1930 từ 1830 đến 1860. Với sự phát triển của vật liệu nam châm vĩnh cửu và công nghệ bán dẫn, động cơ bước nhanh chóng phát triển và trưởng thành.Cuối những năm 1960, Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu và sản xuất động cơ bước.Từ đó đến cuối những năm 1960, chủ yếu là một số ít sản phẩm do các trường đại học và viện nghiên cứu phát triển để nghiên cứu một số thiết bị.Chỉ đến đầu những năm 1970 mới có những đột phá trong sản xuất và nghiên cứu.Từ giữa những năm 70 đến giữa những năm 1980, nó bước vào giai đoạn phát triển và nhiều sản phẩm hiệu suất cao khác nhau liên tục được phát triển.Kể từ giữa những năm 1980, do sự phát triển và phát triển của động cơ bước lai, công nghệ động cơ bước lai của Trung Quốc, bao gồm công nghệ thân xe và công nghệ truyền động, đã dần dần tiếp cận trình độ của các ngành công nghiệp nước ngoài.Các loại động cơ bước lai khác nhau Các ứng dụng sản phẩm cho trình điều khiển của nó ngày càng tăng.
Là thiết bị truyền động, động cơ bước là một trong những sản phẩm chủ lực của cơ điện tử và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị tự động hóa khác nhau.Động cơ bước là một bộ phận điều khiển vòng hở có chức năng chuyển đổi tín hiệu xung điện thành chuyển vị góc hoặc tuyến tính.Khi bộ điều khiển bước nhận được tín hiệu xung, nó sẽ điều khiển động cơ bước quay một góc cố định (tức là góc bước) theo hướng đã đặt.Sự dịch chuyển góc có thể được kiểm soát bằng cách kiểm soát số lượng xung, để đạt được mục đích định vị chính xác.Động cơ bước lai là động cơ bước được thiết kế bằng cách kết hợp các ưu điểm của nam châm vĩnh cửu và phản ứng.Nó được chia thành hai giai đoạn, ba giai đoạn và năm giai đoạn.Góc bước hai pha thường là 1,8 độ.Góc bước ba pha thường là 1,2 độ.

Làm thế nào nó hoạt động
Cấu trúc của động cơ bước lai khác với cấu trúc của động cơ bước phản kháng.Stator và rôto của động cơ bước lai đều được tích hợp, trong khi stato và rôto của động cơ bước lai được chia thành hai phần như hình bên dưới.Răng nhỏ cũng được phân bố trên bề mặt.
Hai rãnh của stato được bố trí hợp lý và các cuộn dây được bố trí trên chúng.Trên đây là động cơ hai pha 4 cặp, trong đó 1, 3, 5 và 7 là cực từ cuộn dây pha A và 2, 4, 6 và 8 là cực từ cuộn dây pha B.Các cuộn dây cực từ liền kề của mỗi pha được quấn theo hướng ngược nhau để tạo ra một mạch từ khép kín như thể hiện theo hướng x và y trong hình trên.
Tình huống của pha B cũng tương tự như pha A. Hai khe của rôto đặt so le nhau một nửa bước (xem Hình 5.1.5) và phần giữa được nối bằng thép từ tính vĩnh cửu hình vòng.Răng của hai phần rôto có các cực từ trái dấu nhau.Theo nguyên lý tương tự của động cơ phản lực, miễn là động cơ được cấp điện theo thứ tự ABABA hoặc ABABA, động cơ bước có thể quay liên tục ngược chiều kim đồng hồ hoặc theo chiều kim đồng hồ.
Rõ ràng, tất cả các răng trên cùng một đoạn cánh rôto đều có cực tính như nhau, trong khi cực tính của hai đoạn rôto thuộc các đoạn khác nhau thì ngược nhau.Sự khác biệt lớn nhất giữa động cơ bước lai và động cơ bước phản ứng là khi vật liệu từ tính vĩnh cửu bị khử từ, sẽ có một điểm dao động và một vùng bước ra.
Rôto của động cơ bước lai có từ tính nên mô-men xoắn được tạo ra dưới cùng một dòng điện stato lớn hơn mô-men xoắn của động cơ bước phản kháng và góc bước của nó thường nhỏ.Do đó, các máy công cụ CNC tiết kiệm thường yêu cầu bộ truyền động động cơ bước lai.Tuy nhiên, rôto lai có cấu trúc phức tạp hơn và quán tính rôto lớn hơn, tốc độ của nó thấp hơn tốc độ của động cơ bước phản kháng.

Chỉnh sửa cấu trúc và ổ đĩa
Có rất nhiều nhà sản xuất động cơ bước trong nước và nguyên lý làm việc của họ đều giống nhau.Sau đây lấy động cơ bước lai hai pha nội địa 42B Y G2 50C và trình điều khiển SH20403 của nó làm ví dụ để giới thiệu cấu trúc và phương pháp truyền động của động cơ bước lai.[2]
Cấu trúc động cơ bước lai hai pha
Trong điều khiển công nghiệp, có thể sử dụng một cấu trúc có răng nhỏ trên các cực của stato và số lượng lớn răng rôto như trên Hình 1 và góc bước của nó có thể được làm rất nhỏ.Hình 1 hai

Sơ đồ cấu tạo của động cơ bước lai pha và sơ đồ nối dây của cuộn dây động cơ bước ở Hình 2, các cuộn dây hai pha A và B được phân pha theo hướng xuyên tâm và có 8 cực từ nhô ra dọc theo chu vi của stato.7 cực từ thuộc về cuộn dây pha A và các cực từ 2, 4, 6 và 8 thuộc về cuộn dây pha B.Mỗi bề mặt cực của stato có 5 răng, trên thân cực có các cuộn dây điều khiển.Rôto bao gồm một thép từ tính hình vòng và hai phần lõi sắt.Thép từ tính hình vòng được từ hóa theo hướng trục của rôto.Hai phần lõi sắt lần lượt được lắp đặt ở hai đầu của thép từ tính, sao cho rôto được chia thành hai cực từ theo hướng trục.50 răng phân bố đều trên lõi rotor.Các răng nhỏ ở hai phần lõi cách nhau một nửa bước.Bước và chiều rộng của rôto cố định là như nhau.

Quy trình làm việc của động cơ bước hybrid hai pha
Khi cuộn dây điều khiển hai pha luân chuyển điện theo thứ tự, chỉ có một cuộn dây pha được cấp điện cho mỗi nhịp và bốn nhịp tạo thành một chu kỳ.Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây điều khiển, một lực từ động sẽ được tạo ra, tương tác với lực từ động do thép từ tính vĩnh cửu tạo ra để tạo ra mômen điện từ và làm cho rôto chuyển động từng bước.Khi cuộn dây pha A được cấp điện, cực từ S do cuộn dây tạo ra trên cực N cực 1 của rôto sẽ hút cực N của rôto, sao cho cực từ 1 nối răng và các đường sức từ có hướng từ cực N của rôto đến bề mặt răng của cực từ 1 và cực từ 5 Từ răng đến răng, cực từ 3 và 7 là răng với rãnh như hình 4
Sơ đồ cân bằng rôto stato được cấp điện pha A N. Sơ đồ cân bằng rôto stato cực trị.Do các răng nhỏ trên hai đoạn lõi rôto lệch nhau một nửa bước nên tại cực S của rôto, từ trường cực S do các cực từ 1' và 5' sinh ra sẽ đẩy cực S của rôto, chính xác là từ răng đến khe với rôto, và cực 3 ' Và bề mặt 7'răng tạo ra từ trường cực N, hút cực S của rôto, sao cho các răng đối diện với răng.Sơ đồ cân bằng rôto cực N và cực S của rôto khi cuộn dây pha A được cấp điện được thể hiện trên Hình 3.

Vì rôto có tổng cộng 50 răng nên góc bước của nó là 360 ° / 50 = 7,2 ° và số răng chiếm bởi mỗi bước cực của stato không phải là số nguyên.Do đó, khi pha A của stato được cấp điện thì cực N của rôto và cực của 1 Năm răng đối diện với các răng rôto và 5 răng của cực từ 2 của pha B cuộn dây bên cạnh răng rôto có độ lệch bước 1/4, tức là 1,8 °.Nơi vẽ vòng tròn, các răng của cực từ pha A 3 và rôto sẽ dịch chuyển 3,6 ° và các răng sẽ thẳng hàng với các rãnh.
Đường sức từ là một đường cong khép kín dọc theo đầu N của rôto → Cực từ A (1) S → vòng dẫn từ → Cực từ A (3 ') N → đầu S rôto → đầu N rôto.Khi pha A tắt và pha B được cấp điện, cực từ 2 tạo ra cực N và rôto cực S 7 răng gần nó nhất bị hút lại, để rôto quay 1,8 ° theo chiều kim đồng hồ để đạt được cực từ 2 và răng rôto với răng , B Sự phát triển pha của các răng stato của cuộn dây pha được thể hiện trên hình 5, lúc này cực từ 3 và răng rôto có độ lệch 1/4 bước.
Bằng cách tương tự, nếu tiếp tục cấp năng lượng theo thứ tự bốn nhịp, rôto sẽ quay từng bước theo chiều kim đồng hồ.Mỗi lần thực hiện cấp điện, mỗi xung sẽ quay một góc 1,8 °, nghĩa là góc bước là 1,8 ° và rôto quay một lần. Yêu cầu 360 ° / 1,8 ° = 200 xung (xem Hình 4 và 5).

Điều tương tự cũng đúng ở đầu cực của rôto S. Khi các răng cuộn dây đối diện với các răng, cực từ của một pha bên cạnh nó bị lệch 1,8 °.3 Trình điều khiển động cơ bước Động cơ bước phải có trình điều khiển và bộ điều khiển để hoạt động bình thường.Vai trò của bộ điều khiển là phân phối các xung điều khiển thành một vòng và khuếch đại công suất để các cuộn dây của động cơ bước được cấp điện theo một thứ tự nhất định để điều khiển chuyển động quay của động cơ.Trình điều khiển động cơ bước 42BYG250C là SH20403.Đối với nguồn điện DC 10V ～ 40V, các cực A +, A-, B + và B- phải được kết nối với bốn dây dẫn của động cơ bước.Các cực DC + và DC- được kết nối với nguồn điện DC của trình điều khiển.Mạch giao diện đầu vào bao gồm cực chung (kết nối với cực dương của nguồn điện cực đầu vào)., Đầu vào tín hiệu xung (đầu vào một loạt xung, được phân bổ bên trong để điều khiển động cơ bước pha A, B), đầu vào tín hiệu hướng (có thể nhận ra chiều quay dương và âm của động cơ bước), đầu vào tín hiệu ngoại tuyến.
Lợi íchSửa đổi
Động cơ bước lai được chia thành hai pha, ba pha và năm pha: góc bước hai pha thường là 1,8 độ và góc bước năm pha thường là 0,72 độ.Khi tăng góc bước, góc bước sẽ giảm và độ chính xác được cải thiện.Động cơ bước này được sử dụng rộng rãi nhất.Động cơ bước hybrid kết hợp ưu điểm của cả động cơ bước nam châm phản kháng và động cơ bước nam châm vĩnh cửu: số lượng cặp cực bằng số răng rôto, có thể thay đổi trong phạm vi rộng theo yêu cầu;độ tự cảm của cuộn dây thay đổi theo
Thay đổi vị trí rôto nhỏ, dễ dàng đạt được điều khiển vận hành tối ưu;mạch từ hóa hướng trục, sử dụng vật liệu nam châm vĩnh cửu mới với sản phẩm năng lượng từ tính cao, có lợi cho việc cải thiện hiệu suất của động cơ;thép từ tính rotor cung cấp sự kích thích;không có dao động rõ ràng.[3]