Động cơ bước là 1 động cơ điện mà chắc chắn các bạn đã nghe qua tên 1 lần trong đời. Tuy nhiên, không phải ai cũng trả lời được những câu hỏi như khái niệm động cơ bước là gì? Chúng có cấu tạo ra sao? Hoạt động như thế nào? Và ứng dụng để làm gì trong cuộc sống?… Để nắm rõ thông tin hơn cũng như để trả lời được các câu hỏi kể trên về loại động cơ này, hãy cùng mình tham khảo qua bài viết sau đây nhé!
Khái niệm động cơ bước là gì?
Động cơ bước hay motor bước hoặc còn được biết với tên gọi tiếng anh là Step Motor. Để trả lời cho câu hỏi động cơ bước là gì? Thì theo từ điển mạng Wikipedia, động cơ bước là 1 loại động cơ được chạy bằng điện nhưng nguyên lý và những ứng dụng của nó độc lạ hơn các loại động cơ sử dụng điện 1 pha và động cơ sử dụng điện 3 pha mà bạn thường thấy.
Động cơ bước là 1 dạng động cơ điện đồng bộ, khả năng chính của loại động cơ này là chúng có thể ẩn dưới dạng các xung điện rời rạc được phát ra nối tiếp nhau giúp biến đổi các tín hiệu điều khiển trong máy móc thành các chuyển động góc quay. Một số trường hợp các chuyển động của roto chính là thành phần hỗ trợ cho người dùng cố định roto của máy móc vào các vị trí khác.
Motor bước là 1 dạng động cơ điện mà trong quá trình vận hành người sử dụng có thể tự quy định tần số góc quay của nó. Trong trường hợp góc bước của động cơ bước càng nhỏ thì số bước của mỗi vòng quay động cơ càng lớn. Tại đây vị trí mà chúng ta sẽ thu được sẽ đạt độ chính xác lớn hơn.
Ngoài ra, các góc bước quay của động cơ bước có thể đạt cực đại là 90 độ và cực tiểu của động cơ đạt 0,72 độ. Hiện nay, những góc bước quay của động cơ bước được sử dụng phổ biến nhất là 4 góc: 1,8 độ, 2,5 độ, 7,5 độ và cuối cùng là góc 15 độ.
Động cơ bước có chế độ quay càng nhiều xung thì động cơ quay của motor bước đó sẽ càng hoạt động tốt hơn. Tại Việt Nam, hiện nay động cơ bước 200 bước được sử dụng nhiều nhất.
Thông tin cấu tạo của motor bước
Động cơ bước có 2 thành phần cấu tạo chính là stato và roto. Trong đó:
- Stato là 1 thành phần của động cơ bước được là bằng sắt từ và thành phần này thường được phân chia thành các rãnh nhỏ để đặt cuộn dây.
- Roto trong động cơ bước là dãy các lá nam châm vĩnh cửu bên trên các lá nam châm được phân thành các cặp cực sắp xếp đối xứng với nhau. Và các lá nam châm vĩnh cửu này sẽ được xếp chồng lên nhau 1 cách chính xác và kỹ lưỡng nhất.
Phương thức hoạt động của động cơ bước là gì?
Động cơ bước có nguyên lý hoạt động dựa trên các hoạt động của những bộ chuyển mạch điện tử. Những bộ mạch điện tử này sẽ chuyển các tín hiệu lệnh điều khiển truyền vào stato lần lượt theo số thứ tự và một tần số nhất định.
Số lần mà động cơ bước được chuyển mạch sẽ tương ứng với tổng số góc quay của từng roto. Cùng với đó, tốc độ và chiều quay của con roto sẽ phụ thuộc vào số thứ tự chuyển đổi cũng như tần số chuyển đổi của chính nó.
Phân loại 3 động cơ bước thông dụng
Trên thị trường hiện nay có 3 động cơ bước phổ biến nhất và chúng sẽ được phân loại dựa trên 3 tiêu chí cụ thể như sau:
Phân loại động cơ bước dựa vào số pha
- Động cơ bước 2 pha: Hay còn được biết với tên gọi động cơ Step 2, chúng là loại động cơ bước có 4 dây, 6 dây hay động cơ bước 8 dây. Motor bước dạng này thường tương ứng với 1 góc bước tương ứng với 1 góc bước 1,8 độ.
- Động cơ bước 3 pha: Hay còn được biết với tên gọi động cơ Step 3, loại động cơ này thường có 3 dây hoặc 4 dây, 1 góc bước của chúng sẽ tương ứng với 1,2 độ.
- Động cơ bước 5 pha: Hay còn được biết với tên gọi động cơ Step 5, dạng này sẽ gồm 5 dây, 1 góc bước của chúng thường tương ứng với góc bước là 0.72 độ.
Phân loại motor bước dựa vào roto
Động cơ bước có roto là loại động cơ điện được làm bằng dây quấn hay chúng cũng có thể được sử dụng nam châm vĩnh cửu.
Động cơ bước thay đổi từ trở loại động cơ này là 1 dạng có phần tử cảm ứng nhưng roto không được tác động.
Động cơ bước có biến đổi điện trở đây là dạng motor bước có một roto sắt trơn. Loại động cơ này sẽ hoạt động dựa vào nguyên tắc miễn cưỡng tối thiểu. Khi xuất hiện điều kiện khe hở tối thiểu, các điểm roto của động cơ sẽ được hút về phía cực nam châm của phần stato.
Động cơ bước nam châm vĩnh cửu với dạng này thì cả động cơ chỉ sử dụng duy nhất một nam châm vĩnh cửu bên trong roto. Loại động cơ này hoạt động dựa trên nguyên tắc của lực đẩy – lực hút giữa phần nam châm điện của stator và bộ phận roto PM.
Động cơ bước đồng bộ lai hay còn được viết tắt là HB. Riêng loại động cơ bước này sẽ được sử dụng phối hợp cùng lúc với các kỹ thuật nam châm vĩnh cửu (PM), từ đó biến đổi điện trở (VR) tạo ra công suất hoạt động tối đa chỉ vỏn vẹn trong 1 kích thước động cơ vô cùng nhỏ gọn.
Phân loại động cơ bước dựa vào cực của động cơ
Motor bước đơn cực: là dạng động cơ bước mà dòng điện sẽ luôn được dẫn truyền thông qua cuộn dây và chúng luôn chạy cùng một hướng. Do đó, đối với động cơ bước cực đơn người ta thường sử dụng mạch điều khiển đơn giản bởi nó có thể tạo ra mô men xoắn ít hơn.
Motor bước lưỡng cực: đối với dạng này thì động cơ của nó có thể sẽ chạy qua cuộn dây theo 1 trong 2 hướng. Với trường hợp này, người ta thường sử dụng một mạch điều khiển phức tạp hơn so với motor bước đơn cực.
Những ưu, nhược điểm của động cơ bước
Dựa vào các thông tin kể trên, chắc hẳn các bạn đã nắm được 1 số thông tin cơ bản cũng như đã trả lời được cho câu hỏi động cơ bước là gì? Tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về các ưu, nhược điểm của động cơ bước để giúp bạn ứng dụng động cơ điện này trong khâu sản xuất một cách tốt nhất nhé!
Một số ưu điểm của motor bước
Động cơ bước có ưu điểm nổi bật nhất chính là khả năng tạo ra các mô men xoắn cực lớn, trong các dải vận tốc thấp và cả ở những dải có vận tốc trung bình.
Ưu điểm tiếp theo của động cơ bước phải kể đến chính là với tầm giá khá thấp nhưng motor bước có độ bền rất cao.
Bạn có thể dễ dàng tìm thấy và thực hiện các giao dịch mua bán tại các cửa hàng. Do dễ tìm thấy nên nếu trong quá trình vận hành động cơ bước có xảy ra trục trặc thì bạn cũng sẽ dễ dàng tìm mua và thay thế.
Những nhược điểm của 1 motor bước
Giống với các động cơ khác, động cơ bước cũng có những nhược điểm riêng. Hiện tượng thường thấy nhất chính là bị trượt bước. Tình trạng này diễn ra là do lực từ quá yếu hoặc người sử dụng không cung cấp đủ nguồn điện vào động cơ.
Trong quá trình vận hành sản xuất, động cơ bước thường gây ra các tiếng động lớn rất khó chịu và khi sử dụng trong thời gian dài động cơ sẽ bị nóng dần lên. Tuy nhiên, tình trạng này đã được khắc phục đối với các motor bước thế hệ mới.
Lưu ý: Không nên sử dụng motor bước cho các loại máy móc, các trang thiết bị cần sử dụng đến vận tốc cao để đảm bảo an toàn.
>>> Có thể tham khảo thêm bài viết: Cuộn cảm là gì? Tính chất, cấu tạo và ứng dụng của cuộn cảm
Những ứng dụng của động cơ bước trong cuộc sống
Động cơ bước là 1 dạng động cơ điện được ứng dụng rất phổ biến trong cuộc sống hiện nay. Nhưng để nói chúng được sử dụng nhiều nhất ở đâu thì phải nhắc đến lĩnh vực điều khiển chuyển động kỹ thuật số của các động cơ.
Ứng dụng motor bước trong ngành công nghiệp tự động hoá: tất nhiên không thể bỏ qua ngành nghề này, một số ứng dụng phổ biến có thể kể đến như máy cắt công nghệ CNC laser, máy cắt công nghệ plasma CNC… và 1 số loại máy móc hiện đại khác đòi hỏi tính chính xác cao.
- Ứng dụng trong ngành điện tử tiêu dùng: Motor bước còn mang lại khả năng thu phóng trong các máy ảnh kỹ thuật số tự động và các loại máy in 3D thời nay. Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng để tạo ra máy ảnh để giúp máy ảnh có thể lấy nét rõ ràng, chính xác hơn.
- Lĩnh vực công nghệ máy tính: Motor cũng có thể được sử dụng trong các loại máy in, trong các ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng…
- Ứng dụng trong lĩnh vực an ninh bảo mật: Motor bước có thể nói là 1 thành phần không thể thiếu trong các sản phẩm giám sát mới. Chúng giúp lĩnh vực an ninh bảo mật bước lên 1 tầm cao mới.
- Ứng dụng trong ngành y tế: Tại ngành này motor bước cũng có thể được sử dụng để tạo ra các máy quét y tế, máy chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số, máy lấy mẫu, mặt nạ phòng độc, 1 số máy bơm chất lỏng cùng với hàng loạt các thiết bị phân tích mẫu máu khác.
Nhìn chung, động cơ bước cũng có các ưu, nhược điểm riêng tuy nhiên không thể phủ nhận sự thật động cơ bước là 1 loại động cơ điện mang lại nhiều giá trị hữu ích cho con người trong đa dạng lĩnh vực cuộc sống. Hy vọng thông qua bài viết bạn đã có thể hiểu động cơ bước là gì? Cũng như cấu tạo và ứng dụng hữu ích khác của nó trong cuộc sống.
Bài viết liên quan