Download miễn phí Luận văn Ứng dụng phần mềm PAL-El để khoan mạch in
Động cơ bước thực chất là động cơ đồng bộ hoạt động dưới tác dụng của các xung rời rạc và kế tiếp nhau. Khi một xung dòng điện hay điện áp đặt vào cuộn dây phần ứng của động cơ bước, thì roto (phần cảm) của động cơ sẽ quay đi một góc nhất định, và được gọi là bước của động cơ, khi các xung dòng điện đặt vào cuộn dây phần ứng liên tục thì roto sẽ quay liên tục.
Vị trí của trục động cơ bước được xác bằng số lượng xung, và vận tốc của động cơ tỷ lệ với tần số xung, và được xác định bằng số bước/giây (second). Tính năng làm việc của động cơ bước được đặt trưng bởi bước được thực hiện, đặt tính góc (quan hệ của mômen điện từ theo gốc giữa trục của Roto và trục của từ trường tổng), tần số xung giới hạn sao cho các quá trình quá độ, khi hoàn thành một bước có thể tắt đi trước khi bắt đầu bước tiếp theo. Tính năng mở máy của động cơ, được đặt trưng bởi tần số xung cực đại có thể mở máy mà không làm cho Roto mất đồng bộ (bỏ bước). Tuỳ theo kết cấu của từng loại động cơ, mà tần số động cơ có thể tiếp nhận được từ 10 đến 10.000 Khz.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
c cuộn dây tạo nên.Xét cấu trúc của động cơ bước nam châm vĩnh cửu như:
ăn
h
à
i
g h
ro
n
ặt be
ùc độn
bư
Hình 2-8: Sơ đồ kết cấu của động cơ bước
Động cơ có hai cuộn dây lắp ở hai cực của Stato, và một nam châm vĩnh cửu ở Roto. Khi kích thích một cuộn dây của Stato (đồng thời ngắt điện cuộn kia) sẽ tạo nên hai cực Bắc (North) và Nam (South) của nam châm. Roto sẽ thẳng đứng với hướng từ trường
Nếu ta cho dòng điện vào cuộn dây W1 thì vị trí 1 và 3 của Stato tương ứng sẽ là cực Nam và cực Bắc.
Giả sử trục của nam châm vĩnh cửu của Roto đang lệch với trục 1-3 một góc f dưới tác dụng của lực hút do các cực trái dấu của nam châm sẽ sinh ra một lực quay Roto về vị trí 1, vị trí này gọi là vị trí cân bằng. Sau đó cho dòng điện I2 vào cuộn dây W2 (lúc này dòng điện ở cuộn W1 bị ngắt), thanh nam châm sẽ quay nhanh đến vị trí 2 một góc 900 nếu việc cấp điện liên tục và tuần tự vào cuộn dây W1, W2, W1, W2, …. Và đảo chiều dòng điện sau mỗi bước, thanh nam châm sẽ quay thành những vòng tròn, từ một phần tư vòng tròn đến một phần tư vòng tròn khác.
Các cuộn dây của Stato gọi là các pha. Động cơ bước có thể có nhiều pha: 2, 3, 4, 5 pha, nó được cấp điện cuộn này sang cuộn khác với việc đảo chiều dòng điện sau mỗi bước quay. Chiều các động cơ phụ thuộc vào thứ tự cung cấp điện cho các cuộn dây và hướng của từ trường.
Động cơ bước từ trở thay đổi:
Nguyên lý làm việc của động cơ bước từ trở thay đổi dựa trên cơ sở định luật cảm ứng điện từ, tức là dựa trên sự tác động giữa một trường điện từ và một Roto có từ trở thay đổi theo góc quay.
b
-6
h
Hì
g
ớ
Cấu trúc tiêu biểu của động cơ bước có từ trở thay đổi
Hình 2-9: Động cơ bước ba pha từ trở thay đổi
Roto động cơ điện được chế tạo bằng vật liệu dẫn từ, trên bề mặt Roto thường có nhiều răng. Mỗi răng của Roto hay của Stato gọi là một cực. Trên hai cực đối diện được mắc nối tiếp hai cuộn dây (ví dụ như cuộn dây AA') tạo thành một phần của động cơ. Như vậy động cơ như hình vẽ có ba pha A, B, C, từ trở thay đổi theo góc quay của răng. Khi các răng của Roto đứng thẳng hàng với các cực của Stato, từ trở ở đó sẽ nhỏ nhất. Nếu ta cho dòng điện chạy vào cuộn dây BB' nó sẽ tạo nên từ trường kéo cực gần nó nhất của roto và làm Roto quay một góc 300 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Nếu dòng điện được đưa vào cuộn dây CC', Roto lại tiếp tục quay một góc 300 nữa … Các cuộn dây AA', BB', CC' gọi là các pha.
Hướng quay của động cơ không phụ thuộc vào chiều của dòng điện mà phụ thuộc vào thứ tự cấp điện cho cuộn dây. Nhiệm vụ này do các mạch logic trong bộ chuyển phát thực hiện. Với cách thay đổi thứ tự hay thay đổi cách kích thích các cuộn dây ta cũng làm thay đổi các vị trí góc quay.
Động cơ bước có từ trở thay đổi có chuyển động êm, số bước lớn và tần số làm việc cũng khá lớn (từ 2 đến 5 Khz).
Một số công thức tính cho động cơ bước từ trở thay đổi:
Nr : Số răng roto
Ns : Số răng stato
Np : Số pha
Pr : Góc độ răng roto
fs : Góc bước
Rs : Giá trị bước
X = Ns/Np : số răng stato cho một pha
Góc độ răng giữa hai răng kề nhau được xác định như sau :
;
Góc bước được xác định bởi biểu thức :
(độ / bước)
Giá trị bước
Nếu tần số xung là f thì tốc độ Roto là:
(vòng / phút)
Số răng Roto cho một pha:
Động cơ hổn hợp:
Động cơ hổn hợp là sự kết hợp nguyên tắt làm việc của động cơ có bước nam châm vĩnh cửu và động cơ bước có từ trở thay đổi nhằm có được đặt tính tốt nhất của hai loại kể trên là momen lớn và số bước lớn.
1
2
Hình 2-10: sơ đồ động cơ bước hổn hợp
Động cơ gồm hai nửa Roto (1) và (2). Nửa(1) có nhiều răng trên Roto, nửa (2) là nam châm vĩnh cửu. Do đó có sự kết hợp giữa hai phần nên tạo ra sự kích thích roto mạnh hơn. Động cơ loại này có số bước đạt đến 400 bước, nhưng giá thành đắt.
Động cơ nhiều Stato:
Hình 2-11: sơ đồ động cơ nhiều stato
Động cơ gồm nhiều stato trên cùng một trục. Nếu ta dịch chuyển stato đi một góc đồng thời giữ Roto thẳng hàng hay ngược lại có bước rất nhỏ. Khi cung cấp điện cho stato một cách liên tục, ta sẽ có một động cơ (quay liên tục), đặc tính của nó không tốt bằng động cơ có từ trở thay đội.
V _ ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ BƯỚC
Đặc tính tĩnh:
Góc bước : là trị số góc quay của một bước, là góc quay của trục động cơ dưới tác dụng của một xung điện chạy qua cuộn dây điện kế tiếp. Nó phù hợp với số bước/ vòng. Điều khiển động cơ hổn hợp bằng bộ chuyển phát cho phép nhân số bước thực tế để điều khiển nửa bước (khi hai pha được cấp điện cùng một lúc) và điều khiển vi bước (khi cho dòng điện có trị số khác nhau vào các pha). Số bước có thể là 2000 đến 25000 bước/vòng.
Moment : Moment thay đổi theo góc quay của trục được gọi là đặc tính của động cơ bước. Nó được biểu hiện như hình sau :
Hình 2-12 Momem của động cơ bước
Moment tĩnh (Mo): Khi động cơ được cấp điện, roto có xu hướng nằm trên trục của từ thông, hình thành một momen rất lớn để động cơ có thể quay. Giá trị này gọi là momen tĩnh.
Momen hãm là momen cản do trục của động cơ nam châm vĩnh cửu tạo nên khi các cuộn dây stato không được kích thích. Để động cơ có thể hoạt động chính xác thì momen luôn luôn nhỏ hơn momen tĩnh.
Momen duy trì là momen lớn nhất do cuộn dây kích thích tạo nên trên trục động cơ từ trở thay đổi không có momen này.
Đặc tính động của động cơ bước:
Vận tốc của động cơ bước phụ thuộc vào tần số xung điều khiển. Tần số này do bộ điện tử cung cấp
Đặc điểm vận tốc của roto trên một bước thể hiện tính dao động của trục động cơ. Đặc tính này có thể được cải thiện bằng việc thiết kế một hộp biến tốc đặc biệt nhằm hạn chế và loại trừ sự cộng hưởng để có được hằng số thời gian tốt hơn.
Khi có một xung dòng điện vào cuộn dây Stato, Roto động cơ không chuyển động ngay từ góc này sang góc khác, mà nó dao động một thời gian cần để quay 5% vòng thì mới đạt được vị trí ổn định. Hằng số thời gian phụ thuộc vào moment quán tính của từ thông f.
Tần số xung càng cao thì hằng số thời gian điện từ sẽ càng ngắn. Nếu xung điều khiển đông cơ có tần số quá cao thì roto sẽ quay liên tục và làm việc quá tần số giới hạn. Ở chế độ này động cơ không thể dừng đột ngột và cũng không thể đảo chiều. Muốn thựchiện dừng động cơ, cần giảm tần số đến vùng làm việc theo bước.
Hai đường đặt tính hình thành vùng giới hạn làm việc là đường cong Mc và Mk.
Mc là momen tới hạn, momen lớn nhất tác động lên trục làm động cơ quay ở tần số đã cho. Trên giới hạn này động cơ bị sai bước và không thể thay đổi tần số bước.
Mk làø momen khởi động lớn nhất, thường bằng 2/3 gía trị momen duy trì.
Trên đồ thị có hai vùng làm việc động cơ A và B
Vùng A : là vùng khởi động. Ở vùng này động cơ sẽ có thể khởi động, dừng và đảo chiều mà không bị sai bước.
Vùng B : là vùng bội tốc. Ở đây độn...