Giới thiệu về động cơ bước

MỘT động cơ bước là một động cơ điện đồng bộ không chổi than được thiết kế để chia một vòng quay hoàn chỉnh thành một số lượng lớn các bước bằng nhau. sự thi công thường bao gồm:Stato: Được trang bị nhiều cuộn dây điện từ được sắp xếp theo pha.Rotor: Có thể là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm biến thiên với các cực có răng mịn.Mạch điều khiển (Bộ điều khiển): Gửi xung định thời đến cuộn dây stato, tạo ra từ trường quay.

Mỗi xung đến làm quay trục theo một góc bước cố định (thường là 1,8° hoặc 0,9°). Bằng cách kiểm soát số lượng và tần số của các xung này, động cơ bước đạt được kiểm soát vị trí và tốc độ chính xác không cần cảm biến phản hồi trong hệ thống vòng hở.

Ưu điểm chính:Sự chính xác: Lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi chuyển động lặp lại;Kiểm soát đơn giản: Vị trí và tốc độ tỷ lệ thuận với xung đầu vào;Độ tin cậy: Không có chổi than = ít hao mòn và ít bảo trì hơn.

Ứng dụng điển hình: Máy in 3D, Máy CNC, Robot, Thực phẩm Máy đóng gói & Máy dán nhãn .Vân vân

Nói tóm lại, động cơ bước là xương sống của tự động hóa hiện đại, cung cấp sự cân bằng hiệu quả về chi phí giữa độ chính xác, độ bền và khả năng kiểm soát đơn giản.

thông số kỹ thuật động cơ bước

Động cơ bước được sử dụng để làm gì?

MỘT động cơ bước là động cơ DC không chổi than chuyển đổi tín hiệu xung kỹ thuật số thành chuyển động góc cơ học chính xác. Mỗi xung đầu vào khiến trục quay một góc cố định—gọi là "bước". Chuyển động từng bước này cho phép độ chính xác định vị, kiểm soát tốc độ và khả năng lặp lại.

Ứng dụng phổ biến:

  • Máy đóng gói: Máy đóng gói thực phẩm, Máy cân nhiều đầu, Băng tải
  • Máy in 3D: Kiểm soát chính xác chuyển động của đầu in và giường in.
  • Máy CNC: Dụng cụ truyền động để cắt và chạm khắc chính xác.
  • Ngành robot: Đạt được sự xoay khớp chính xác.
  • Máy móc y tế: Đảm bảo vị trí mẫu chính xác trong máy phân tích và máy quét.
Ứng dụng động cơ bước
Nguyên lý hoạt động của động cơ bước.

Nguyên lý hoạt động của động cơ bước

Nguyên lý của động cơ bước dựa trên điện từ và điều khiển từng bước.Mỗi lần nhận được tín hiệu xung đầu vào, động cơ sẽ quay theo một góc cố định (được gọi là “góc bước”).

  1. Kích thích điện từ: Bộ điều khiển cung cấp năng lượng cho một bộ cuộn dây stato, tạo ra từ trường.
  2. Căn chỉnh rotor: Roto (một nam châm vĩnh cửu có răng) sẽ tự động căn chỉnh với răng của stato được cấp điện.
  3. Chuyển mạch tuần tự: Bộ điều khiển ngắt dòng điện của cuộn dây hiện tại rồi cấp điện cho cuộn dây tiếp theo, làm dịch chuyển từ trường stato.
  4. Chuyển động bước: Rotor chuyển động theo từng bước, theo từ trường quay.
  • Tần số xung = Tốc độ
  • Số xung = Vị trí

Điều này làm cho điều khiển tốc độ động cơ bước và kiểm soát vị trí đơn giản, có khả năng lặp lại cao và chính xác.

Các loại động cơ bước

1. Động cơ bước hai pha / ba pha / năm pha tiêu chuẩn
  • Sự miêu tả: Nền tảng cho dòng sản phẩm của chúng tôi. Nhiều pha hơn = hiệu suất mượt mà hơn.
  • Tốt nhất cho:  Máy thực phẩm tự động, máy CNC, thiết bị dệt may và đóng gói.
2. Động cơ bước vòng kín có bộ điều khiển
  • Sự miêu tả: Được trang bị bộ mã hóa có độ chính xác cao cho phản hồi thời gian thực. Loại bỏ hiện tượng mất bước trong khi vẫn giữ được lợi thế về chi phí của động cơ bước.
  • Tốt nhất cho: Các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy tuyệt đối và không cho phép bỏ sót bước nào.
3. Động cơ bước tích hợp (Động cơ + Bộ điều khiển)
  • Sự miêu tả: Kết hợp động cơ bước và bộ điều khiển trong một thiết bị nhỏ gọn. Đơn giản hóa việc đấu dây, giảm nhiễu điện từ và tiết kiệm không gian.
  • Tốt nhất cho: Hệ thống điều khiển phân tán và thiết kế thiết bị nhỏ gọn.
4. Động cơ bước ứng dụng đặc biệt (Trục rỗng / Có phanh)
  • Trục rỗng: Cho phép đi dây cáp qua động cơ, đơn giản hóa bố cục.
  • Có phanh: Đảm bảo an toàn khi di chuyển theo chiều thẳng đứng hoặc khi mất điện.
  • Tốt nhất cho: Robot, thang máy và những thách thức tự động hóa độc đáo.
các loại động cơ bước
Động cơ bước so với động cơ servo

Động cơ bước so với động cơ servo

Một trong những câu hỏi phổ biến nhất về điều khiển chuyển động là: Sự khác biệt giữa động cơ servo và động cơ bước là gì?

Tính năng Động cơ bước Động cơ Servo
Phương pháp kiểm soát Vòng hở theo mặc định; cũng có thể là vòng kín với bộ mã hóa Luôn luôn khép kín với phản hồi mã hóa
Trị giá Hệ thống đơn giản, chi phí thấp hơn Hệ thống phức tạp, chi phí cao hơn
Hiệu suất tốc độ thấp Mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp có thể gây rung động Rất mượt mà và ổn định ở tốc độ thấp
Hiệu suất tốc độ cao Mô-men xoắn giảm ở tốc độ cao hơn Duy trì mô-men xoắn định mức ngay cả ở tốc độ cao
Khả năng quá tải Không chịu được quá tải—có thể bỏ qua các bước Khả năng chịu quá tải mạnh (lên đến 3 lần mô-men xoắn định mức)
Phản ứng Khởi động/dừng nhanh Phản ứng động nhanh hơn
Sử dụng tốt nhất Định vị chính xác, tốc độ không đổi, nhạy cảm với chi phí Chuyển động năng động cao, tải trọng nặng, nhiệm vụ đòi hỏi mô-men xoắn lớn

Phần kết luận:

  • Chọn một động cơ bướcđịnh vị chính xác và hiệu quả về chi phí.

  • Chọn một động cơ servomôi trường tốc độ cao, mô-men xoắn cao hoặc dễ quá tải.

Thông số kỹ thuật cốt lõi

Tham số Sự miêu tả Tại sao nó quan trọng
Kích thước khung Kích thước mặt bích động cơ Xác định khả năng tương thích lắp đặt; kích thước lớn hơn = mô-men xoắn lớn hơn
Mô-men xoắn giữ Lực giữ tĩnh Đảm bảo sự ổn định của tải
Góc bước Chuyển động góc mỗi bước Góc nhỏ hơn = độ chính xác cao hơn
Dòng điện pha Trình điều khiển phù hợp với dòng điện Tác động mô-men xoắn và nhiệt
Chiều dài cơ thể Kích thước thân động cơ Thân xe dài hơn = mô-men xoắn lớn hơn trong cùng kích thước khung xe
Các giai đoạn 2, 3 hoặc 5 Nhiều pha hơn = hoạt động mượt mà hơn
Động cơ bước
Cấu trúc của động cơ bước

Cấu trúc bên trong của động cơ bước

Các chuyển động chính xác của động cơ bước đến từ họ cấu trúc cơ học và điện từ mạnh mẽ. Mỗi động cơ bước chất lượng cao đều được chế tạo với tay nghề tỉ mỉ, được thiết kế để chuyển đổi các xung kỹ thuật số thành chuyển động vật lý đáng tin cậy. Một điển hình động cơ bước lai bao gồm ba bộ phận chính hoạt động hài hòa:

 Rotor (Lõi quay):
  • Nam châm vĩnh cửu: Cung cấp từ trường cơ bản, cần thiết cho việc tạo ra mô-men xoắn.
  • Lõi rotor: Tấm thép silicon nhiều lớp với các răng siêu nhỏ được gia công tinh xảo. Các răng này tương tác với từ trường stato để tạo ra chuyển động bước.
  • Trục: Truyền chuyển động quay đến tải trọng bên ngoài.
  • Vòng bi: Được lắp ở cả hai đầu trục, hỗ trợ chuyển động quay trơn tru, ít ma sát ngay cả ở tốc độ cao.
Stato (Phần tĩnh):
  • Lõi stato: Được chế tạo từ thép silicon nhiều lớp, có nhiều cột lớn xung quanh thành bên trong.
  • Cuộn dây (Cuộn dây): Dây đồng có độ tinh khiết cao được quấn quanh mỗi cực. Bằng cách cấp điện cho các cuộn dây này theo trình tự, một từ trường quay được tạo ra để điều khiển rôto từng bước.
Nắp cuối (Vỏ bọc):
  • Nắp đầu và nắp đuôi: Thường được làm bằng hợp kim nhôm hoặc thép có độ bền cao, chúng bao bọc chính xác rotor và stato trong khi giữ ổ trục cố định tại chỗ.
  • Nắp đầu trước (Mặt bích lắp): Xác định kích thước khung chuẩn của động cơ.

Động cơ bước

Thông số kỹ thuật điện Thông số kỹ thuật cơ khí
Độ chính xác góc bước ±5% Độ bền điện môi AC 500V, 1 phút
Nhiệt độ môi trường -20℃ ~ +50℃ (không đóng băng) Điện trở cách điện Tối thiểu 100 MΩ ở 500V DC
Thông số kỹ thuật khác Chơi xuyên tâm Tối đa 0,02 mm (tải trọng 500g)
Nhiệt độ tối đa cho phép 80℃ Chơi trục Tối đa 0,08 mm (tải trọng 500g)
Lớp cách nhiệt Lớp B

Giải thích các thuật ngữ:

  • Độ chính xác góc bước: Dung sai về góc bước của động cơ (ví dụ: 1,8° ±5%).
  • Nhiệt độ tối đa cho phép: Nhiệt độ an toàn tối đa của thân động cơ trong quá trình vận hành.
  • Nhiệt độ môi trường: Phạm vi nhiệt độ chấp nhận được của không khí xung quanh nơi động cơ hoạt động.
  • Lớp cách điện: Phân loại (thường là Loại B) xác định khả năng chịu nhiệt của hệ thống cách điện của động cơ.
  • Độ bền điện môi (Thử nghiệm Hi-Pot): Khả năng của lớp cách điện chịu được điện thế cao giữa các cuộn dây và khung động cơ mà không bị hỏng.
  • Điện trở cách điện: Đo điện trở của lớp cách điện giữa các cuộn dây và khung động cơ.
  • Chơi theo hướng xuyên tâm: Độ dịch chuyển tối đa cho phép (độ rơ) của trục khi có lực tác dụng vuông góc với trục trục.
  • Chơi trục: Độ dịch chuyển tối đa cho phép (độ rơ) của trục khi có lực tác dụng dọc theo trục trục.

Động cơ bước quay với tốc độ tỷ lệ thuận với tần số của xung đầu vào. Để tăng tốc và giảm tốc mượt mà, bạn cần một bộ điều khiển có khả năng điều chỉnh tần số xung chính xác.

Trình điều khiển của chúng tôi hỗ trợ bước vi mô lên đến 256 phân khu, cho phép chuyển động cực kỳ mượt mà ngay cả ở tốc độ rất thấp.

Chính xác hệ thống dây điện là điều cần thiết cho hiệu suất.

  • Dây điện lưỡng cực (4 dây): Cung cấp mô-men xoắn cao hơn, yêu cầu trình điều khiển phức tạp hơn.

  • Dây đơn cực (5 hoặc 6 dây): Dễ lái hơn, hiệu suất mô-men xoắn kém hơn một chút.

Chúng tôi cung cấp sơ đồ đấu dây rõ ràng và hỗ trợ kỹ thuật để đảm bảo tích hợp liền mạch.Sơ đồ mạch động cơ bước

Sẵn sàng hỗ trợ dự án tiếp theo của bạn?

Đội ngũ kỹ sư của chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ dự án của bạn từ khâu lựa chọn động cơ cho đến tích hợp hoàn chỉnh.

📞 Đường dây nóng kỹ thuật: +0086-13536680274
📧 Email: info@fill-package.com
💬 Mẫu đơn trực tuyến: https://fill-package.com/contact-us/

Hãy mang theo chuyển động chính xác và mạnh mẽ vào hệ thống của bạn.

.

Động cơ bước cần nguồn AC hay DC?

Động cơ bước là Thiết bị dùng nguồn DC. Chúng không thể được điều khiển trực tiếp từ nguồn điện DC thô mà cần một bộ điều khiển/trình điều khiển động cơ bước, chuyển đổi các xung đầu vào thành các chuỗi cấp điện chính xác cho cuộn dây.

Hầu hết các hệ thống hoạt động từ một nguồn cung cấp DC được điều chỉnh, tiêu biểu 24V đến 48V, mặc dù các mô hình công nghiệp có thể hỗ trợ phạm vi rộng hơn.

Sự khác biệt giữa động cơ bước và động cơ servo là gì? Tôi nên chọn loại nào?

Đây là câu hỏi tuyển chọn phổ biến nhất.

  • Phương pháp kiểm soát: Động cơ bước thường hoạt động trong điều khiển vòng hở (không có phản hồi), làm cho hệ thống đơn giản hơn và chi phí thấp hơn. Động cơ servo phải được vòng kín với phản hồi của bộ mã hóa, khiến chúng phức tạp hơn và đắt tiền hơn.

  • Hiệu suất: Động cơ bước cung cấp mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp, nhưng mô-men xoắn giảm ở tốc độ cao hơn và chúng không thể xử lý quá tải. Động cơ servo duy trì mô-men xoắn ổn định trên toàn bộ phạm vi tốc độ và có khả năng chịu quá tải mạnh.

  • Ứng dụng: Chọn một động cơ bước nếu ứng dụng của bạn yêu cầu định vị chính xác, tiết kiệm chi phí với tải trọng ổn định. Chọn một động cơ servo nếu dự án của bạn yêu cầu phản ứng động, tốc độ hoặc kiểm soát mô-men xoắn rất cao.

  • Giải pháp của chúng tôi: Của chúng tôi loạt động cơ bước vòng kín kết hợp những lợi ích của cả hai—độ tin cậy giống như servo nhưng chi phí thấp hơn nhiều.

 

"Mô-men xoắn giữ" là gì? Cao hơn có phải lúc nào cũng tốt hơn không?

Mô-men xoắn giữ là mô-men xoắn cực đại mà động cơ có thể cung cấp khi được cấp điện nhưng không quay. Đó là chỉ số hiệu suất chính về mức “lực” mà động cơ có thể chịu được.

  • Mô-men xoắn giữ cao hơn sẽ tốt hơn, nhưng chỉ trong phạm vi hợp lý.
  • Mô-men xoắn vượt quá chỉ định sẽ tăng chi phí, kích thước và mức tiêu thụ điện năng một cách không cần thiết.
  • Thực hành tốt nhất là tính toán mô-men xoắn cực đại cần thiết cho ứng dụng của bạn và chọn một động cơ có Biên độ an toàn 30–50%.
Sự khác biệt giữa hệ thống bước hở và hệ thống bước kín là gì?
  • Vòng hở: Bộ điều khiển chỉ gửi lệnh xung mà không kiểm tra xem động cơ đã thực sự đạt đến vị trí mong muốn hay chưa. Đơn giản và tiết kiệm chi phí, phù hợp với hầu hết các ứng dụng cơ bản.
  • Vòng kín: Động cơ có một bộ mã hóa cung cấp phản hồi theo thời gian thực. Người lái xe so sánh vị trí lệnh với vị trí thực tế, sửa lỗi ngay lập tức. Điều này cải thiện đáng kể độ chính xác và độ tin cậy, đặc biệt là dưới tải trọng nặng
Sự khác biệt giữa động cơ bước hai pha, ba pha và năm pha là gì?

 

  • Hai pha: Phổ biến nhất và tiết kiệm chi phí nhất, phù hợp cho tự động hóa nói chung.
  • Ba pha: Mang lại chuyển động mượt mà hơn và độ rung thấp hơn so với hai pha.
  • Năm giai đoạn: Cung cấp hoạt động mượt mà và yên tĩnh nhất, với độ cộng hưởng giảm, lý tưởng cho các ứng dụng có độ chính xác cao.
Làm thế nào để kiểm soát tốc độ, hướng và góc của động cơ bước?
  • Tốc độ: Được xác định bởi tần số xung (xung mỗi giây). Tần số càng cao = tốc độ càng nhanh.
  • Phương hướng: Được điều khiển bằng đường tín hiệu định hướng (chân DIR, mức cao/thấp).
  • Góc: Được xác định bởi tổng số xung. Nhiều xung hơn = góc quay lớn hơn.
“Vi bước” là gì và tại sao nó lại hữu ích?

Vi bước là một kỹ thuật truyền động chia toàn bộ bước của động cơ (ví dụ: 1,8°) thành nhiều bước nhỏ hơn.

  • Độ phân giải cao hơn: Cho phép định vị chính xác hơn nhiều.

  • Chuyển động mượt mà hơn: Giảm rung động và tiếng ồn ở tốc độ thấp.
    Trình điều khiển của chúng tôi hỗ trợ lên đến 256 bước vi mô mỗi bước cho hiệu suất cực kỳ mượt mà.

Tôi có cần trình điều khiển/bộ điều khiển cho động cơ bước không?

Đúng-một tài xế là bắt buộcĐộng cơ bước không thể hoạt động bằng cách kết nối trực tiếp với nguồn DC. Bộ điều khiển chuyển đổi tín hiệu điều khiển (xung và hướng) thành thời gian và dòng điện chính xác cho cuộn dây động cơ.

Tại sao động cơ bước của tôi nóng lên? Có bình thường không?

Có, hiện tượng nóng lên là bình thường. Động cơ bước vẫn tiếp tục tiêu thụ dòng điện ngay cả khi đứng yên để duy trì mô-men xoắn giữ.

  • Hoạt động an toàn có thể lên đến Nhiệt độ bề mặt 80°C.

  • Nhiệt độ quá cao có thể chỉ ra cài đặt quá dòng trên trình điều khiển.

  • Của chúng tôi động cơ bước vòng kín và tích hợp bao gồm kiểm soát dòng điện thông minh, giảm thiểu nhiệt lượng không cần thiết và cải thiện hiệu quả.

Tại sao động cơ bước của tôi bị bỏ bước hoặc chết máy?

Mất bước xảy ra khi động cơ không thể tuân theo lệnh đầu vào. Các nguyên nhân phổ biến bao gồm:

  • Mô-men xoắn tải vượt quá công suất động cơ.
  • Tốc độ tăng tốc/giảm tốc được thiết lập quá mạnh.
  • Dòng điện của trình điều khiển quá thấp.
  • Hệ thống truyền động bị kẹt cơ học.
  • Điện áp cung cấp quá thấp, đặc biệt là ở tốc độ cao.
Động cơ bước có cần bảo trì thường xuyên không?

Một trong những ưu điểm chính của động cơ bước là bảo trì thấp:

  • Không cần chổi → hao mòn tối thiểu.
  • Chỉ cần đảm bảo bề mặt sạch sẽ và thông gió tốt.
  • Kiểm tra hệ thống dây điện và đầu nối thường xuyên.
  • Theo dõi vòng bi để phát hiện tiếng ồn bất thường sau thời gian dài sử dụng.
  • Tránh môi trường ăn mòn hoặc khắc nghiệt.
Gửi yêu cầu của bạn ngay hôm nay
Báo giá nhanh
viVietnamese
Lên đầu trang