Thông tin tài liệu
1
Cácloạiđộngcơbước
Phần1:ĐộngcơbướcdịchbởiĐoànHiệp
• Giớithiệu
• Độngcơbiếntừtrở
• Độngcơđơncực
• Độngcơhaicực
• Độngcơnhiềupha
Giớithiệu
Độngcơbướcđượcchialàmhailoại,namchâmvĩnhcửuvàbiếntừtrở(cũngcó
loạiđộngcơhỗnhợpnữa,nhưngnókhôngkhácbiệtgìvớiđộngcơnamchâm
vĩnh
cửu).Nếumấtđinhãntrênđộngcơ,cácbạnvẫncóthểphânbiệthailoại
độngcơ này bằngcảmgiác mà không cần cấpđiệnchochúng.Độngcơnam
châm vĩnh cử
u dường như có các nấc khi bạn dùng tay xoay nhẹ rotor của
chúng,trongkhiđộngcơbiếntừtrởthìdườngnhưxoaytựdo(mặcdùcảm
thấychúngcũngcónhữngnấcnhẹb
ởisựgiảmtừtínhtrongrotor).Bạncũngcó
thểphânbiệthailoạiđộngcơnàybằngohmkế.Độngcơbiếntừtrởthườngcó3
mấu,vớimộtdâyvềchung,trongkhiđó,độ
ngcơnamchâmvĩnhcửuthường
có hai mấu phân biệt, có hoặc không có nút trung tâm. Nút trung tâmđược
dùngtrongđộngcơnamchâmvĩnhcửuđơncực.
Độngcơbướcphongphúvềgóc
quay.Cácđộngcơkémnhấtquay90độmỗi
bước,trongkhiđócácđộngcơnamchâmvĩnhcửuxửlýcaoth ườngquay1.8
độđến0.72độmỗibước.Vớimộtbộđiềukhiển,hầuhế
tcácloạiđộngcơnam
châmvĩnhcửuvàhỗnhợpđềucóthểchạyởchếđộnửabước,vàmộtvà ibộ
điềukhiểncóthểđiềukhiểncácphânbướcnhỏhơnhay
còngọilàvibước.
Đốivớicảđộngcơnamchâmvĩnhcửuhoặcđộngcơbiếntừtrở,nếuchỉmột
mấucủađộngcơđượckích,rotor(ởkhôngtải)sẽnhảyđến
mộtgócc ốđịnhvà
sauđógiữnguyênởgócđóchođếnkhimomentxoắnvượt quagiátrịmoment
xoắngiữ(holdtorque)củađộngcơ.
2
Độngcơbiếntừtrở
Hình1.1
Nếumotorcủab ạncó3cuộndây,đượcnốinhưtrongbiểuđồhình1.1,vớimột
đầunốichungchotấtcảcáccuộn,thìnóchắchẳnlàmộtđộngcơbiếnt
ừtrở.
Khisửdụng,dâynốichung(C)thườngđượcnốivàocựcdươngcủanguồnvà
cáccuộnđượckíchtheothứtựliêntục.
Dấuthậptronghình1.1làrotorcủađộngcơ
biếntừtrởquay30độmỗibước.
Rotortrongđộngcơnàycó4răngvàstatorcó6cực,mỗicuộnquấnquanhhai
cựcđốidiện.Khicuộn1đượckíchđiện,răngXcủa
rotorbịhútvàocực1.Nếu
dòngqua cuộn1 bị ngắt vàđóngdòngqua cuộn2, rotor sẽ quay 30độtheo
chiềukimđồnghồvàrăngYsẽhútvàocực2.
Đểquayđộngcơnàymột
cáchliêntục,chúngtachỉcầncấpđiệnliêntụcluân
phiêncho3cuộn.Theologicđặtra,trongbảngd ướiđây1cónghĩalàcódòng
điệnđiquacáccuộn,vàchuỗiđi
ềukhiểnsausẽquayđộngcơtheochiềukim
đồnghồ24bướchoặc2vòng:
Cuộn11001001001001001001001001
Cuộn20100100100100100100100100
Cuộn30010010010010010010010010
thờigian‐‐>
PhầnĐiềukhiểnmứctrungbình
cungcấpchitiếtvềphươngpháptạoracác
dãy tín hiệuđiều khiển như vậy, và phần Các mạchđiều khiển bàn về việc
đóngngắtdòngđiệnquacáccuộnđểđiề
ukhiểnđộngcơtừcácchuỗinhưthế.
Hìnhdạngđộngcơđượcmôtảtronghình1.1,quay30độmỗibước,dùngsố
răngrotorvàsốcựcstatortốithiểu.Sửdụngnhiềucực
vànhiềurănghơncho
phépđộngcơquayvớigócnh ỏhơn.Tạomặtrăngtrênbềmặtcáccựcvàcác
răngtrênrotormộtcáchphùhợpchophépcácbướcnhỏđếnvài
độ.
3
Độngcơđơncực
Hình1.2
Độngcơbướcđơncực,cảnamchâmvĩnhcửuvàđộngcơhỗnhợp,với5,6hoặc
8dâyrathườngđượcquấnnhưsơđồhình1.2,vớimộtđầunốitrungtâmtrên
các
cuộn. Khi dùng, cácđầu nối trung tâm thườngđược nối vào cực dương
nguồn cấp, và haiđầu còn lại của mỗi mấu lần lượt nốiđấtđểđảo chiều từ
trườngtạ
obởicuộnđó.
Sựkhácnhaugiữahailoạiđộngcơnamchâmvĩnhcửuđơncựcvàđộngcơhỗn
hợpđơncựckhôngthểnóirõtrongnộidungtómtắtcủatàiliệu
này.Từđây,
khikhảosátđộngcơđơncực,chúngtachỉkhảosátđộngcơnamchâmvĩnhcửu,
việcđiềukhiểnđộngcơhỗnhợpđơncựchoàntoàntươngtự.
Mấu1
nằmởcựctrênvàdướicủastator,cònmấu2nằmởhaicựcbênphảivà
bêntráiđộngcơ.Rotorlàmộtnamchâmvĩnhcửuvới6cực,3Namvà3Bắc,
x
ếpxenkẽtrênvòngtròn.
Đểxử lý góc bướcởmứcđộcaohơn, rotorphảicónhiều cựcđốixứnghơn.
Độngcơ30độmỗibướctronghìnhlàmộttrongnhữngthiếtkếđộngcơ
nam
châmvĩnhcửuthôngdụngnhất,mặcdùđộngcơcóbước15độvà7.5độlàkhá
lớn.Ngườitacũngđãtạorađượcđộngcơnamchâmvĩnhcửuvớimỗibướclà
1.8độvàvớiđộngcơhỗnhợpmỗibướcnhỏnhất cóthểđạtđượclà3.6độđến
1.8độ,còntốthơnnữa,cóthểđạtđến0.72độ.
Nhưtronghình,dòngđiệnđiquatừđầutrung
tâmcủamấu1đếnđầuatạora
cựcBắctrongstatortrongkhiđócựccònlạicủastatorlàcựcNam.Nếuđiệnở
mấu1bịngắtvàkíchmấu2,rotorsẽquay
30độ,hay1bước.Đểquayđộngcơ
mộtcáchliêntục,chúngtachỉcầnápđiệnvàohaimấucủađôngcơtheodãy.
4
Mấu1a1000100010001000100010001 Mấu1a1100110011001100110011001
Mấu1b0010001000100010001000100 Mấu1b0011001100110011001100110
Mấu2a0100010001000100010001000 Mấu2a0110011001100110011001100
Mấu2b0001000100010001000100010 Mấu2b1001100110011001100110011
thờigian‐‐>thờigian‐‐>
Nhớrằnghainửacủa
mộtmấukhôngbaogiờđượckíchcùngmộtlúc.Cảhai
dãy nêu trên sẽ quay mộtđộngcơ nam châmvĩnh cửumột bướcởmỗithời
điểm.Dãybêntráichỉcấpđiệnchom
ộtmấutạimộtthờiđiểm,nhưmôtảtrong
hìnhtrên;vìvậy,nódùngítnănglượnghơn.Dãybênphảiđòihỏicấpđiệncho
cảhaimấumộtlúcvànói
chungsẽtạoramộtmomentxoắylớnhơndãybên
trái1.4lầntrongkhiphảicấpđiệngấp2lần.
Phần Điều khiển mức trung bình trong tài liệu này sẽ cung
cấp chi tiết về
phươngpháptạoranhữngdãytínhiệuđiềukhiểnnhưvậy,cònphầnCácmạch
điều khiểnnói vềmạchđóngngắtcácmạchđiệncầnthiế
tđểđiềukhiểncác
mấuđộngcơtừcácdãyđiềukhiểntrên.
Vịtríbướcđượctạorabởihaichuỗitrênkhônggiốngnhau;kếtquả,kếthợp2
chuỗitrênchophépđi
ềukhiểnnửabước,vớiviệcdừngđộngcơmộtcáchlần
lượttạinhữngvịtríđãnêuởmộttronghaidãytrên.Chuỗikếthợpnhưsau:
Mấu1a11000001110000011100000111
Mấu
1b00011100000111000001110000
Mấu2a01110000011100000111000001
Mấu2b00000111000001110000011100
Thờigian‐‐>
5
Độngcơhaicực
Hình1.3
Độngcơnamchâmvĩnhcửuhoặchỗnhợphaicựccócấutrúccơkhígiốngy
như động cơ đơn cực, nhưng hai mấu củađộng cơ được nốiđơn giản hơn,
không cóđầu trung tâm. Vì vậy, bản thânđộng cơ thìđơn giản hơn, nhưng
mạchđiềukhiểnđểđảocựcmỗicặp cựctrongđộngcơthìphứctạphơn.Minh
hoạởhình1.3ch
ỉracáchnốiđộngcơ,trongkhiđóphầnrotorởđâygiốngy
nhưởhình1.2.
MạchđiềukhiểnchođộngcơđòihỏimộtmạchđiềukhiểncầuHchomỗimấu;
điề
unàysẽđượcbànchitiếttrongphầnCácmạchđiềukhiển.Tómlại,mộtcầu
Hchophépcựccủanguồnápđếnmỗiđầucủamấuđượcđiềukhiểnmột
cách
độclập.Cácdãyđiềukhiểnchomỗibướcđơncủaloạiđộngcơnàyđượcnêu
bêndưới,dùng+và‐đểđạidiệnchocáccựccủanguồnápđượcápvàomỗi
đầuc
ủađộngcơ:
Đầu1a+‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐++‐‐++‐‐++‐‐++‐‐
Đầu1b‐‐+‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐++‐‐++‐‐++‐‐++
Đầu2a‐+‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐++‐‐++‐‐++‐‐++‐
Đầu
2b‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐+‐‐‐++‐‐++‐‐++‐‐++‐‐+
thờigian‐‐>
Chúýrằngnhữngdãynàygiốngnhưtrongđộngcơnamchâmvĩnhcửuđơn
cực,ởmứcđộlýthuyết,vàrằngởmứcđộ
mạchđóngngắtcầuH,hệthốngđiều
khiểnchohailoạiđộngcơnàylàgiốngnhau.
ChúýkháclàcórấtnhiềuchipđiềukhiểncầuHcómộtđầuvàođiềukhi
ểnđầu
ravàmộtđầukhác đểđiềukhiểnhướng.CóloạichipcầuHkểtrên,dãyđiều
khiểndướiđâysẽquayđộngcơgiốngnhưdãyđiềukhiểnnêuphíatrên:
6
Enable110101010101010101111111111111111
Hướng11x0x1x0x1x0x1x0x1100110011001100
Enable201010101010101011111111111111111
Hướng2x1x0x1x0x1x0x1x00110011001100110
thờigian‐‐>
Đểphânbiệtmộtđộngcơnamchâmvĩnhcửuhaicựcvớinhữngđộngcơ4dây
biếntừtr
ở,đođiệntrởgiữacáccặpdây.Chúýlàmộtvàiđộngcơnam châm
vĩnhcửucó4mấuđộclập,đượcxếpthành2bộ.Trongmỗibộ,nếuhaimấu
được
nốitiếpvớinhau,thìđólàđộngc ơhaicựcđiệnthếcao.Nếuchúngđược
nốisongsong,thìđólàđộngcơhaicựcdùngđiệnthếthấp.Nếuchúngđượcnối
tiếpvớ
imộtđầutrungtâm,thìdùngnhưvớiđộngcơđơncựcđiênthếthấp.
Độngcơnhiềupha
Hình1.4
Mộtbộphậncácđộngkhôngđượcphổbiếnnhưnhữngloạitrênđólàđộngcơ
namchâmvĩnhcửumàcáccuộnđượcquấnnốitiếpthànhmộtvòngkínnhư
hình1.4.Thiếtkế
phổbiếnnhấtđốivớiloạinàysửdụngdâynối3phavà5pha.
Bộđiềukhiểncần½c ầuHchomỗimộtđầuracủađộngcơ,nhưngnhữngđộng
c
ơnàycóthểcungcấpmomentxoắnlớnhơnsovớicácloạiđộngcơbướckhác
cùngkíchthước.Mộtvàiđộngcơ5phacóthểxửlýcấpcaođểcóđượcbước
0.72độ(500bước
mỗivòng).Vớimộtđộngcơ5phanhưtrênsẽquaymườibước
mỗivòngbước,nhưtrìnhbàydướiđây:
7
Đầu1+++‐‐‐‐‐+++++‐‐‐‐‐++
Đầu2‐‐+++++‐‐‐‐‐+++++‐‐‐
Đầu3+‐‐‐‐‐+++++‐‐‐‐‐++++
Đầu4+++++‐‐‐‐‐+++++
‐‐‐‐‐
Đầu5‐‐‐‐+++++‐‐‐‐‐+++++‐
thờigian‐‐>
Ởđây,giốngnhưtrongtrườnghợpđộngcơhaic ực,mỗiđầuhoặcđượcnốivào
cựcdươnghoặccựcâm
củahệthốngcấpđiệnđộngcơ.Chúýrằng,tạimỗibước,
chỉcómộtđầuthayđổicực.Sựthayđổinàylàmngắtđiệnởmộtmấunốivào
đầuđó(b
ởivìcảhaiđầucủamấucócùngđiệncực)vàápđiệnvàomộtmấu
đangtrongtrạngtháinghỉtrướcđó.Hìnhdạngcủađộngcơđượcđềnghịnhư
hình1.4,dãyđiềukhiể
nsẽđiềukhiểnđộngcơquay2vòng.
Đểphânbiệtđộngcơ5phavớicácloạiđộngcơcó5dâydẫnchính,cầnnhớ
rằng,nếuđiệntrởgiữa2đầuliêntiếpcủa
mộtđộngc ơ5phalàR,thìđiệntrở
giữahaiđầukhôngliêntiếpsẽlà1.5R.
Vàcũngcầnghinhậnrằngmộtvàiđộngcơ5phacó5mấuchia,với10đầudây
d
ẫnchính.Nhữngdâynàycóthểnốithànhhìnhsaonhưhìnhminhhoạtrên,sử
dụngmạchđiềukhiểngồm5nửacầuH,nóicáchkhácmỗimấucóthểđược
điềukhiểnb
ởimộtvòngcầuHđầyđủcủanó.Đểtránhviệctínhtoánlýthuyết
vớicáclinhkiệnđiệntử,cóthểdùngchipmạchcầutíchhợpđầyđủđểtính
toángầnđúng.
8
Tómtắtchương
Quachươngnày,cácbạnđãcóthểphânbiệtcácloạiđộngcơnhưđộngcơbiến
từtrở,độngcơđơncực,độngcơhaicực,vàđộngcơnhiềuphadựavàocảm
nhậnbằng
taykhiquayrotorvàdùngOhmkế.
Việcphânbiệtcáccặpđầuracủacáccuộndâycũngcóthểsuyratừviệcdùng
Ohmkếđểđocácđầudây.Tuynhiên,việcxácđịnhcặpdây
racủatừngcuộn
dâytrongđộngcơđơncựchơikhókhănhơnmộtchút.
Đểphânbiệthaicặpdâycủađộngcơđơncực5dây,trướctiênchúngtadùng
Ohmkếđểxácđịnh
dâynốitrungtâm.Ápđiệnápxoaychiềuvàodâytrung
tâmvàmộttrong4dâycònlại.DùngVoltkếxoaychiềuđođiệnápgiữadâynối
trungtâmvà3dâycònlại.Chúngtas
ẽthấyrằngđiệnápgiữadâytrungtâm
với2trong3dâycònlạiđógầnnhưbằngkhông,vàvớidâythứbathìgầnnh ư
bằngđiệnápxoaychiềuápvàođộngcơ
.Nhưvậy,haidâychođiệnápgầnbằng
0làmộtcặp,haidâycònlạisẽlàcặpthứhai.
Lờikhuyên:
‐ KhidùngOhmkếđểđo,nhớghichúvàvẽngaylạicáchnốidâytrong
độngcơđểtránhnhầmlẫnvềsau
‐ Cácdâynốitrungtâmluônđượcnốivớinguồndươngtrongmạchđiều
khiển(kểcảđộngcơbiếntừtrởvàđộngcơđơncực)
‐ Điệnápxoaychiềudùngđểphânbiệtcáccặpdâytrongđộngcơđơncực
phảiđủnhỏđểkhônglàmhưđộngcơ.Điệnápđỉnh
củadòngxoaychiều
phảinhỏhơnđiệnápngưỡngcủađộngcơ.Thôngthường,vớiđộngcơ
24VDC,và12VDCtôithườngdùng9VACvà6VACđểthínghiệm.
‐ Luônghinhớrằngđộngcơbướ
clàđộngcơđiệnmộtchiều
Bàitập:
Tựviếtra(hoặclàmthínghiệmthựctế)tấtcảcáctrườnghợpđểphânbiệttấtcả
cácloạiđộngcơkểtrênvàphânbiệtcácdâynốiđộngcơcủatừngloạ
ikhichỉcó
OhmkếvàVoltkế.
Làmthếnàođểbiếtđiệnápngưỡngcủađộngcơmìnhđangcó?
9
Trangnàybỏtrốngđểghichú
.
Cácloại động cơ bước
Phần1: Động cơ bước dịchbởiĐoànHiệp
• Giớithiệu
• Động cơ biếntừtrở
• Động cơ đơncực
• Động cơ haicực
• Động cơ nhiềupha
Giớithiệu
Động cơ bước đượcchialàmhailoại,namchâmvĩnhcửuvàbiếntừtrở(cũngcó
loại động cơ hỗnhợpnữa,nhưngnókhôngkhácbiệtgìvới động cơ namchâm
vĩnh
cửu).Nếumấtđinhãntrên động cơ, cácbạnvẫncóthểphânbiệthailoại
động cơ . tâmđược
dùngtrong động cơ namchâmvĩnhcửuđơncực.
Động cơ bước phongphúvềgóc
quay.Các động cơ kémnhấtquay90độmỗi
bước, trongkhiđócác động cơ namchâmvĩnhcửuxử lý caoth
Ngày đăng: 25/01/2014, 23:20
Xem thêm: Tài liệu Nguyên lý hoạt động của động cơ bước doc, Tài liệu Nguyên lý hoạt động của động cơ bước doc