Hướng dẫn cách điều khiển động cơ bước với driver a4988

      9

Trong bài viết này sẽ trình bày những kỹ năng cơ bạn dạng về bộ động cơ bước. Các bạn sẽ được tò mò về nguyên tắc làm việc, cấu tạo, phương thức điều khiển, vận dụng và những loại hộp động cơ bước cũng tương tự ưu nhược điểm của nó.

Bạn đang xem: Hướng dẫn cách điều khiển động cơ bước với driver a4988


Nội dung bài xích viết

Các loại hộp động cơ bước cùng cấu tạoĐiều khiển hộp động cơ bướcCác phương thức điều khiển bộ động cơ bướcƯu với nhược điểm của bộ động cơ bước

Cơ bạn dạng về hộp động cơ bước

Động cơ cách (Stepper Motor) là một trong những động cơ điện tất cả đặc điểm chính là trục của chính nó quay bằng cách thực hiện những bước, tức là bằng cách chuyển đụng theo một lượng độ xác định. Tính năng này còn có được dựa vào cấu trúc phía bên trong của bộ động cơ và được cho phép biết đúng đắn vị trí góc của trục bằng cách chỉ cần đếm quá trình có thể đã có thực hiện ra làm sao mà không yêu cầu đến cảm biến. Đặc đặc điểm đó cũng tạo cho động cơ bước cân xứng với nhiều loại ứng dụng.

Nguyên lý thao tác làm việc của hộp động cơ bước

Như toàn bộ các bộ động cơ điện khác, động cơ bước gồm phần tĩnh (stato) và phần quay (rotor). Trên stato có những răng trên từng răng bao gồm quấn những vòng dây. Những cuộn dây pha gồm cực tính không giống nhau. Rotor là một nam châm vĩnh cửu hoặc một lõi sắt tất cả từ trở biến hóa đổi. Bọn họ sẽ mày mò sâu hơn các loại cấu tạo rotor khác nhau ở phần sau. Hình 1 là hình vẽ thể hiện mặt cắt của đụng cơ, trong đó rotor là loại từ trở phát triển thành đổi.

*

Hình 2

Các loại bộ động cơ bước cùng cấu tạo

Hiệu năng của hộp động cơ bước – cả về độ sắc nét (hay size bước), tốc độ và mô-men xoắn – bị ảnh hưởng bởi các cụ thể cấu tạo, đồng thời gồm thể ảnh hưởng đến cách điều khiển động cơ. Trên thực tế, ko phải tất cả các động cơ bước đều có cấu trúc phía bên trong (hoặc cấu tạo) tương đương nhau, chính vì có các thông số kỹ thuật rotor với stato khác nhau.

Rotor

Đối với động cơ bước, về cơ bạn dạng có ba loại rotor:

Rotor nam châm hút vĩnh cửu: Rotor là một nam châm hút vĩnh cửu thẳng hàng với trường đoản cú trường bởi mạch stato tạo ra. Cấu tạo này chất nhận được động cơ bao gồm mô-men xoắn và cả mô-men hãm tốt. Điều này có nghĩa là động cơ vẫn kháng lại, ngay cả khi không thật mạnh, đối với sự chuyển đổi vị trí bất kỳ cuộn dây dành được cấp điện hay không. Tinh giảm của kết cấu này là hộp động cơ bước có tốc độ và độ sắc nét thấp rộng so với các loại động cơ khác. Hình 3 biểu thị một mặt phẳng cắt của một bộ động cơ bước nam châm hút từ vĩnh cửu.

*

Hình 4

Stator

Stato là thành phần của rượu cồn cơ tất cả nhiệm vụ tạo ra từ ngôi trường thẳng sản phẩm với từ trường của rotor. Các điểm lưu ý chính của mạch stato bao hàm số pha với số cặp rất của nó, cũng như thông số kỹ thuật dây. Số trộn là số cuộn dây độc lập, trong những khi số cặp cực cho thấy các cặp răng bao gồm được sử dụng ra làm sao bởi từng pha. Động cơ cách hai trộn được sử dụng phổ biến nhất, trong lúc động cơ bố pha cùng năm trộn ít thịnh hành hơn (xem Hình 5 với Hình 6).

*

Hình 6: Stator nhì pha, cặp đối chọi cực (trái) và stator nhị pha, cặp lưỡng cực (phải).

Điều khiển hộp động cơ bước

Chúng ta đã biết rằng các cuộn dây của hộp động cơ bước cần được cấp điện theo một trình tự ví dụ nhằm tạo nên từ trường thẳng mặt hàng với từ trường của rotor. Một số trong những thiết bị được thực hiện để cung cấp điện áp quan trọng cho những cuộn dây, và vì chưng đó cho phép động cơ vận động bình thường. Bắt đầu từ những thiết bị gần động cơ hơn, bọn họ có:

Bộ tiền điều khiển và tinh chỉnh (Pre-Driver) là một thiết bị tinh chỉnh và điều khiển sự kích hoạt của những transistor, hỗ trợ điện áp và cái điện đề nghị thiết, nó được điều khiển và tinh chỉnh bởi một MCU.

Hình 7 mô tả đơn giản dễ dàng sơ đồ tinh chỉnh động cơ bước. Cỗ tiền tinh chỉnh và điều khiển và mạch cầu H rất có thể được chứa trong một sản phẩm công nghệ duy nhất, được hotline là cỗ điều khiển/bộ lái (driver).

*

Hình 8

Trong bộ động cơ bước đơn cực, một trong số đầu dây được nối cùng với điểm vị trí trung tâm của cuộn dây (xem Hình 9). Điều này được cho phép điều khiển chiều của loại điện bằng cách sử dụng mạch và linh phụ kiện tương đối đơn giản. Điểm ở trung tâm (Am) được liên kết với năng lượng điện áp nguồn vào Vin (Hình 8). Giả dụ MOSFET 1 được kích dẫn, loại điện chạy trường đoản cú Am mang lại A+. Nếu như MOSFET 2 được kích dẫn, dòng điện chạy tự Am sang trọng A-, tạo ra từ trường theo hướng ngược lại. Như đã chỉ ra rằng ở trên, giải pháp tiếp cận này làm cho mạch điều khiển đơn giản hơn (chỉ bắt buộc hai transistor), nhưng giảm bớt là tại 1 thời điểm chỉ thực hiện một nửa cuộn dây, điều này có nghĩa là đối với 1 dòng năng lượng điện chạy vào cuộn dây, tự trường gồm cường độ bằng một nửa đối với nếu sử dụng cả cuộn dây. Ngoại trừ ra, những động cơ này khó sản xuất hơn bởi vì phải có tương đối nhiều đầu dây hơn làm nguồn vào động cơ.

*

Hình 10: Mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước lưỡng cực

Với sự tiến bộ của công nghệ, các điểm mạnh của hễ cơ solo cực ngày càng trở đề xuất ít áp dụng hơn, và những động cơ bước lưỡng rất hiện đang rất được ưa chuộng nhất.

Xem thêm: Thanh Lý Máy Cưa Xương - Jg 210 Tại Hồ Chí Minh

Các cách thức điều khiển động cơ bước

Hiện nay, tất cả bốn cách thức điều khiển động cơ bước:

Điều khiển dạng sóng (Wave)

Ở cách thức này, tại một thời điểm chỉ có một trộn được cấp điện (Hình 11). Để cho đơn giản, chúng ta sẽ dụng cụ dòng điện chạy theo chiều dương ví như nó đi từ đầu + mang lại đầu – của một pha (ví dụ: từ bỏ A+ mang đến A-); ngược lại là chiều âm. Bước đầu từ bên trái của hình vẽ, mẫu điện chỉ chạy trong trộn A theo hướng dương với rotor được màn trình diễn bằng một phái nam châm, thẳng mặt hàng với trường đoản cú trường do nó tạo ra. Trong bước tiếp theo, cái điện chỉ chạy trong trộn B theo chiều dương cùng rotor xoay 90° theo hướng kim đồng hồ để thẳng hàng với từ trường tạo thành bởi trộn B. Sau đó, trộn A được cung cấp điện trở lại, nhưng loại điện đuổi theo chiều âm với rotor quay trở về 90°. Trong cách cuối cùng, loại điện chạy theo chiều âm trong pha B với rotor quay trở lại một góc 90°.

*

Hình 12

Điều khiển nửa cách (Half-step)

Chế độ nửa cách là sự phối kết hợp của chính sách sóng và cơ chế toàn cách (Hình 12). Sử dụng kết hợp này có thể chấp nhận được kích thước bước giảm một nửa (trong trường hòa hợp này là 45 ° thay bởi vì 90 °). Tinh giảm duy độc nhất là mô-men xoắn được tạo ra bởi đụng cơ chưa hẳn là hằng số, vì nó cao hơn nữa khi cả nhị pha được cung ứng điện với yếu hơn khi chỉ bao gồm một trộn được cấp cho điện.

*

Hình 14

Ưu cùng nhược điểm của động cơ bước

Chúng ta vẫn hiểu nguyên lý hoạt động của động cơ bước. Sau đây là tóm tắt những ưu với nhược điểm của chúng so với những loại bộ động cơ khác.

Ưu điểm

Do cấu trúc bên phía trong của chúng, bộ động cơ bước không yêu cầu cảm biến để phát hiện vị trí hễ cơ. Vì động cơ di chuyển bằng cách thực hiện tại “các bước”, chỉ cần đếm các bước này, chúng ta có thể có được vị trí bộ động cơ tại một thời điểm duy nhất định.Ngoài ra, tinh chỉnh motor bước khá đối chọi giản. Động cơ yêu cầu bộ điều khiển, cơ mà không cần đo lường phức tạp hoặc kiểm soát và điều chỉnh để chuyển động bình thường. Nói chung, cách thức điều khiển dễ hơn so với những động cơ khác. Với phương pháp điều khiển vi bước, động cơ có thể đạt mang lại độ đúng đắn vị trí cao, lên tới mức khoảng 0,007°.Động cơ bước hỗ trợ mô-men xoắn tốt ở vận tốc thấp, tốt nhất có thể để duy trì vị trí. Động cơ khá bền, giá cả tương đối thấp, câu hỏi thay thế cũng tương đối dễ dàng. 

Nhược điểm

Động cơ bước khi chuyển động có hiện tượng kỳ lạ bị trượt bước. Điều này ảnh hưởng xấu đến sự việc điều khiển, vì không có cách nào để tìm hiểu vị trí thực của đụng cơ. Sử dụng phương thức điều khiển vi bước khiến cho động cơ thậm chí có không ít khả năng chạm mặt vấn đề này hơn.Động cơ này luôn luôn tiêu hao cái điện về tối đa ngay cả khi đứng yên, điều này tạo nên động cơ có hiệu suất thấp và có thể gây ra quá nhiệt.Động cơ bước bao gồm mô-men xoắn thấp cùng khá ồn khi hoạt động ở vận tốc cao.Cuối cùng, bộ động cơ bước có mật độ công suất tốt và xác suất mô-men xoắn trên cửa hàng tính thấp.

Tóm lại, động cơ bước giỏi khi bạn cần một giải pháp rẻ tiền, dễ điều khiển và tinh chỉnh và khi năng suất và mô-men xoắn cao ở tốc độ cao là không nên thiết.

Ứng dụng của động cơ bước

Trong điều khiển vận động kỹ thuật số, động cơ bước là 1 trong cơ cấu chấp hành quan trọng hữu hiệu, bởi nó có thể tiến hành trung thành những lệnh đưa ra dưới dạng số. Loại hộp động cơ này hiện giờ đang được ứng dụng những trong ngành tự động hóa, đặc biệt là các thiết bị cần tinh chỉnh và điều khiển chính xác. Những ứng dụng ví dụ bao gồm:

*

Điện tử chi tiêu và sử dụng – Động cơ bước trong những máy chụp hình kỹ thuật số mang đến các công dụng phóng lớn thu nhỏ tuổi và mang nét từ bỏ động. Nó chính là các cơ cấu chấp hành của các mô-đun máy hình ảnh trong điện thoại cảm ứng di động.

• Ô-tô cùng máy cất cánh – Motor bước được cho phép các xe cộ ô-tô nhận dấu hiệu viễn thông. Động cơ này cũng được sử dụng để tinh chỉnh và điều khiển hành trình, xác định ăng-ten quân sự, sản phẩm công nghệ cảm biến auto và camera từ động. Trong những máy bay, bọn chúng được sử dụng trong các thiết bị sản phẩm bay, đồ vật cảm biến, ăng-ten, đồ vật quét.

• Thiết bị văn phòng và công sở – Động cơ cách được tích hợp phía bên trong máy scan, điều khiển và tinh chỉnh đọc ổ cứng, ổ mềm, đồ vật in, sản phẩm photocopy, sản phẩm in mã vạch.

• Y tế – Động cơ này được sử dụng phía bên trong máy quét y tế, động cơ bước nhiều trục điều khiển vận động micro hoặc nano cho những thiết bị tự động, trang bị bơm định lượng, đồ vật lấy mẫu mã và đồ vật phun sắc ký tự động. Bọn chúng còn được sử dụng trong lắp thêm chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số, lắp thêm bơm chất lỏng, phương diện nạ thở cùng máy phân tích máu.

• trang bị công nghiệp – Motor bước được sử dụng trong thang máy, băng sở hữu và chuyển qua làn đường khác băng chuyền…

• chất hóa học – vật dụng trộn và lấy mẫu sử dụng bộ điều khiển motor cách và thiết bị kiểm tra môi trường được tinh chỉnh và điều khiển bằng động cơ bước đơn/đa trục.

• bình an – Nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị an ninh như camera an ninh và giám sát.

Lời kết

Bài viết này, tôi đã cung ứng cho các bạn các kiến thức và kỹ năng cơ phiên bản về động cơ bước như: cấu tạo, nguyên lý hoạt động; phân loại tương tự như các ứng dụng của bộ động cơ bước. Hi vọng qua câu chữ của nội dung bài viết này đang đem đến một phần kiến thức cho với các bạn đang học tập về kỹ thuật.Rất ước ao nhận được phần đa góp ý của chúng ta để bài viết được hoàn thành xong hơn!