Báo cáo chuyên đề: TÌM HIỂU HỆ TRUYỀN ĐỘNG – ĐỘNG CƠ BƯỚC

Trong điều khiển chuyển động kĩ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số.Đức,Nhật,Trung quốc,Mỹ,v,v…là những nước chế tạo nhiều động cơ bước, trong đó chủ yếu là loại 2 cuộn, 4 cuộn, và 5 cuộn dây pha.Chúng được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các hệ thống tự động, điều khiển xa và nhiều thiết bị điện tử khác, nổi bật là trong các lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng, ổ mềm, và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo chuyên đề: TÌM HIỂU HỆ TRUYỀN ĐỘNG – ĐỘNG CƠ BƯỚC TÌM HIỂU HỆ TRUYỀN ĐỘNG – ĐỘNG CƠ BƯỚC Yêu cầu: • Cấu tạo động cơ. • Phân loại động cơ. • Nguyên tắc điều khiển động cơ. • Các loại Driver có sẵn trên thị trường. • Ứng dụng của hệ. Lời nói đầu SVTH:Nguyễn Xuân Hòa (lớp đại học công nghệ kĩ thuật điện 3-haui 2009-2013) 1 Trong điều khiển chuyển động kĩ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số.Đức,Nhật,Trung quốc,Mỹ,v,v…là những nước chế tạo nhiều động cơ bước, trong đó chủ yếu là loại 2 cuộn, 4 cuộn, và 5 cuộn dây pha.Chúng được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các hệ thống tự động, điều khiển xa và nhiều thiết bị điện tử khác, nổi bật là trong các lĩnh vực sau: điều khiển đọc ổ cứng, ổ mềm, và máy in trong hệ máy tính, điều khiển robot,điều khiển tiêu cự trong các hệ quang học,điều khiển vị trí trong các hệ quang khắc phức tạp, điều khiển bắt,bám mục tiêu trong các khí tài quan sát, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công, cắt gọt, điều khiển các cơ cấu lái phương và chiều trong máy bay v.v… Nội dung báo cáo nghiên cứu những vấn đề và khái niệm cơ bản như cấu tạo, phân loại, nguyên tắc điều khiển động cơ,một vài loại driver có sẵn trên thị trường, ứng dụng của hệ truyền động động cơ bước.Nội dung báo cáo chỉ đề cập tới những khái niệm và vấn đề cơ bản của đông cơ bước và hệ truyền động sử dụng động cơ bước, mặc dù có sự hướng dẫn tận tình của giảng viên nhưng do trình độ có hạn nên trong bài viết của em còn nhiều thiếu sót không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được sự giúp đỡ góp ý của thầy để em có thể hiểu thêm về nội dung liên quan bản báo cáo của mình đã chọn. Chương 1 CẤU TẠO ĐỘNG CƠ I. KHÁI NIỆM Động cơ bước có thể được mô tả như là một động cơ điện không dùng bộ chuyển mạch. Cụ thể, các mấu trong động cơ là Stator và Rotor là nam châm vĩnh cửu hoặc trong trường hợp của động cơ biến từ trở, nó là những khối răng làm bằng ♪ vật liệu nhẹ có từ tính. Tất cả các mạch đảo phải được điều khiển bên ngoài bộ điều khiển, và đặc biệt các động cơ và bộ điều khiển được thiết kế để động cơ có thể giữ nguyên bất kỳ vị trí cố định nào cũng như là quay đến bất kỳ vị trí nào. Hầu hết các động cơ bước có thể chuyển động ở tần số âm thanh, cho phép chúng quay khá nhanh, và với một bộ điều khiển thích hợp, chúng có thể khởi động và dừng lại dễ dàng ở vị trí bất kỳ nào đó. Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường. Thực chất nó là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc chuyển động của rotor có khả năng cố định rô to ở những vị trí cần thiết. Động cơ bước có thể được dùng trong hệ thống điều khiển vòng hở đơn giản,những hệ thống này đảm bảo cho hệ thống điều khiển gia tốc với tải trọng tĩnh, nhưng khi tải trọng thay đổi hoặc điều khiển ở gia tốc lớn, người ta vẫn dùng hệ điều khiển vòng kín với động cơ bước. Nếu một động cơ bước trong hệ điều khiển vòng mở quá tải, tất cả các giá trị về vị trí của động cơ đều bị mất và hệ thống phải nhận diện lại; servo motor thì không xảy ra vấn đề này. II. CẤU TẠO Về cấu tạo động bước có thể coi là tổng hợp của hai động cơ : 1. Động cơ một chiều không tiếp xúc 2. Động cơ đồng bộ giảm tốc công suất nhỏ Hình 2.1 hình dạng của một loại động cơ bước Chương 2 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ BƯỚC I.Phân loại • Xét về cấu tạo động cơ bước có 3 loại chính: ◦ Động cơ bước nam châm vĩnh cửu ◦ Động cơ bước biến trở từ ◦ Động cơ bước lai (động cơ bước hỗn hợp) Về cơ bản động cơ bước lai không khác biệt gì với động cơ nam châm vĩnh cửu Nếu mất đi nhãn trên động cơ nam châm vĩnh cửu hoặc động cơ biến trở từ, các bạn vẫn có thể phân biệt hai loại động cơ này bằng cảm giác mà không cần cấp SVTH:Nguyễn Xuân Hòa (lớp đại học công nghệ kĩ thuật điện 3-haui 2009-2013) 3 điện cho chúng. Động cơ nam châm vĩnh cửu dường như có các nấc khi bạn dùng tay xoay nhẹ rotor của chúng, trong khi động cơ biến từ trở thì dường như xoay tự do (mặc dù cảm thấy chúng cũng có những nấc nhẹ bởi sự giảm từ tính trong rotor). Bạn cũng có thể phân biệt hai loại động cơ này bằng ohm kế. Động cơ biến từ trở thường có 3 mấu, với một dây về chung, trong khi đó, động cơ nam châm vĩnh cửu thường có hai mấu phân biệt, có hoặc không có nút trung tâm. Nút trung tâm được dùng trong động cơ nam châm vĩnh cửu đơn cực. Động cơ bước phong phú về góc quay. Các động cơ kém nhất quay 90 độ mỗi bước, trong khi đó các động cơ nam châm vĩnh cửu xử lý cao thường quay 1.80 đến 0.720 mỗi bước. Với một bộ điều khiển, hầu hết các loại động cơ nam châm vĩnh cửu và hỗn hợp đều có thể chạy ở chế độ nửa bước, và một vài bộ điều khiển có thể điều khiển các phân bước nhỏ hơn hay còn gọi là vi bước. Đối với cả động cơ nam châm vĩnh cửu hoặc động cơ biến từ trở, nếu chỉ một mấu của động cơ được kích, rotor (ở không tải) sẽ nhảy đến một góc cố định và sau đó giữ nguyên ở góc đó cho đến khi moment xoắn vượt qua giá trị moment xoắn giữ (hold torque) của động cơ. I. Động cơ nam châm vĩnh cửu Động cơ nam châm vĩnh cửu lại được chia làm 3 loại: Kiểu đơn cực, kiểu lưỡng cực, kiểu nhiều pha. 1. Kiểu đơn cực. Hình 1.1 Động cơ bước đơn cực, cả nam châm vĩnh cửu và động cơ hỗn hợp, với 5, 6 hoặc 8 dây ra thường được quấn như sơ đồ hình 1.1, với một đầu nối trung tâm trên các cuộn. Khi dùng, các đầu nối trung tâm thường được nối vào cực dương nguồn cấp, và hai đầu còn lại của mỗi mấu lần lượt nối đất để đảo chiều từ trường tạo bởi cuộn đó. Mấu 1 nằm ở cực trên và dưới của st ...