Tại sao động cơ bước cần hộp số

động cơ bước cần hộp số

[MotorWorld] Động cơ bước ( Step Motor – Stepper Motor hay Stepping Motor ) là một thiết bị cơ điện, nó chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng. Ngoài ra, nó là một động cơ điện không chổi than, đồng bộ, có thể chia một vòng quay đầy đủ thành một số bước mở rộng. Trục của động cơ quay qua một góc cố định cho mỗi xung rời rạc. Khi một chuỗi xung được áp dụng, nó sẽ được chuyển qua một góc nhất định. Góc mà trục động cơ bước quay cho mỗi xung được gọi là góc bước, thường được biểu thị bằng độ.

Nếu góc bước càng nhỏ thì số bước trên mỗi vòng quay càng lớn và độ chính xác của vị trí thu được càng lớn. Các góc bước có thể lớn tới 90 độ và nhỏ đến 0,72 độ, tuy nhiên, các góc bước thường được sử dụng là 1,8 độ, 2,5 độ, 7,5 độ và 15 độ.

Động cơ bước được biết đến với khả năng định vị chính xác và khả năng truyền mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp, nhưng chúng cần được kích thước cẩn thận để đảm bảo rằng động cơ phù hợp với tải và các thông số ứng dụng nhằm giảm thiểu khả năng lệch nhịp hoặc dừng động cơ . Việc lắp thêm hộp số vào hệ thống động cơ bước có thể cải thiện hiệu suất của động cơ bằng cách giảm tỷ số quán tính của tải đối với động cơ, tăng mômen cho tải và giảm độ rung của động cơ.

Tỷ số quán tính của tải giảm tốc đối với động cơ
Nguyên nhân khiến động cơ bước bị mất bước trong ứng dụng là quán tính. Tỷ số giữa quán tính tải và quán tính động cơ quyết định khả năng truyền động và điều khiển tải của động cơ, đặc biệt là ở các bộ phận tăng tốc và giảm tốc của chuyển động. Nếu quán tính tải đặc biệt cao hơn quán tính động cơ, động cơ sẽ gặp khó khăn khi điều khiển tải. Và quá đầu (nhiều bước hơn so với yêu cầu của hướng dẫn) hoặc tín hiệu xung âm (ngoài bước) có thể xảy ra. Tỷ lệ quán tính tải-động cơ rất cao có thể làm cho động cơ giảm tốc tạo ra dòng điện quá mức và dừng lại.

Một cách để giảm tỷ lệ quán tính là sử dụng động cơ lớn hơn có quán tính cao hơn. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là chi phí cao hơn, trọng lượng cao hơn và cũng gây ra hiệu ứng nhỏ giọt trên các bộ phận khác của hệ thống, chẳng hạn như khớp nối, cáp và các thành phần truyền động. Tuy nhiên, việc thêm một hộp số giảm tốc vào hệ thống có thể giảm tải trọng theo tỷ lệ quán tính, là bình phương của tỷ số giảm.

Tăng mô-men xoắn cho tải
Một lý do khác để sử dụng động cơ bước có hộp số là nó có thể tạo thêm mô-men xoắn để truyền tải. Khi tải truyền động bằng tổ hợp hộp giảm tốc động cơ, hộp giảm tốc sẽ nhân với mômen từ động cơ, tỷ lệ này tỷ lệ với tỷ số giảm và hiệu suất của hộp giảm tốc.
Tuy nhiên, mặc dù hộp số có thể mở rộng mô-men xoắn nhưng tốc độ sẽ bị giảm xuống. (Đây là lý do tại sao chúng đôi khi được gọi là “bộ giảm tốc độ” hoặc (bộ giảm tốc)) Nói cách khác, khi một hộp số được thêm vào động cơ, động cơ phải quay nhanh hơn để cung cấp tốc độ mục tiêu để dẫn động tải.

Tỷ số giữa việc giảm mômen của động cơ bước và tốc độ tăng là như nhau, đó là do mômen khởi động và các tổn thất khác. Mối quan hệ nghịch đảo tồn tại giữa tốc độ và mô-men xoắn có nghĩa là trước khi động cơ không thể cung cấp mô-men xoắn cần thiết (ngay cả khi nhân với tỷ lệ giảm), điều thực tế duy nhất là tăng tốc độ.
Giảm cộng hưởng và rung động

Tuy nhiên, tăng tốc độ của động cơ có một lợi ích. Tốc độ tăng thêm của động cơ Sau khi lắp hộp số, động cơ chạy ngoài dải tần số cộng hưởng, và hiện tượng lắc và rung có thể khiến động cơ bị mất bước hoặc thậm chí bị chết máy.
Để đảm bảo hộp số có giá trị mômen, tốc độ và quán tính chính xác, điều rất quan trọng là phải chọn hộp số có độ chính xác cao, ít phản xạ dữ dội, đặc biệt khi kết nối hộp số với động cơ bước.

Nhớ lại rằng động cơ bước chạy trong hệ thống vòng hở, và phản ứng dữ dội trong hộp số sẽ làm giảm độ chính xác định vị của hệ thống và không có phản hồi để giám sát hoặc sửa lỗi cài đặt. Đây là lý do tại sao các ứng dụng bước thường sử dụng hộp số hành tinh có độ chính xác cao với phản ứng dữ dội thấp từ 2 đến 3 vòng cung phút. Một số nhà sản xuất có thể cung cấp động cơ bước với bánh răng điều hòa, có thể chứng minh phản ứng dữ dội bằng không trong nhiều tình huống ứng dụng.

Tại sao động cơ bước cần hộp số

Tại sao động cơ bước cần hộp số

Có thể bạn quan tâm