Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ bước

1

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA: ĐIỆN

MÔN: ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN

TIỂU LUẬN: NHÓM 1

ĐỀ TÀI: Hệ Thống Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Bước


2

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA: ĐIỆN
MÔN: ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN

TIỂU LUẬN: NHÓM 1

ĐỀ TÀI: Hệ Thống Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Bước


3

PHẦN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................

PHỤ LỤC


4

Phần mở đầu.....................................................................................................5
I.Lý do chọn đề tài............................................................................................5
1.Giới thiệu.......................................................................................................5
2.Lý do chọn đề tài...........................................................................................6
Phần thân bài....................................................................................................7

I.Khái niệm.......................................................................................................7
1.Động cơ bước................................................................................................7
2.Phân loại động cơ bước.................................................................................8
II.Nguyên lý hoạt động.....................................................................................9
1.Nguyên lý hoạt động......................................................................................9
2.Cấu tạo.........................................................................................................10
2.1.Động cơ biến từ trở...................................................................................10
2.2.Động cơ bước đơn cực..............................................................................12
2.3.Động cơ bước hai cực...............................................................................13
2.4.Động cơ bước nhiều pha...........................................................................14
III.Phương pháp điều khiển............................................................................15
1.Điều khiển bằng xung..................................................................................15
2.Điều khiển mạch cầu H...............................................................................17
3.Điều khiển PLC...........................................................................................22
IV.Ứng dụng động cơ bước............................................................................23


5

PHẦN MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1. Giới thiệu.
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 bởi 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 các vị trí bất kỳ.
Trong một vài ứng dụng, cần lựa chọn giữa động cơ servo và động cơ bước. Cả hai
loại động cơ này đều như nhau vì có thể xác định được vị trí chính xác, nhưng
chúng cũng khác nhau ở một số điểm. Servo motor đòi hỏi tín hiệu hồi tiếp analog.
Đặc biệt, điều này đòi hỏi một bộ tắc-cô để cung cấp tín hiệu hồi tiếp về vị trí của
rotor, và một số mạch phức tạp để điều khiển sự sai lệch giữa vị trí mong muốn và
vì trí tức thời vì lúc đó dòng qua động cơ sẽ dao động tắt dần.
Để lựa chọn giữa động cơ bước và động cơ servo, phải xem xét một số vấn đề, và
nó phụ thuộc vào các ứng dụng thực tế. Ví dụ, khả năng trở về một vị trí đã vượt
qua phụ thuộc vào hình dạng rotor động cơ bước, trong khi đó, khả năng lặp lại vị
trí của động cơ servo nói chung phụ thuộc vào độ ổn định của bộ tắc cô và các linh
kiện analog khác trong mạch hồi tiếp.
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; động cơ servo thì không xảy ra vấn đề này.


6

2. Lý do chọn đề tài.
Trong những năm gần đây động cơ bước đã và đang được sử dụng rộng rãi trong
các hệ điều khiển chính xác. Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành tự
động hóa, chúng được ứng dụng trong các thiết bị cần điều khiển chính xác. Động
cơ bước là một loại động cơ điện nhưng có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa
số các động cơ điện thông thường. Động cơ bước không quay theo cơ chế thông
thường, chúng quay theo từng bước, độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học.
Chúng làm việc nhờ các bộ chuyển mạch điện tử đưa các tính hiệu điều khiển vào

stato theo thứ tự và một tần số nhất định. Tổng số góc quay của rôto tương ứng với
số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của rôto phụ thuộc vào
thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi.
Chính vì vậy luôn tồn tại những vấn đề phát sinh trong việc điều khiển một cách có
hiệu quả của động cơ này.
Vì thế nhóm chúng em chọn đề tài: “ Hệ thống điều khiển tốc độ động cơ bước”.
Bên cạnh việc được sử dụng rộng rãi nhưng tài liệu nói về động cơ bước khá ít. Đó
cũng là khó khăn của nhóm khi làm đề tài này. Thời gian làm đề tài ngắn và kiến
thức sinh viên năm ba còn chưa đủ chuyên sâu nên không thể tránh những thiếu
sót. Rất mong các bạn và giáo viên đóng góp để đề tài phát triển hơn,đầy đủ hơn.
Chân thành cảm ơn!


7

PHẦN THÂN BÀI

I. KHÁI NIỆM
1. Động cơ bước.
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. Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng
để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau
thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto, có khả năng cố
định rôto vào các vị trí cần thiết mà không cần phản hồi. Động cơ làm việc phải có
bộ đổi chiều điện tử dùng chuyển đổi các cuộn dây điều khiển của động cơ bước
với thứ tự và tần số theo lệnh đã cho. Góc quay tổng hợp của rôto động cơ bước
tương ứng chính xác với số lần chuyển đổi các cuộn dây điều khiển, chiều quay
phụ thuộc theo thứ tự chuyển đổi, tốc độ quay phụ thuộc vào tần số chuyển đổi.
Như vậy trong trường hợp tổng quát có thể xem động cơ bước với bộ điều khiển
đổi chiều điện tử như một hệ thống điều chỉnh tần số của động cơ đồng bộ với khả

năng định vị trí góc xoay rôto, tức là bằng cách thay đổi tần số cho tới 0.
Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành
đạc biệt hữu hiệu bở nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số,
hoạc như một phần tử phụ biiens đổi tín hiệu xung thành tín hiệu điều chế cho một
hệ thống nào đó.
Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành tự động hóa cần độ chính xác
cao. Ví dụ như điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các thiết bị quang học,
điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điều kiển bắt và bám mục tiêu trong các
khí tài quân sự, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt,điều khiển
cơ cấu lái trong máy bay và đặc biệt trong công nghệ máy tính thì động cơ bước
được sử dụng trong các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy in


8

Với nhiệm vụ và chức năng nói trên, động cơ bước đòi hỏi những yêu cầu
riêng về kĩ thuật, ngoài những yêu cầu chung:
-

Có bước chuyển dịch bé.

-

Moment đồng bộ hóa đủ lớn đảm bảo được sai số góc nhỏ nhất khi thực
hiện bước duy chuyển.

-

Không tích lũy sai số khi tăng bước.

-

Tác động quá nhanh.

-

Làm viecj đảm bảo khi có cuộn dây điều khiển ít nhất.

-

Động cơ và cả bộ điều khiển đổi chiều có cấu tạo đơn giản.

2. Phân loại động cơ bước.
Tùy theo cấu tạo động cơ bước có những loại như sau:
-

Chỉ thị hay động lực.

-

Thuận nghịch hay không thuận nghịch.

-

Có một stato hay nhiều stato.

-

Có một hay nhiều cuộn dây điều khiển.

9

-

Roto phản kháng (không có dây quấn)và roto tác dụng (có dây quấn kích
thích hoặc nam châm vĩnh cửu.

-

Rôto hình đĩa hay rôto mạch in.

-

Bước dịch chuyển xoay hay dịch chuyển thẳng trực tiếp.

Nhưng đa số đều chọn phân loại theo cách dươi đây.
Theo nguyên lý hoạt động người ta chia làm ba loại:
Động cơ bước có từ trở biến đổi.
Động cơ bước loại nam châm vĩnh cửu.
Động cơ bước nhiều pha .
Vì chúng ta có thể phân biệt hai loại động cơ này bằng cảm giác mà không cần cấp
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 1.8 độ đến 0.72 độ 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.

II. Nguyên lý hoạt động
1. Nguyên lý hoạt động.
Cấu tạo đơn giản nhất: có ba đôi cực ở starto và hai đôi cực ở rôto.


10

Dây quấn đôi cực 11 có điện thì rôto ở vị trí 1.
Tiếp theo, đôi cực 11,22 rô to quay một góc 15o ở vị trí 2.
Khi ngắt dòng điện trong dây quấn đôi cực 11 thì rô to quay thêm 15o ở vị trí 3.

Hình 1
o
30

o
15

Hình 2

Hình 3


11

2. Cấu tạo
2.1 Động cơ biến từ trở.

Hình .1

Động cơ biến từ trở

Cấu tạo của động cơ này là rôto và stato được chế tạo bằng vật liệu từ.
Nếu động cơ có ba cuộn dây. Được nối như hình 1, với mootj dầu nối chung cho
tất cả các cuộn dây, những động cơ như thê thì chắc chắn là động cơ biến từ trở.
Khi sử dụng dây nối chung ( C ) thường được nối vào cực dương của nguồn và
các cuộn dây được kích theo thứ tự liên tục. dấu thập trong hình 1 là rôto của
động cơ biến từ trở quay 30 độ mỗi bước. Rôto trong động cơ này có 4 răng và
stato có 6 cực, mỗi cuộn quấn quanh hai cực đối diện. Khi một cuộn được kích
điện, răng X của rôto bị hút vào cực 1. Nếu dòng qua cuộn 1 bị ngắt và đóng
dòng qua cuộn 2, rôto sẽ quay 30 độ theo chiều kim đồng hồ và răng Y sẽ hút
vào cực 2. Để quay động cơ này một cách liên tục, chúng ta chỉ cần cấp điện
liên tục luân phiên cho 3 cuộn dây. Hình dạng động cơ trong hình 1, quay 30 độ
mỗi bước, dùng số răng rôto và số cực stato tối thiểu. Sử dụng nhiều cực và
nhiều răng hơn cho phép động cơ quay với góc nhỏ hơn. Tạo mặt răng trên bề
mặt các cực và các răng trên rôto một cách phù hợp cho phép các bước nhỏ vài
độ.
Các thông số tính toán:
ZR: Số răng rôto.

12

ZS: Số răng stato.
M: số pha.
tR = 360o/ ZR :Bước răng rôto (độ).
TS = 360o/ ZS : Bước răng stato (độ).
H = tR / M =| tR - TS | (Độ/bước).
RS =360o / H = ZR x M (Bước/ vòng).
X = ZS /M : Số răng stato trên pha.
Nếu tần số điều khiển trên xung là f và động cơ dịch chuyển 1 bước tương ứng
với một xung thì tốc độ động cơ được tính:
n = 60f/ RS (Vòng/phút)

2. 2 Động cơ bước đơn cực

Hình 2

Động cơ bước đơn cực

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 2, với một đầu nối trung tâm


13

trên các cuộn dây. 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. Sự khác nhau giữa hai loại động cơ nam châm vĩnh

cửu đơn cực và động cơ hỗn hợp đơn cực không thể nói rõ trong nội dung tóm
tắt của tài liệu này. Từ đây, khi khảo sát động cơ đơn cực, chúng ta chỉ khảo sát
động cơ nam châm vĩnh cửu, việc điều khiển động cơ hỗn hợp đơn cực hoàn
toàn tương tự. Mấu 1 nằm ở cực trên và dưới của stator, còn mấu 2 nằm ở hai
cực bên phải và bên trái động cơ. Rotor là một nam châm vĩnh cửu với 6 cực, 3
Nam và 3 Bắc, xếp xen kẽ trên vòng tròn. Để xử lý góc bước ở mức độ cao hơn,
rotor phải có nhiều cực đối xứng hơn. Động cơ 30 độ mỗi bước trong hình là
một trong những thiết kế động cơ nam châm vĩnh cửu thông dụng nhất, mặc dù
động cơ có bước 15 độ và 7.5 độ là khá lớn. Người ta cũng đã tạo ra được động
cơ nam châm vĩnh cửu với mỗi bước là 1.8 độ và với động cơ hỗn hợp mỗi
bước nhỏ nhất có thể đạt được là 3.6 độ đến 1.8 độ, còn tốt hơn nữa, có thể đạt
đến 0.72 độ.
2. 3 Động cơ hai cực

Hình 3

Động cơ 2 cực.

Động cơ nam châm vĩnh cửu hoặc hỗn hợp hai cực có cấu trúc cơ khí giống y
như động cơ đơn cực, nhưng hai mấu của động cơ được nối đơn giản hơn,


14

không có đầu trung tâm. Vì vậy, bản thân động cơ thì đơn giản hơn, nhưng
mạch điều khiển để đảo cực mỗi cặp cực trong động cơ thì phức tạp hơn. Minh
hoạ ở hình 3 chỉ ra cách nối động cơ, trong khi đó phần rotor ở đây giống y như
ở hình 2. Mạch điều khiển cho động cơ đòi hỏi một mạch điều khiển cầu H cho
mỗi mấu; điều này sẽ được bàn chi tiết trong phần mạch điều khiển. Tóm lại,
một cầu H cho phép cực của nguồn áp đến mỗi đầu của mấu được điều khiển

một cách độc lập.
Chú ý rằng những dãy này giống như trong động cơ nam châm vĩnh cửu đơn
cực, ở mức độ lý thuyết, và rằng ở mức độ mạch đóng ngắt cầu H, hệ thống điều
khiển cho hai loại động cơ này là giống nhau.
Để phân biệt một động cơ nam châm vĩnh cửu hai cực với những động cơ 4 dây
biến từ trở, đo điện trở giữa các cặp dây. Chú ý là một vài động cơ nam châm
vĩnh cửu có 4 mấu độc lập, được xếp thành 2 bộ. Trong mỗi bộ, nếu hai mấu
được nối tiếp với nhau, thì đó là động cơ hai cực điện thế cao. Nếu chúng được
nối song song, thì đó là động cơ hai cực dùng điện thế thấp. Nếu chúng được nối
tiếp với một đầu trung tâm, thì dùng như với động cơ đơn cực điên thế thấp.
2.2.4 Động cơ bước nhiều pha.


15

Hình 4

Động cơ nhiều pha.

Một bộ phận các động không được phổ biến như những loại trên đó là động cơ
nam châm vĩnh cửu mà các cuộn được quấn nối tiếp thành một vòng kín như
hình 4. Thiết kế phổ biến nhất đối với loại này sử dụng dây nối 3 pha và 5 pha.
Bộ điều khiển cần ½ cầu H cho mỗi một đầu ra của động cơ, nhưng những động
cơ này có thể cung cấp moment xoắn lớn hơn so với các loại động cơ bước khác
cùng kích thước. Một vài động cơ 5 pha có thể xử lý cấp cao để có được bước
0.72 độ (500 bước mỗi vòng).Với một động cơ 5 pha như trên sẽ quay mười
bước mỗi vòng bước.
Ở đây, giống như trong trường hợp động cơ hai cực, mỗi đầu hoặc được nối vào
cực dương hoặc cực âm của hệ thống cấp điện động cơ. Chú ý rằng, tại mỗi
bước, chỉ có một đầu thay đổi cực. Sự thay đổi này làm ngắt điện ở một mấu nối

vào đầu đó (bởi vì cả hai đầu của mấu có cùng điện cực) và áp điện vào một
mấu đang trong trạng thái nghỉ trước đó. Hình dạng của động cơ được đề nghị
như hình 4, dãy điều khiển sẽ điều khiển động cơ quay 2 vòng. Để phân biệt


16

động cơ 5 pha với các loại động cơ có 5 dây dẫn chính, cần nhớ rằng, nếu điện
trở giữa 2 đầu liên tiếp của một động cơ 5 pha là R, thì điện trở giữa hai đầu
không liên tiếp sẽ là 1.5R. Và cũng cần ghi nhận rằng một vài động cơ 5 pha có
5 mấu chia, với 10 đầu dây dẫn chính. Những dây này có thể nối thành hình sao
như hình minh hoạ trên, sử dụng mạch điều khiển gồm 5 nửa cầu H, nói cách
khác mỗi mấu có thể được điều khiển bởi một vòng cầu H đầy đủ của nó. Để
tránh việc tính toán lý thuyết với các linh kiện điện tử, có thể dùng chip mạch
cầu tích hợp đầy đủ để tính toán gần đúng.

III. Phương pháp điều khiển.
1. Điều khiển bằng xung.

với 4
cuộn 1
(tức là cuộn 1
với 3,4.

Sơ đồ một
động cơ bước đặc
trưng
cuộn dây từ tính. Để cho chính xác,
và 2 phải luôn ở trạng thái ngược nhau
được cấp điện thì cuộn 2 ngắt và ngược lại.tương tự

17

Bảng sự thật

Sơ đồ bước động cơ

JA = C.B + C
KA = C + C.B
JB = C + C.A
KB = CA + C

Sơ đồ điều khiển xung của động cơ bước


18

2. Mạch cầu H.

Mạch mô phỏng mạch cầu H dùng IC 89C51 điều khiển 3 nút nhấn kết
hợp mạch đếm.
Sau đây là chương trình cho mạch trên:
INCLUDE 89C51.MC
ORG 0000H
SW1 BIT P3.0


19

SW3 BIT P3.2
MAIN:
MOV P2,#00H
BEGIN:
CALL DELAYDAI
MOV P1,#01H
MOV P1,#00H
JNB SW1,THUAN

JNB SW3,DUNG
LJMP BEGIN
DEM:
MOV P0,#01H
MOV P0,#00H
RET
RESET:
CALL DELAYDAI
MOV P1,#01H
MOV P1,#00H
LJMP NGHICH
RET
THUAN:


20

MOV R1,#5
CHAY1:
MOV P2,#01H
CALL DELAYDAI

MOV P2,#03H
CALL DELAYDAI
MOV P2,#02H
CALL DELAYDAI
MOV P2,#04H
CALL DELAYDAI
MOV P2,#0CH
CALL DELAYDAI
MOV P2,#08H
CALL DELAYDAI
CALL DEM
DJNZ R1,CHAY1
CALL RESET

NGHICH:
MOV R0,#10
CHAY2:


21

MOV P2,#08H
CALL DELAYNGAN
MOV P2,#0CH
CALL DELAYNGAN
MOV P2,#04H
CALL DELAYNGAN
MOV P2,#02H
CALL DELAYNGAN
MOV P2,#01H

CALL DELAYNGAN
MOV P2,#08H
CALL DELAYNGAN
CALL DEM
DJNZ R0,CHAY2

DUNG:

MOV P2,#00H
LJMP BEGIN
DELAYDAI:
MOV R5,#4
LAP2: MOV R6,#255


22

LAP1: MOV R7,#255
DJNZ R7,$
JNB SW1,THUAN

JNB SW3,DUNG
LJMP TIEP
TIEP:
DJNZ R6,LAP1
DJNZ R5,LAP2
RET

DELAYNGAN:
MOV R2,#1

LAP4: MOV R3,#255
LAP3: MOV R4,#255
DJNZ R4,$
JNB SW1,THUAN

JNB SW3,DUNG
LJMP TIEP2
TIEP2:
DJNZ R3,LAP3
DJNZ R2,LAP4


23

RET

END
3. Điều khiển bằng PLC

Chúng ta có thể dùng bộ ứng dụng điều khiển động cơ bước bằng PLC của hãng
Mitsubishi.
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật, đã có nhiều loại
động cơ hiện đại được ứng dụng để điều khiển robot, điều khiển lập trình trong
các thiết bị gia công cắt gọt. Có hai loại động cơ bước và động cơ DC được ứng
dụng nhiều nhất trong PLC – ED – 4260 để điều khiển tốc độ, chiều quay và vị
trí. Động cơ DC có thể điều khiển quay trái, quay phải, thay đổi tốc độ và thời
gian điều khiển như mong muốn. Động cơ bước dùng để điều khiển tốc độ,
chiều quay và độ phân giải sao cho đạt giá trị nhỏ nhất, tức điều khiển sao cho
góc/bước là nhỏ nhất. Tổng số góc quay của roto trong động cơ bước tương ứng
với số lần chuyển mạch, cũng như chiều quay và tốc độ quay của roto phụ thuộc

vào thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi. Điều khiển động cơ bước với góc
quay chính xác, hiệu suất đạt được cao. Động cơ có thể quay được một số vòng
đã được chọn trước sau đó tự dừng và hiển thị số vòng quay lên bảng số.

IV. Ứng dụng động cơ bước.


24

Động cơ bước được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực từ dân dụng đến
công nghiệp.
Động cơ bước được ứng dụng nhiều trong ngành tự động hóa cần độ chính xác
cao. Ví dụ như điều khiển robot, điều khiển tiêu cự trong các thiết bị quang học,
điều khiển định vị trong các hệ quan trắc, điều kiển bắt và bám mục tiêu trong các
khí tài quân sự, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công cắt gọt theo chương
trình điều khiển, điều khiển cơ cấu lái trong máy bay và đặc biệt trong công nghệ
máy tính thì động cơ bước được sử dụng trong các loại ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, máy
in…
Trong một vài ứng dụng, cần lựa chọn giữa động cơ servo và động cơ bước. Cả hai
loại động cơ này đều như nhau vì có thể xác định được vị trí chính xác, nhưng
chúng cũng khác nhau ở một số điểm. Servo motor đòi hỏi tín hiệu hồi tiếp analog.
Đặc biệt, điều này đòi hỏi một bộ tắc-cô để cung cấp tín hiệu hồi tiếp về vị trí của
rotor, và một số mạch phức tạp để điều khiển sự sai lệch giữa vị trí mong muốn và
vì trí tức thời vì lúc đó dòng qua động cơ sẽ dao động tắt dần.
Để lựa chọn giữa động cơ bước và động cơ servo, phải xem xét một số vấn đề, và
nó phụ thuộc vào các ứng dụng thực tế. Ví dụ, khả năng trở về một vị trí đã vượt
qua phụ thuộc vào hình dạng rotor động cơ bước, trong khi đó, khả năng lặp lại vị
trí của động cơ servo nói chung phụ thuộc vào độ ổn định của bộ tắc cô và các linh
kiện analog khác trong mạch hồi tiếp.
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; động cơ servo thì không xảy ra vấn đề này.
Đây là ưu điểm và nhược điểm của động cơ bước so với động cơ servo.


25

Tài liệu Tham khảo