NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC 2,5D

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY PHAY
CNC 2,5D

Họ và tên sinh viên: PHẠM VĂN LONG
NGUYỄN TIẾN ĐẠI
Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ
Niên khóa: 2007-2011

 


NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC 2,5D

Tác giả

NGUYỄN TIẾN ĐẠI
PHẠM VĂN LONG

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Cơ điện tử

Giáo viện hướng dẫn:
Trưởng bộ môn cơ điện tử Ts. Nguyễn Văn Hùng

i 

 


LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại Học Nông Lâm
TPHCM. Ban Chủ Nhiệm khoa cơ khí công nghệ trường đại học Nông Lâm cùng tất
cả các quý thầy cô đã tạo điều kiện thuận lợi và dạy dỗ cho chúng em trong suốt thời
gian học tập tại trường và hoàn thành luận văn này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hùng Trưởng bộ môn Cơ
điện tử, anh Nguyễn Quang Hoàng Minh kỹ sư điện công ty công nghệ mới T.T. Đã
tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong thời gian thực
hiện luận văn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ động viên chúng
em trong những lúc khó khăn.

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2011
Sinh viên thực hiện
PHẠM VĂN LONG
NGUYỄN TIẾN ĐẠI

ii 
 


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình máy khắc chữ CNC 2,5D” được tiến
hành tại công ty Chế tạo máy T.T, thời gian từ ngày 7/3/2011 đến 15/6/2011.
Nhiệm vụ của đề tài gồm:
 Nghiên cứu ứng dụng phần mềm điều khiển máy CNC
 Thiết kế mạch drive điều khiển động cơ

 Chế tạo mô hình cơ khí hoàn chỉnh của máy CNC.
Đề tài đã hoàn thành được những tiêu chí đề ra. Vận dụng thành thạo phần mềm
điều khiển mang tính chuyên nghiệp.

iii 
 


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa

i

Lời cảm ơn

ii

Tóm tắt

iii

Mục lục

iv

Danh sách các chữ viết tắt

vi

Danh sách các hình

vii

Danh sách các bảng

ix

Chương 1 ............................................................................................................................ 1
1.1.  Dẫn nhập. ............................................................................................................... 1 
1.2.  Mục đích đề tài. ..................................................................................................... 1 
Chương 2 ............................................................................................................................. 2 
2.1.  Khảo sát 1 số máy CNC 2,5D:.............................................................................. 2 
2.1.1.  Cấu trúc hệ thống CNC. ................................................................................ 3 
2.1.2.  Các dạng điều khiển của máy CNC. ........................................................... 3 
2.2.  Tra cứu các linh kiện, phần mềm phục vụ cho quá trình thiết kế: .................. 4 
2.2.1.  Giới thiệu phần mềm Mach 3: ...................................................................... 4 
2.2.2.  Tra cứu linh kiện:........................................................................................... 4 
2.3.  Bộ truyền vitme và thanh trượt:.......................................................................... 8 
2.4.  Giới thiệu về giao tiếp cổng song song .............................................................. 10 
2.5.  Động cơ bước:...................................................................................................... 11 
2.6.  Động cơ ac: .......................................................................................................... 14 
Chương 3 ........................................................................................................................... 18 
3.1.  Phương pháp thực hiện đề tài: .......................................................................... 18 
iv 
 


3.1.1.  Lựa chọn bộ điều khiển: .............................................................................. 18 
3.1.2.  Lựa chọn thiết bị, vật tư: ............................................................................. 18 

3.1.3.  Tính toán chọn động cơ: .............................................................................. 18 
3.1.4.  Phần mạch giao tiếp công suất. ................................................................... 18 
3.2.  Phương tiện thực hiện đề tài: ............................................................................. 19 
3.2.1.  Phần cơ khí: .................................................................................................. 19 
3.2.2.  Phần điện tử:................................................................................................. 19 
Chương 4 ........................................................................................................................... 20 
4.1.  Thiết kế chế tạo phần cơ khí: ............................................................................. 20 
4.1.1.  Yêu cầu thiết kế................................................................................................ 20 
4.1.2.  Lựa chon mô hình. ........................................................................................... 20 
4.2.  Mô tả thiết kế chế tạo tạo các bộ phận chính. .................................................. 21 
4.3.  Các thông số kỹ thuật chung: ............................................................................ 26 
4.4.  Sơ đồ khối hệ thống điều khiển máy: ................................................................ 26 
4.5.  Nguyên lý tổng quát của việc điều khiển máy: ................................................. 27 
4.6.  Thiết kế mạch điều khiển động cơ động cơ trục chính và động cơ bước: ..... 28 
4.6.1.  Nguyên lý của mạch drive điều khiển động cơ bước: ............................... 28 
4.6.2.  Nguyên lý mạch kết nối cổng song song:.................................................... 31 
4.6.3.  Thiết kế mạch điều khiển động cơ AC: ...................................................... 32 
4.7.  Kết quả chế tạo. ................................................................................................... 33 
4.8.  Kết quả khảo nghiệm: ........................................................................................ 35 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

39

 
 
 
 
 
v 

 


 
 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CNC

Computer Numerical Control (điều khiển số bằng máy tính)

LPT

Line Print Terminal

COM

Communications

AC

Alternating current

DC

Direct current

A

Amper

V

Volt

CAD

Computer Aided Desingn

CAM

Computer Added Manufacturing

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 


 

DANH SÁCH CÁC HÌNH
 

Hình 2.1: Một số máy CNC.

2 

Hình 2.2: Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống CNC.

3 

Hình 2.3: Ic L297 và cấu tạo bên trong.

4 

Hình 2.4: Giản đồ xung điều khiển động cơ bước chạy nửa bước

5 

Hình 2.5: Giản đồ xung điều khiển động cơ bước chạy nửa bước

6 

Hình 2.6: Ic L298 và cấu tạo bên trong.

6 

Hình 2.7: Moc 3021 và cấu tạo bên trong.

7 

Hình 2.8: BTA40 và cấu tạo bên trong.

8 

Hình 2.9: Ic TCA 785 và chức năng các chân.

8 

Hình 2.10: Cấu tạo hai loại vitme

9 

Hình 2.11: Hình dáng thanh trượt và con trượt.

10 

Hình 2.12: Sơ đồ chân cổng song song

10 

Hình 2.13. Động cơ bước

11 

Hình 2.14: Sơ đồ dây động cơ bước 3 pha.

12

Hình 2.15: Thứ tự xung điều khiển vào 3 pha

12 

Hình 2.16: Cấu tạo động cơ bước 5 phase

12 

Hình 2.17: Cấu tạo động cơ bước lưỡng cực

12 

Hình 2.18: Cấu tạo động cơ bước đơn cực

13 

Hình 2.19: Cấu tạo động cơ bước biến từ trơ

14 

Hình 2.20: Cấu tạo động cơ xoay chiều cổ góp.

15 

Hình 2.21: Cực từ. 

16

Hình 2.22: Lá thép phần ứng.

16

Hình 2.23: Phiến góp và cổ góp.

16

Hình 2.25: Nguyên lý điều áp xoay chiều tải điện cảm.

16 

Hình 2.26: Nguyên lý điều khiển góc mở bằng việc kích xung dài

17 

vii 
 


Hình 4.1: Mô hình máy

20 

Hình 4.2: Bản vẽ chế tạo thanh dọc

21 

Hình 4.3: Bản vẽ chế tạo thanh ngang

21 

Hình 4.4. Bản vẽ chế tạo thanh đứng

22 

Hình 4.5: Bản vẽ chế tạo la đỡ thanh trượt

22 

Hình 4.6: Bản vẽ chế tạo thanh doc khung trên.

23 

Hình 4.7: Bản vẽ chế tạo thanh ngang khung trên.

23 

Hình 4.8: Bản vẽ chế tạo ổ đỡ vitme.

23 

Hình 4.9: Bản vẽ chế tạo bát chữ L.

24 

Hình 4.10: Bản vẽ chế tạo giá đỡ motor trục chính.

24 

Hình 4.11: Bản vẽ chế tạo bàn kẹp phôi.

25 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
viii 
 


 

DANH SÁCH CÁC BẢNG
 

Bảng 2.1: Chức năng các chân Ic L297

5 

Bảng 2.2: Sơ đồ chân ic L298

7 

Bảng 2.3. Chức năng các chân cổng LPT

10 

Bảng 2.4: Thứ tự kích chân chế độ full step

13 

Bảng 2.5: Thứ tự kích chân chế độ half step

13 

Bảng 2.6: Bảng trạng thái xung điều khiển chế độ full step

14 

Bảng 2.7: Bảng trạng thái xung điều khiển chế độ half step

14 

Bảng 2.8. Bảng trạng thái xung điều khiển động cơ biến từ trở

14 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ix 
 


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Dẫn nhập.
 Như chúng ta đã biết Nước ta là một nước đang trên đà phát triển, đang
trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, chính vì vậy máy móc và các
thiết bị tự động ngày càng càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như
trong sinh hoạt nhằm tăng năng suất lao động, tiết kiệm nhân công. Cốt lõi của việc tự
động hóa trong gia công đó là máy CNC .
 Ngày nay, máy CNC ngoài lĩnh vực gia công cơ khí thuần túy còn được sử
dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như điêu khắc mỹ nghệ, trang sức, điêu khắc
chữ, con dấu, làm mạch in…
 Xuất phát từ nhu cầu thực thế cùng với điều khiện có sẵn đó là bốn năm rèn
luyện, học tập tích lũy khiến thức dưới mái trường ĐH Nông Lâm, thời gian thực tập

tại công ty Chế Tạo Máy T.T.
 Được sự chấp thuận của Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí- Công nghệ, sự hướng
đẫn của thầy TS. Nguyễn Văn Hùng chúng em quyết định thực hiện đề tài “ nghiên
cứu thiết kế chế tạo mô hình máy phay CNC 2,5D.”
1.2. Mục đích đề tài.
Thiết kế chế tạo mô hình máy.
Thiết kế mạch giao tiếp điều khiển motor các trục.
Nghiên cứu phần mềm điều khiển máy.
Vận dụng phần mềm vào điều khiển mô hình máy đã thiết kế.
Đề tài thực hiện xong sẽ được lưu lại phòng thực tập Cơ Điện Tử nhằm mục
đích hỗ trợ giảng dạy,thực tập.

1 
 


Chương 2
TỔNG QUAN

2.1. Khảo sát 1 số máy CNC 2,5D:
Một số mô hình máy CNC phổ biến hiện nay được thể hiện trên hình 2.1.

Hình 2.1: Một số máy CNC.

2 
 


2.1.1. Cấu trúc hệ thống CNC.
Cấu trúc hệ thống CNC được trình bày trên hình 2.2

Hình 2.2: Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống CNC.
 Chương trình gia công (part porgram) bao gồm các chỉ thị đã được mã hóa.
 Hệ điều khiển máy bao gồm DPU và CLU
 DPU đơn vị xử lý dữ liệu (data processing unit) thực hiện chức năng đọc mã
lệnh, giải mã, truyền dữ liệu cho CLU.
 CLU mạch điều khiển (control loop unit) thực hiện nội suy chuyển động,
xuất các tín hiệu điều khiển, nhận tín hiệu phản hồi.
 Thiết bị đọc chương trình là máy đọc hay đường truyền RS232C.
 Động cơ bao gồm động cơ truc chính, trục x,y,z. Động cơ trục chính có
thể là động cơ ac 1pha, 3 pha, động cơ ba trục có thể là servo ac, dc
hoăc động cơ bước.
 Bộ truyền động là hộp số, vitme đai ốc, thanh răng, thanh trượt, dây
dai.
 Bàn máy mang phôi gia công.
 Phản hồi có thể là encoder, high sensor cảm biến tiệm cận hay đơn
giản chỉ là công tắc hành trình…
 Bộ chuyển đổi có thể là tương tự sang số hay số sang tương tự.
2.1.2. Các dạng điều khiển của máy CNC.
 Các máy CNC khác nhau có khả năng gia công dược các bề mặt khác nhau. Do
đó các dạng của máy cũng dược chia ra thành :
 Điều khiển điểm – điểm
3 
 


 Điều khiển theo đường thẳng
 Điều khiển theo biên dạng
2.2. Tra cứu các linh kiện, phần mềm phục vụ cho quá trình thiết kế:
2.2.1. Giới thiệu phần mềm Mach 3:

 Mach 3 là phần mềm biến máy tính trở thành bộ điều khiển đa chức năng
của nhiều loại máy CNC.
 Mach 3 với giao diện thân thiện với người dùng đã đem lại hiệu quả cao
trong việc điều khiển các loại máy CNC: máy cắt plasma tự động, máy
phay, máy bào, máy tiện, máy khoan, máy cắt laser, máy điêu khắc…
 Mach 3 hỗ trợ các wizard (các chương trình con) có chức năng phát sinh G
code (ngôn ngữ CNC) nhằm giảm bớt khối lượng công việc cho người
dùng. Thường có các wizard thông dụng: cắt bánh răng, tạo lỗ, số hóa, khắc
chữ, tạo rãnh và đường dẫn hướng…
 Mach 3 có thể kết nối đồng thời 2 cổng LPT và kết nối được mở rộng thêm
cổng COM.
2.2.2. Tra cứu linh kiện:
 Ic L297 điều khiển các loại ic điều khiển động cơ bước. Hình bên ngoài và
cấu tạo bên trong ic thể hiện trên hình 2.3

Hình 2.3: Ic L297 và cấu tạo bên trong.
4 
 


 Chức năng các chân: Được biểu diễn cụ thể trên bảng 2.1
Bảng 2.1: Chức năng các chân Ic L297
Stt chân

Tên

1

SYNC

2

GND

3

HOME

4; 6; 7; 9

A; B;C;D

Pha A; B; C; D của motor bước.

5;8

INH1; INH2

Chân ngắt pha A, B, C, D

10

ENABLE

Chân cho phép chip hoạt động

11

CONTROL

Điều khiển hoạt động của hai chân ngắt.

12

Vs

Kết nối nguồn nuôi ic (+5V)

13;14

SENS2;
SENS1

Chức năng
Đầu ra bộ dao động trên chip, dùng đồng bộ hóa khi sử
dụng nhiều ic L297 trên một mạch
Chân nối mass
Vị trí măc định của các pha A, B, C, D khi bắt đầu hoạt
động

Chân cảm ứng dòng tải của pha C, D; A, B

15

Vref

Điện áp tham chiếu cho mạch ngắt

16

OSC

Chân tạo dao động

17

Quy định chiều quay của motor

18

Ngõ vào kích xung (tác dụng mức thấp)

19
20

HALF/FULL
RESET

Chân điều khiển chế độ nửa bước hoặc đủ bước
Chân này điều khiển các ngõ ra trở về trạng thái home

 Giản đồ xung điều khiển motor chạy nửa bước. Được biểu diễn trên hình 2.4

Hình 2.4: Giản đồ xung điều khiển động cơ bước chạy nửa bước
5 
 


 Giản đồ xung điều khiển motor chạy bước đủ được biểu diễn trên hình 2.5

Hình 2.5: Giản đồ xung điều khiển động cơ bước chạy nửa bước
 Ic điều khiển động cơ bước L298. Hình bên ngoài và cấu tạo bên trong ic
thể hiện trên hình 2.6


Hình 2.6: Ic L298 và cấu tạo bên trong.
6 
 


 Chức năng các chân thể hiện trên bảng 2.2
Bảng 2.2: Sơ đồ chân ic L298
N0

Tên chân

Chức năng của chân

1; 15

Sense A; Sense B

Cảm ứng dòng của tải

2; 3

Out 1; Out 2

Tín hiệu ra của cầu A

4

Vs

Nguồn cung cấp cho tín hiệu ra (từ
2,5 - 46 V)

5; 7

Input 1; Input 2

Tín hiệu vào cho cầu A

6; 11

Enable A; Enable B

Cho phép cầu A, B hoạt động

8

GND

Kết nối với mass

9

VSS

Kết nối với nguồn nuôi ic

10; 12

Tín hiệu vào cho cầu B

13; 14

Tín hiệu ra của cầu B

 Moc 3021 (opto triac). Cấu tạo và hình ảnh bên ngoài của ic được thể hiện
trên hình 2.7.

Hình 2.7: Moc 3021 và cấu tạo bên trong.
 Chức năng:
Cách ly mạch điều khiển (dòng điện dc) với mạch công suất (dòng điện ac).
Thường dùng để kích cho triac hoạt động.
 Triac BTA40, hình dáng bên ngoài và cấu tạo bên trong được thể hiện trên
hình 2.8

7 
 


Hình 2.8: BTA40 và cấu tạo bên trong.
 Chức năng.
Đóng/mở relay , điều khiển nhiệt, động cơ ac.
Điều khiển độ sáng của bóng đèn, tốc độ động cơ.
 Nguyên lý hoạt động.
Triac sẽ được mở khi A2 và G đồng dấu.
 Ngoài ra một số nhà sản xuất đưa ra loại triac điều khiển trái dấu âm hoặc trái dấu

dương nghĩa là A2 dương và G âm so vơi A1 hoặc A2 âm, G dương so với A1.
 Ic TCA 785.
Đây là ic phát xung, điều khiển góc mở cho thyristor triac…Hình dáng và
chức năng các chân được thể hiện trên hình 2.9

Hình 2.9: Ic TCA 785 và chức năng các chân.
2.3. Bộ truyền vitme và thanh trượt:
8 
 


 Bộ truyền vitme có hai loại bộ truyền vitme thường và bộ truyền vitme bi cấu
tạo cụ thể được biểu diễn trên hình 2.10

Hình 2.10: Cấu tạo hai loại vitme
 Vitme thường : là loại vitme và đai ốc có tiếp xúc mặt
 Vitme bi : là loại vit me và đai ốc là tiếp xúc lăn
 Ưu diểm của vitme bi là mất mát do ma sát nhỏ, hiệu suất của bộ truyền lớn gần
0,9. Đảm bảo chuyển động ổn định vì lực ma sát hầu như không phụ thuộc vào tốc
độ, có thể loại trừ khe hở và sức căng ban đầu nên đảm bảo độ cứng vững dọc trục
cao. Đảm bảo độ chính xác làm việc lâu dài.
 Vì vitme bi có ma sát nhỏ và hoạt động êm nên được dùng trong máy có độ
chính xác cao như CNC.
 Bên cạnh dó vitme bi cũng có những nhược điểm là khả năng chịu tải kém hơn
so với vít me thường (do đặc điểm cấu tạo…). Ngoài ra do cần độ chính xác rất cao
nên chế tạo khó khăn và giá thành đắt cũng là nhược điểm lớn của vit me bi.
 Thanh trượt.
 Chức năng thường dùng để dẫn hướng, định vị chuyển động cấu tạo gồm
thanh trượt và con trượt bi, được biểu diễn trên hình 2.11

9 
 


Hình 2.11: Hình dáng thanh trượt và con trượt.
2.4. Giới thiệu về giao tiếp cổng song song
 Cấu trúc cổng song song
 Cổng song song gồm có 4 đường điều khiển, 5 đường trạng thái và
8 đường dữ liệu bao gồm 5 chế độ hoạt động: Chế độ tương thích
(compatibility), chế độ nibble, chế độ byte, chế độ EPP (Enhanced Parallel
Port), chế độ ECP (Extended Capabilities Port).
 Sơ đồ chân của cổng song song được thể hiện trên hình 2.12.

Hình 2.12: Sơ đồ chân cổng song song
 Chức năng các chân chưa cổng song song được biểu diễn trên bảng 2.3
Bảng 2.3. Chức năng các chân cổng LPT

10 
 


 Cổng song song có ba thanh ghi có thể truyền dữ liệu và điều khiển. Địa chỉ cơ
sở của các thanh ghi cho tất cả cổng LPT (line printer) từ LPT1 đến LPT4 được lưu
trữ trong vùng dữ liệu của BIOS. Thanh ghi dữ liệu được định vị ở offset 00h,
thanh ghi trạng thái ở 01h, và thanh ghi điều khiển ở 02h. Thông thường, địa chỉ cơ
sở của LPT1 là 378h, LPT2 là 278h, do đó địa chỉ của thanh ghi trạng thái là 379h
hoặc 279h và địa chỉ thanh ghi điều khiển là 37Ah hoặc 27Ah. Tuy nhiên trong
một số trường hợp, địa chỉ của cổng song song có thể khác do quá trình khởi động
của BIOS.
2.5. Động cơ bước:

2.5.1. Đôi nét về động cơ bước:
 Động cơ bước là động cơ đồng bộ dùng để biến đổi
các dạng xung điều khiển rời rạc nối tiếp thành
chuyển động góc quay. Nó có khả năng cố định roto
vào vị trí xác định với độ chính xác cao.
2.5.2. Cấu tạo:

Hình 2.13. Động cơ bước

 Phần stato (phần ứng) có quấn các cuộn dây tạo thành các pha.
 Phần roto (phần cảm) là nam châm vĩnh cửu. Được chế tạo dạng cực lồi gồm
nhiều răng cách đều tạo thành những cặp nam châm N-S xen kẽ nhằm tạo ra
nhiều cặp cực.
 Cả phần roto và stato đều có các răng để tạo thành các cặp cực và nam châm
điện, được biểu diễn trên hình 2.13.
2.5.3. Nguyên lý điều khiển:
 Nguyên lý chung là cấp xung điện vào cuộn dây stato thì roto sẽ quay đi 1 góc
cố định được gọi là 1 bước.
 Nếu cấp xung điện vào 1 cuộn dây riêng lẻ của stato thì gọi là full step (đủ
bước). Đặc điểm của động cơ bước là có momen hãm sinh ra bởi tác động từ
trường của roto và stato.
 Phân loại động cơ theo số pha: 2 pha, 3 pha, 5 pha.
11 
 


 Động cơ 3 pha và thứ tự xung điều khiển. Được thể hiện trên hình 2.14,
2.15.

a.

b.

Hình 2.14: Sơ đồ dây động cơ bước 3 pha. Hình 2.15: Thứ tự xung điều khiển vào 3 pha
 Động cơ 5 phase có cấu tạo được thể hiện trên hình 2.16

Hình 2.16: Cấu tạo động cơ bước 5 phase 
 Động cơ 2 phase: bao gồm loại đơn cực, lưỡng cực và động cơ biến từ
trở. Nếu ta cấp xung điện với cường độ đồng đều cho 2 cuộn dây kế tiếp
nhau thì roto sẽ quay chế độ half step (nửa bước)
o

Động cơ bước lưỡng cực (sơ đồ đấu dây) thể hiện trên hình 2.16

Hình 2.17: Cấu tạo động cơ bước lưỡng cực
 Thứ tự cấp xung chế độ full step được thể hiên tại bảng 2.4
12 
 


Bảng 2.4: Thứ tự kích chân chế độ full step
1a

2a

1b

2b

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

 Mức logic 1 được đấu với Vcc.
 Mức logic 0 được đấu với mass 0 V
 Đảo chiều động cơ bằng cách dảo thứ tự cấp xung ở bảng 2.4
 Thứ tự cấp xung chế độ half setp được biểu diễn trên bảng 2.5
Bảng 2.5: Thứ tự kích chân chế độ half step
1a

1

1

0

0

0

0

0

1

2a

0

1

1

1

0

0

0

0

1b

0

0

0

1

1

1

0

0

2b

0

0

0

0

0

1

1

1

 Nếu ta cấp xung điện cho cả hai cực liền kề nhau thì cực lồi của roto nằm ở
giữa hai cực nên động cơ chỉ bước được nửa bước.


Đảo chiều động cơ bằng cách đảo chiều thứ tự cấp xung của bảng 2.5
o

Động cơ bước đơn cực (sơ đồ đấu dây)

Hình 2.18: Cấu tạo động cơ bước đơn cực


Bảng trạng thái điều khiển chế độ full step biểu diễn trên bảng 2.6

13 
 


Bảng 2.6: Bảng trạng thái xung điều khiển chế độ full step
1a

2a

1b

2b

1
0
0
0

0
1
0
0

0
0
1
0

0
0
0
1



 Bảng trạng thái điều khiển chế độ half setp được biểu diễn trên bảng 2.7.
Bảng 2.7: Bảng trạng thái xung điều khiển chế độ half step
1a

1

1

0

0

0

0

0

1

2a

0

1

1

1

0

0

0

0

1b

0

0

0

1

1

1

0

0

2b

0

0

0

0

0

1

1

1

o Động cơ bước biến từ trở: là loại động cơ có roto làm bằng sắt non có từ trở
thay đổi theo góc quay. Thông thường có 3 hoặc 4 cuộn dây đấu chung 1
đầu. Động cơ này được điều khiển bằng cách đấu dây chung lên nguồn
dương hoặc mass rồi đấu đầu còn lại của từng cuộn dây vào cực mass hoặc
dương theo thứ tự thì động cơ sẽ quay đều. Cấu tạo như hình 2.19.
o Bảng trạng thái kích xung điều khiển thể hiện trên bảng 2.8.
Bảng 2.8. Bảng trạng thái xung điều khiển động cơ biến từ trở
1
0

1
1

2
1
0
1

3
1
1
0

c
1
1
1
Hình 2.19: Cấu tạo động cơ bước biến từ trơ

o Đảo chiều bằng cách cấp xung ngược với thứ tự trong bảng trạng thái.
o Đề tài thực hiện sử dụng động cơ bước đơn cực.
2.6. Động cơ ac:
14 
 


 Động cơ trục chính được sử dụng trong đề tài thuộc loại động cơ điện 1 pha có
vành góp được thể hiện trên hình 2.20.

Hình 2.20: Cấu tạo động cơ xoay chiều cổ góp.

 Về cấu tạo giống với động cơ điện 1 chiều. Cấu tạo gồm:
 Stato (phần tĩnh): gồm cực từ chính và cực từ phụ. Cực từ chính đóng vai
trò là bộ phận sinh ra từ trường chính trong máy. Được chế tạo từ thép kỹ thuật điện. Dây
quấn cực từ chính có tiết diện hình tròn và được bọc cách điện. Các dây quấn đặt trên các
cực từ chính thường được nối tiếp với nhau. Cực từ phụ dùng để cải thiện đổi chiều.
Được làm từ thép kỹ thuật điện. Dây quấn cực từ phụ đặt trên cực từ phụ và nối tiếp với
dây quấn phần ứng (roto) qua chổi than. Cực từ phụ được đặt xen kẽ cực từ chính.Cực từ
được thể hiện trên hình 2.21.
 Roto (phần quay): là phần ứng, gồm các lá thép kỹ thuật điện được ghép
với nhau. Trên từng lá có dập rãnh để bố trí dây quấn phần ứng. Dây quấn phần ứng được
bố trí trong các rãnh phần ứng là bộ phận tham gia trực tiếp quá trình biến đổi năng lượng
điện từ. Hình ảnh lá thép phần ứng được thể hiện trên hình 2.22.
 Cổ góp: Đây là bộ phận dùng để đảo chiều dòng điện hay có thể coi nó là
bộ chỉnh lưu cơ khí. Bao gồm các phiến góp bằng đồng được ghép lại với nhau thành cổ
góp hình trụ. Giữa chúng có lớp mica cách điện, được thể hiện cụ thể trên hình 2.23.
15