Summary:...
Động cơ bước và động cơ servo có cấu tạo giống nhau và sử dụng nguyên tắc hoạt động giống nhau. Cả hai động cơ đều bao gồm một rôto nam châm vĩnh cửu và một stato với các cuộn dây quấn. Cả hai đều hoạt động bằng điện hoặc đặt điện áp một chiều vào cuộn dây stato, có nghĩa là rôto chuyển động. Tuy nhiên, đây là điểm tương đồng duy nhất giữa động cơ servo và động cơ bước.
Phương pháp truyền động động cơ bước
Động cơ bước có 50 đến 100 cực và là thiết bị hai pha. Ngược lại, động cơ servo có 4 đến 12 cực và là thiết bị ba pha.
Trình điều khiển động cơ bước tạo ra một sóng hình sin có tần số thay đổi theo tốc độ, nhưng độ lớn không đổi.
Mặt khác, bộ truyền động servo tạo ra sóng sin với sự biến đổi tần số và cường độ, cho phép chúng điều khiển tốc độ và mô-men xoắn.
Phương pháp điều khiển động cơ bước
Động cơ bước truyền thống tiến tới một số xung nhất định để di chuyển sau khi nhận được lệnh, liên quan đến khoảng cách. Động cơ bước được coi là hệ thống vòng hở vì chúng thiếu cơ chế phản hồi để xác nhận rằng vị trí mục tiêu đã đạt được. Động cơ servo cũng sẽ di chuyển sau khi nhận được lệnh từ bộ điều khiển. Trái ngược với hoạt động của hệ thống động cơ bước vòng hở, động cơ servo là một hệ thống vòng kín có bộ mã hóa tích hợp liên tục liên lạc với bộ điều khiển, điều này thực hiện bất kỳ điều chỉnh nào cần thiết để đảm bảo đạt được vị trí mục tiêu.
Trong hệ thống động cơ bước, nếu mômen động cơ khả dụng không đủ để vượt qua tải, động cơ sẽ dừng hoặc bỏ qua một hoặc nhiều xung, tạo ra sự chênh lệch giữa vị trí lý tưởng và vị trí thực tế đạt được. Để tránh vấn đề này, động cơ bước thường có kích thước lớn để đảm bảo có thặng dư giữa mômen tải nặng nhất và mômen quay khả dụng của động cơ. Ngoài việc tăng kích thước của động cơ, có một tùy chọn khác. Bằng cách thêm bộ mã hóa và chạy ở chế độ servo, hệ thống động cơ bước có thể giám sát và điều khiển vị trí, giống như động cơ servo.
Cách đơn giản nhất để chạy động cơ bước ở chế độ vòng kín là so sánh vị trí lý thuyết thu được dựa trên số bước và vị trí thực tế dựa trên phản hồi của bộ mã hóa. Nếu có sự khác biệt giữa vị trí mục tiêu và thực tế, bộ điều khiển sẽ bắt đầu hành động sửa chữa.
Mặc dù phương pháp trên là phản ứng, sau khi hoàn thành chuyển động, vị trí của động cơ được thay đổi. Động cơ bước vòng kín có thể liên tục theo dõi sự khác biệt giữa số bước vị trí và phản hồi của bộ mã hóa (điều này thường được nhúng trong tải). Với phản hồi liên tục, quá trình bù có thể được hoàn thành trong thời gian thực, bằng cách tăng tần số xung, tạm thời tăng dòng điện hoặc điều chỉnh góc bước.
Trong chế độ vòng kín, cách thứ ba để chạy động cơ bước là sử dụng giao hoán hình sin. Nếu từ trường stato và rôto không được căn chỉnh đúng, bộ mã hóa sẽ điều chỉnh dòng điện động cơ để phù hợp chính xác với mô-men xoắn cần thiết để di chuyển hoặc điều khiển tải. Bởi vì phản hồi được sử dụng để điều khiển mô-men xoắn, bằng cách giám sát dòng điện của động cơ, chế độ này đôi khi được gọi là điều khiển servo. Trong chế độ điều khiển servo, động cơ bước thực sự hoạt động giống như động cơ servo cực cao. Tuy nhiên, không có tiếng ồn và cộng hưởng như động cơ bước truyền thống, mang lại chuyển động mượt mà hơn và điều khiển chính xác hơn. Bởi vì dòng điện là động thay vì một giá trị không đổi như động cơ bước truyền thống, vấn đề nóng động cơ được tránh rất nhiều.
Động cơ bước vòng kín loại bỏ nhiều khiếm khuyết của hệ thống vòng hở truyền thống, làm cho chúng có hiệu suất tương tự như động cơ servo. Trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao, tốc độ cao và mô-men xoắn lớn, và khả năng xử lý tải thay đổi, hiệu suất của động cơ servo là do động cơ bước vòng kín.
EN
