[Tìm hiểu] động cơ bước 5 pha là gì? giải thích chi tiết từ A->Z

09/08/23

Chuyên mục: Kiến Thức Chung

[Tìm hiểu] động cơ bước 5 pha là gì? giải thích chi tiết từ A->Z

Động cơ bước thường được phân loại theo số pha trong cấu tạo của chúng, với các loại 2 pha và 5 pha là các thiết kế phổ biến.

Mặc dù các động cơ bước 2 pha được áp dụng rộng rãi hơn, nhưng động cơ bước 5 pha mang lại những ưu điểm về hiệu suất khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong một số ứng dụng.

Cấu tạo cơ bản của động cơ bước lai bao gồm hai cốc rotor, mỗi vòng rotor có 50 răng. Các rotor được từ hóa theo trục bởi một nam châm vĩnh cửu, do đó các răng của vòng này đều là cực bắc và răng của vòng rotorr kia đều là cực nam.

Với 50 răng trên mỗi rotor, bước răng hoặc khoảng cách giữa các răng là 7,2 ° (360 ° ÷ 50 = 7,2 °). Hai rotor lệch nhau ½ bước răng, do đó sự kết hợp của hai vòng rotor hoạt động như một rotor 100 răng, với 50 cặp cực (50 bộ răng bắc nam).

[caption id="attachment_6532" align="alignnone" width="768"] rotor-dong-co-buoc-5-pha Rôto của động cơ bước lai được tạo thành từ hai cốc, mỗi cốc thường có 50 răng. Hai cốc lệch nhau 1/2 bước răng, và răng trên cốc này phân cực bắc, trong khi răng trên cốc kia phân cực nam, tổng cộng là 100 cực, hoặc 50 cặp cực.[/caption]

Stato được tạo thành từ các cực có răng, và mỗi cực có một dây quấn trong trường hợp của động cơ bước 5 pha, sẽ có mười cực, sao cho mỗi pha trong số năm pha bao gồm hai cực, được đặt lệch hướng 180 ° so với nhau. Khi dòng điện được đặt vào một pha, hai cực trong pha đó được cung cấp năng lượng và nhiễm từ .

[caption id="attachment_6533" align="alignnone" width="330"] dong-co-buoc-5-pha-co-2-cuc Một động cơ bước 5 pha có 10 cực, vậy mỗi pha có hai cực.[/caption]

Cấu tạo rotor và stato của động cơ bước 5 pha có nghĩa là mỗi xung dòng điện di chuyển rotor bằng 1/10 bước răng, với góc bước là 0,72°.

Góc bước = 360(2*số pha stator * số cặp cực) = 360(2*5*50) = 0,72°.

Góc bước nhỏ này có nghĩa là độ phân giải cao hơn so với động cơ 2 pha, có góc bước, hoặc độ phân giải, là 1,8 °. Microstepping có thể làm giảm thêm 250 lần độ phân giải của động cơ bước 5 pha, đối với góc bước nhỏ tới 0,00288 °.

Động cơ bước 5 pha cũng có ít gợn mô-men xoắn hơn do đó mô-men xoắn có thể sử dụng được nhiều hơn so với các thiết kế khác.

Mô-men xoắn được tạo ra bởi mỗi pha được cộng vào tổng mô-men xoắn đầu ra của động cơ. Khi mỗi pha được cấp điện và rotor chuyển động, một đường cong mômen xoắn chuyển vị hình sin được tạo ra.

Sự khác nhau trong các đường cong cho mỗi pha thể hiện gợn mô-men xoắn của động cơ. Càng nhiều pha đóng góp vào tổng mô-men xoắn, sự khác biệt giữa các đường cong mô-men xoắn chuyển vị càng nhỏ và gợn mô-men xoắn càng thấp. Độ gợn sóng mô-men xoắn thấp hơn cũng có nghĩa là mô-men xoắn hữu dụng hơn, độ rung thấp hơn và ít tiếng ồn hơn.

[caption id="attachment_6534" align="alignnone" width="768"] Động cơ bước 5 pha có mô men xoắn thấp hơn nhiều so với thiết kế 2 pha.[/caption]

Một trong những hạn chế của động cơ bước là chúng có thể mất tính đồng bộ nếu chúng vượt quá nhiều bước hoặc bỏ sót bước.

Nói cách khác động cơ có thể tăng hoặc mất bước về mặt vật lý liên quan đến lệnh của bộ điều khiển và nếu không có thiết bị phản hồi, bộ điều khiển không thể phát hiện vị trí không chính xác của động cơ.

Nhưng với động cơ bước 5 pha, việc mất đồng bộ ít có khả năng xảy ra hơn nhiều, bởi vì nó yêu cầu rotor hoặc vượt quá ½ bước răng hoặc hụt dưới ½ bước răng.

Vì ½ bước răng là 3,6 ° và góc bước của động cơ bước 5 pha là 0,72 °, động cơ sẽ phải vượt quá 5 bước (3,6 ° ÷ 0,72 ° = 5 bước) trước khi mất đồng bộ - một kịch bản khó xảy ra trong hầu hết các ứng dụng có kích thước phù hợp.