Động cơ bước là gì? Ứng dụng cụ thể của động cơ bước như thế nào?

Động cơ bước là thiết bị được ứng dụng phổ biến trong nền công nghiệp tự động hóa hiện nay. Tuy vậy, nhiều khách hàng còn băn khoăn và chưa hiểu rõ về thiết bị này. Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ giải đáp động cơ bước là gì cùng với những ứng dụng của động cơ bước trong công nghiệp tự động hóa để bạn đọc tham khảo.

Động cơ bước là gì? 

Động cơ bước còn có tên gọi khác là Step Motor. Đây là một loại động cơ chạy bằng điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường. Bản chất của động cơ bước 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 roto vào các vị trí cần thiết. ( Khái niệm dựa theo wikipedia)

Tóm lại, động cơ bước là một dạng động cơ mà người dùng có thể quy định được góc quay của nó.

Ví dụ: một động cơ bước 1,8 độ/bước quay hết 1 vòng 360 độ thì mất 200 bước (gọi là FULL STEP). Các chế độ quay nhiều xung thì động cơ quay sẽ êm hơn.

Tại Việt Nam, động cơ 200 step được ứng dụng phổ biến nhất.

Các loại động cơ bước

Trên thị trường hiện nay có các dòng động cơ bước đa dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

1. Phân loại động cơ bước theo số pha

• Động cơ bước 2 pha: đây là dạng động cơ bước 4 dây, 6 dây, 8 dây, bước góc 1,8 độ
• Động cơ bước 3 pha: đây là loại động cơ bước 3 dây, 4 dây, bước góc 1,2 độ
• Động cơ bước 5 pha: là dạng động cơ bước 5 dây, bước góc 0,72 độ

2. Phân loại động cơ bước theo rotor

Phân loại theo rotor, động cơ bước có các dạng sau:

• Động cơ bước nam châm vĩnh cửu

Đây là dạng động cơ bước hoạt động dựa trên lực hút hoặc lực đẩy giữa rotor PM và nam châm điện stator. Nguyên tắc hoạt động: các cực khác nhau thì hút nhau, các cực giống nhau thì đẩy nhau.

• Động cơ bước biến đổi điện trở

Đây là dạng động cơ bước có cấu tạo giống với động cơ bước nam châm vĩnh cửu và hoạt động dựa trên nguyên tắc tối thiểu xảy ra với khe hở tối thiểu.

Cụ thể: các cuộn pha đối xứng có cùng cực tính khác nhau. Roto được làm từ thép non có khả năng dẫn từ cao nên khi động cơ mất điện roto vẫn quay tự do rồi mới dừng hẳn

• Động cơ bước lai

Động cơ bước lai còn được gọi là động cơ bước hỗn hợp, đây là sự kết hợp giữa sự đặc trưng của động cơ bước nam châm vĩnh cửu và động cơ bước biến từ.

Động cơ bước lai có thể đạt công suất tối đa trong kích thước nhỏ gọn. Răng của rotor tạo đường dẫn giúp định hướng cho từ thông ưu tiên vào trong lỗ thông khí.

3. Phân loại động cơ bước theo cực

• Động cơ bước đơn cực: với dạng động cơ bước này, dòng điện chạy qua dây cuộn cùng một hướng, cho phép sử dụng mạch điện điều khiển đơn giản hơn, tạo ra ít mô-men.
• Động cơ bước hai cực: với dạng động cơ bước này, dòng điện có thể chạy qua dây cuộn theo hai hướng. Đòi hỏi một mạch điện điều khiển phức tạp hơn, tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn động cơ bước đơn cực.

Ưu điểm của động cơ bước

Động cơ bước là thiết bị mang nhiều công năng hữu ích và ưu điểm nổi bật như:

• Không cần cảm biến để phát hiện vị trí động cơ
• Động cơ bước không cần bộ điều khiển, tính toán phức tạp hoặc điều chỉnh để động cơ bước hoạt động đúng, việc điều khiển cũng dễ dàng hơn các loại động cơ khác
• Động cơ có mômen xoắn tốt cho việc giữ vị trí.
• Động cơ bước có tuổi thọ cao do không dùng chổi than, mang lại lợi ích về kinh tế cho người dùng
• Có thể điều chỉnh chính xác góc quay
• Quá trình lắp đặt, thay thế dễ dàng, nhanh chóng, giá thành thấp

Ứng dụng của động cơ bước như thế nào?

Động cơ bước được ứng dụng phổ biến trong:

• Trong công nghiệp: động cơ bước được sử dụng phổ biến trong ngành tự động hóa, cụ thể là cho các thiết bị cần điều khiển chính xác, các máy công cụ như máy cắt plasma cnc, máy khắc, máy cắt laser,…
• Trong vấn đề bảo mật: động cơ bước được ứng dụng trong thiết bị giám sát an ninh như camera an ninh & giám sát..
• Trong ngành Y tế: động cơ bước được sử dụng rộng rãi trong các loại máy móc như máy lấy mẫu, phân tích máu, máy quét y tế, chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số,…
• Trong ngành Điện tử: động cơ bước ứng dụng trong chức năng lấy nét và thu phóng camera kỹ thuật số tự động, máy in 3D…