DC Motors hệ thống Định vị xe máy

dinh vi xe may viettel

DC Motors hệ thống Định vị xe máy  

Điện DC Motors là thiết bị truyền động liên tục chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Động cơ DC đạt được điều này bằng cách sản xuất một vòng quay góc liên tục có thể được sử dụng để xoay bơm, quạt, máy nén khí, bánh xe, vv

Cũng như động cơ DC quay thông thường, động cơ tuyến tính cũng có sẵn trong đó có khả năng tạo một phong trào lót liên tục. Về cơ bản có ba loại thông thường động cơ điện có sẵn: AC loại Motors, DC loại Motors và Stepper Motors.

nhỏ dc động cơ
Một điển hình DC nhỏ động cơ trong định vị xe máy
AC Motors thường được sử dụng trong điện cao duy nhất hoặc nhiều giai đoạn các ứng dụng công nghiệp là một mô-men xoắn quay liên tục và tốc độ là cần thiết để kiểm soát tải trọng lớn như quạt hoặc máy bơm.

Trong hướng dẫn này trên các động cơ điện, chúng tôi sẽ chỉ xem nhiệm vụ ánh sáng đơn giản DC Motors và Stepper Motors được sử dụng trong nhiều loại khác nhau của điện tử, điều khiển vị trí, bộ vi xử lý, PIC và loại mạch robot.

Các cơ bản DC Motor

Các cơ DC hay động cơ hiện tại trực tiếp để cung cấp cho nó tên đầy đủ của nó, là bộ truyền động thường được sử dụng nhất để sản xuất chuyển động liên tục và tốc độ mà quay có thể dễ dàng được kiểm soát, làm cho chúng lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng được kiểm soát tốc độ, loại servo điều khiển, và / hoặc định vị được yêu cầu. Một động cơ DC bao gồm hai phần, một “Stator” đó là một phần văn phòng phẩm và một “Rotor” đó là phần quay. Kết quả là có cơ bản là ba loại động cơ DC có sẵn.

Động cơ chải – Đây là loại động cơ tạo ra một từ trường trong một rotor vết thương (phần mà quay) bằng cách truyền một dòng điện thông qua một hội đồng chuyển mạch và carbon brush, do đó thuật ngữ “chải”. Các stator (các văn phòng phẩm phần) từ trường được sản xuất bằng cách sử dụng hoặc là một stator lĩnh vực vết thương quanh co hoặc bằng nam châm vĩnh cửu. Nói chung chải động cơ DC có giá rẻ, nhỏ và dễ dàng kiểm soát.
Brushless Motor – Đây là loại động cơ tạo ra một từ trường trong các cánh quạt bằng cách sử dụng nam châm vĩnh cửu gắn liền với nó và ân đạt được bằng điện tử. Chúng thường nhỏ hơn nhưng đắt hơn chải loại thông thường DC động cơ vì chúng sử dụng “hiệu ứng Hall” switch trong stator để sản xuất tự quay yêu cầu trường stator nhưng chúng có đặc tính mô-men xoắn / tốc độ tốt hơn, hiệu quả hơn và có một cuộc sống hoạt động lâu hơn hơn các loại chải tương đương.
Servo Motor – Đây là loại động cơ cơ bản là một động cơ DC chải với một số hình thức kiểm soát thông tin phản hồi vị trí kết nối với các trục cánh quạt. Chúng được kết nối và điều khiển bởi một bộ điều khiển kiểu PWM và được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống kiểm soát vị trí và mô hình phát thanh kiểm soát.
Bình thường động cơ DC có đặc điểm gần như tuyến tính với tốc độ của họ quay được xác định bởi điện áp DC được áp dụng và mô-men xoắn đầu ra của họ được xác định bởi chảy qua các cuộn dây động cơ hiện tại. Tốc độ quay của bất kỳ động cơ DC có thể được thay đổi từ một vài vòng mỗi phút (rpm) đến nhiều ngàn vòng mỗi phút làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng điện tử, ô tô hoặc robot. Bằng cách kết nối chúng với hộp số hoặc gear-luyện tốc độ đầu ra của họ có thể được giảm trong khi đồng thời tăng sản lượng mô-men xoắn của động cơ ở tốc độ cao.

Các “Brushed” DC Motor

Một thông thường chải DC Motor bao gồm cơ bản của hai bộ phận, cơ thể tĩnh của động cơ được gọi là stato và phần bên trong mà quay sản xuất phong trào gọi là Rotor hay “linh kiện” cho máy DC.

Các động cơ quấn stator là một mạch điện từ gồm cuộn dây điện kết nối với nhau trong một cấu hình tròn để tạo ra các yêu cầu Bắc cực sau đó một Nam cực sau đó một vv, loại văn phòng phẩm hệ thống từ trường Bắc cực dùng để quay, không giống như máy AC có trường stator tục quay với tần số áp dụng. Dòng chảy trong các cuộn dây lĩnh vực được gọi là lĩnh vực động cơ hiện tại.

Những cuộn dây điện từ, hình thành các lĩnh vực stato có thể được kết nối bằng điện trong loạt, song song hoặc cả hai cùng nhau (hợp chất) với động cơ ứng. Một loạt vết thương DC động cơ có cuộn dây stator lĩnh vực của nó nối tiếp với phần ứng. Tương tự như vậy, một shunt vết thương DC động cơ có cuộn dây stator lĩnh vực của nó kết nối song song với phần ứng như hình vẽ.

Series và Shunt Kết nối DC Motor

Các cánh quạt hoặc phần ứng của một máy DC bao gồm dây dẫn mang dòng kết nối với nhau ở một đầu để phân đoạn đồng cách điện được gọi là chuyển mạch. Cổ góp cho phép kết nối điện để có thể thông qua chổi than (vì vậy tên “Brushed” động cơ) để một nguồn cung cấp điện bên ngoài là xoay phần ứng.

Các thiết lập từ trường của rotor cố gắng liên kết chính nó với các lĩnh vực văn phòng phẩm stator gây rotor quay trên trục của nó, nhưng không thể kết chính nó do sự chậm trễ ân giảm. Tốc độ quay của động cơ phụ thuộc vào sức mạnh của các cánh quạt từ trường và điện áp hơn được áp dụng cho các động cơ nhanh hơn các rotor sẽ quay. Bằng cách thay đổi này áp dụng DC điện áp tốc độ quay của động cơ cũng có thể thay đổi được.

Thông thường (Brushed) DC Motor: giải pháp chống trộm xe máy viettel

Các nam châm vĩnh cửu (PMDC) chải DC động cơ nhỏ thường nhiều và rẻ hơn so với tương đương loại vết thương stator anh em họ DC động cơ của nó như là họ không có cuộn dây. Trong nam châm vĩnh cửu DC (PMDC) Động cơ các cuộn dây trường được thay thế bằng đất hiếm mạnh (nghĩa là Samarium Cobolt, hoặc Neodymium sắt Boron) loại nam châm đó có các lĩnh vực năng lượng từ trường rất cao.

Việc sử dụng nam châm vĩnh cửu cho động cơ DC một đặc tính tốc độ tuyến tính / mô-men xoắn tốt hơn nhiều so với động cơ tương đương vết thương vì từ trường vĩnh viễn và đôi khi rất mạnh mẽ, làm cho chúng phù hợp hơn để sử dụng trong các mô hình, robot và servo.

Mặc dù DC chải động cơ là rất hiệu quả và rẻ tiền, các vấn đề liên quan đến động cơ DC chải là tia lửa xảy ra trong điều kiện tải nặng giữa hai bề mặt của bộ chuyển mạch và chổi than dẫn đến nhiệt tự tạo, tuổi thọ ngắn và nhiễu điện do gây nên , mà có thể gây hại cho bất kỳ thiết bị chuyển mạch bán dẫn như một MOSFET hay transistor. Để khắc phục những nhược điểm, Brushless DC Motors đã phát triển.

Các “Brushless” DC Motor

Các chổi than động cơ DC (BDCM) là rất tương tự như một nam châm vĩnh cửu DC động cơ, nhưng không có bất kỳ cọ để thay thế hoặc mang ra do chuyển mạch gây nên. Vì vậy, ít nhiệt được tạo ra trong rotor tăng tuổi thọ động cơ. Các thiết kế của động cơ không chổi than giúp loại bỏ sự cần thiết cho bàn chải bằng cách sử dụng một mạch ổ đĩa phức tạp hơn là những từ trường rotor là nam châm vĩnh cửu mà luôn luôn là trong đồng bộ hóa với các trường stator cho phép cho một điều khiển tốc độ và mô-men xoắn chính xác hơn.

Sau đó, việc xây dựng một không chổi than DC động cơ là rất giống với động cơ AC làm cho nó một động cơ đồng bộ đúng nhưng một bất lợi là nó là tốn kém hơn nhiều so với một tương đương “chải” thiết kế động cơ.

Sự kiểm soát của cơ DC động cơ là rất khác nhau từ các động cơ DC chải bình thường, trong đó loại động cơ kết hợp một số phương tiện để phát hiện các rotor góc vị trí (hoặc cực từ) cần thiết để sản xuất ra các tín hiệu phản hồi cần thiết để kiểm soát các chuyển mạch bán dẫn thiết bị. Các vị trí cảm biến / cực phổ biến nhất là “Hiệu ứng Hall Sensor”, nhưng một số động cơ cũng sử dụng cảm biến quang học.

Sử dụng cảm biến hiệu ứng Hall, sự phân cực của nam châm điện được bật bởi mạch điều khiển điều khiển động cơ. Sau đó, động cơ có thể dễ dàng đồng bộ hóa với một tín hiệu đồng hồ kỹ thuật số, cung cấp tốc độ điều khiển chính xác. Không chổi than động cơ DC có thể được xây dựng để có, một cánh quạt bên ngoài nam châm vĩnh cửu và nam châm điện stator nội bộ hoặc một rotor nam châm vĩnh cửu bên trong và một nam châm điện stator bên ngoài.

Ưu điểm của Brushless DC Motor so với nó “chải” anh em họ là hiệu suất cao hơn, độ tin cậy cao, tiếng ồn điện thấp, kiểm soát tốc độ tốt và quan trọng hơn, không có bàn chải hoặc chuyển mạch để mang ra sản xuất một tốc độ cao hơn nhiều. Tuy nhiên nhược điểm của họ là họ có nhiều tốn kém và phức tạp hơn để kiểm soát.

DC Servo Motor

DC Servo động cơ được sử dụng trong các ứng dụng dạng vòng khép kín là vị trí của trục động cơ đầu ra là ăn trở lại mạch điều khiển động cơ. Điển hình vị trí “Phản hồi” bao gồm các thiết bị phân giải, mã hóa và chiết áp như được sử dụng trong các mô hình điều khiển vô tuyến như máy bay và tàu thuyền, vv

Một động cơ servo thường bao gồm một built-in hộp số giảm tốc độ và khả năng cung cấp mômen xoắn cao trực tiếp. Các trục ra của động cơ servo không quay tự do cũng như các trục của động cơ DC vì các thiết bị hộp số và thông tin phản hồi kèm theo.

DC Servo Motor Block Diagram

Một động cơ servo bao gồm một động cơ DC, hộp số giảm, thiết bị phản hồi vị trí và một số hình thức sửa lỗi. Tốc độ hoặc vị trí được điều khiển liên quan đến một tín hiệu tín hiệu đầu vào hoặc tham chiếu vị trí áp dụng cho các thiết bị.

động cơ servo rc
RC Servo Motor
Các bộ khuếch đại phát hiện lỗi nhìn vào tín hiệu đầu vào này và so sánh nó với các tín hiệu phản hồi từ các động cơ trục ra và xác định nếu trục đầu ra động cơ là trong một điều kiện lỗi, và nếu như vậy, bộ điều khiển làm cho điều chỉnh thích hợp, hoặc đẩy mạnh cơ giới hoặc làm chậm nó xuống. Phản ứng này vào thiết bị phản hồi vị trí có nghĩa là động cơ servo hoạt động trong một “Hệ thống Vòng Đóng”.

Cũng như các ứng dụng công nghiệp lớn, động cơ servo cũng được sử dụng trong các mô hình điều khiển từ xa nhỏ và robot, với hầu hết các động cơ servo là có thể xoay lên đến khoảng 180 độ theo cả hai hướng làm cho chúng lý tưởng cho vị trí góc chính xác. Tuy nhiên, những loại servo RC không thể liên tục xoay với tốc độ cao như động cơ DC thông thường trừ khi đặc biệt sửa đổi.

Một động cơ servo bao gồm một số thiết bị trong một gói, động cơ, hộp số, thiết bị phản hồi và sửa lỗi để kiểm soát vị trí, hướng và tốc độ. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các robot và các mô hình nhỏ khi chúng được kiểm soát dễ dàng sử dụng chỉ cần ba dây, Power, Ground và điều khiển tín hiệu.

DC Motor Switching và kiểm soát

Động cơ DC nhỏ có thể được chuyển sang “On” hoặc “Off” bằng các phương tiện thiết bị chuyển mạch, rơ le, bóng bán dẫn hoặc các mạch MOSFET với hình thức đơn giản của điều khiển động cơ là “Linear” kiểm soát. Đây là loại mạch sử dụng một Transistor lưỡng cực là một Switch (Một transistor Darlington cũng có thể được sử dụng, được đánh giá cao hơn hiện hành là cần thiết) để điều khiển động cơ từ một nguồn cung cấp năng lượng duy nhất.

Bằng cách thay đổi số lượng cơ sở hiện nay chảy vào các bóng bán dẫn tốc độ của động cơ có thể được kiểm soát ví dụ, nếu các bóng bán dẫn được bật “một nửa”, sau đó chỉ có một nửa nguồn cung cấp điện áp đi vào động cơ. Nếu các bóng bán dẫn được bật “hoàn toàn ON” (bão hòa), sau đó tất cả các nguồn cung cấp điện áp đi vào động cơ và nó quay nhanh hơn. Sau đó, cho loại tuyến tính này kiểm soát, quyền lực được phân phối liên tục cho động cơ như hình dưới đây.

Điều khiển tốc độ động cơ

mạch điều khiển tốc độ động cơ

Các mạch chuyển đổi đơn giản trên cho thấy các mạch cho một Uni-directional (một hướng duy nhất) mạch điều khiển tốc độ động cơ. Khi tốc độ quay của động cơ DC tỉ lệ với điện áp trên thiết bị đầu cuối của mình, chúng ta có thể điều chỉnh điện áp đầu cuối này sử dụng một bóng bán dẫn.

Hai bóng bán dẫn được kết nối như là một cặp darlington để kiểm soát phần ứng chính hiện hành của động cơ. Một Potentiometer 5kΩ được sử dụng để kiểm soát lượng ổ đĩa cơ sở để các bóng bán dẫn thí điểm đầu tiên TR1, do đó điều khiển các transistor chuyển mạch chính, TR2 cho phép điện áp DC của động cơ được thay đổi từ số không đến VCC, trong ví dụ này 9-12 volt.

Tùy chọn điốt bánh đà được kết nối qua các chuyển mạch bán dẫn, TR2 và các thiết bị đầu cuối động cơ để bảo vệ khỏi bất kỳ emf lại được tạo ra bởi động cơ khi nó quay. Chiết áp điều chỉnh có thể được thay thế với logic liên tục “1” hoặc logic “0” tín hiệu áp dụng trực tiếp đến đầu vào của mạch để chuyển đổi động cơ “hoàn toàn-ON” (bão hòa) hoặc “hoàn toàn-OFF” (cut-off) tương ứng từ các cổng của một vi điều khiển PIC.

Cũng như kiểm soát tốc độ cơ bản này, các mạch tương tự cũng có thể được dùng để điều khiển động cơ tốc độ quay. Bằng cách liên tục chuyển đổi các động cơ hiện tại “ON” và “OFF” ở một tần số đủ cao, tốc độ của động cơ có thể thay đổi giữa đứng im (0 rpm) và tốc độ tối đa (100%) bằng cách thay đổi tỷ lệ đánh dấu không gian của nó cung cấp. Điều này đạt được bằng cách thay đổi tỷ lệ “ON” thời gian (tấn) với “OFF” thời gian (Toff) và điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng một quá trình gọi là Pulse Width Modulation.

Độ rộng xung điều khiển tốc độ

Chúng tôi đã nói trước đó rằng ông tốc độ quay của động cơ DC là tỷ lệ thuận với giá trị trung bình (trung bình) giá trị điện áp trên đầu của nó và cao hơn giá trị này, lên đến tối đa cho phép volt động cơ, nhanh hơn các động cơ sẽ xoay. Trong tốc độ điện áp từ khác nhiều hơn. Bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa “ON” (tấn) thời gian và “OFF” (Toff) khoảng thời gian thời gian, được gọi là “Tỷ lệ Duty”, “Mark / Tỷ lệ không gian” hoặc “Duty Cycle”, giá trị trung bình của điện áp động cơ và do đó tốc độ quay của nó có thể thay đổi được. Với đĩa đơn cực đơn giản β tỷ lệ thuế được đưa ra như:

dc chu kỳ nhiệm vụ vận động

và giá trị trung bình điện áp đầu ra DC làm thức ăn cho động cơ được đưa ra như: Vmean = β x Vsupply. Sau đó, bằng cách thay đổi độ rộng của xung là, điện áp động cơ và do đó điện áp dụng cho các động cơ có thể được kiểm soát và loại điều khiển được gọi là Pulse Width Modulation hoặc PWM.

Một cách khác để kiểm soát tốc độ quay của động cơ là để thay đổi tần số (và do đó khoảng thời gian của điện áp điều khiển) trong khi các “ON” và “OFF” lần tỷ lệ thuế được giữ không đổi. Đây là loại điều khiển được gọi là Pulse Frequency Modulation hoặc PFM.

Với điều chế tần số xung

Đảo ngược Các Direction Of A động cơ DC

Trong khi kiểm soát tốc độ của động cơ với một bóng bán dẫn đơn DC có nhiều lợi thế nó cũng có một nhược điểm chính, hướng quay luôn luôn là như nhau, một của nó “Uni-directional” mạch. Trong nhiều ứng dụng, chúng ta cần để vận hành động cơ ở cả hai hướng về phía trước và ngược lại.

Để điều khiển hướng của động cơ DC, sự phân cực của điện DC áp dụng cho các kết nối của động cơ phải được đảo ngược cho phép trục của nó để xoay theo hướng ngược lại. Một cách rất đơn giản và rẻ tiền để điều khiển hướng quay của động cơ DC là sử dụng công tắc khác nhau sắp xếp theo cách sau đây:

Điều khiển DC Motor Directional

dc điều khiển động cơ hướng

Các mạch đầu tiên sử dụng một chuyển đổi duy nhất đôi cực, đôi ném (DPDT) để kiểm soát sự phân cực của các kết nối động cơ. Bằng cách thay đổi qua các địa chỉ liên lạc cung cấp cho các thiết bị đầu cuối động cơ là đảo ngược và động cơ đảo ngược hướng. Các mạch thứ hai là hơi phức tạp hơn và sử dụng bốn đơn cực, đơn ném (SPST) switch sắp xếp theo một cấu hình “H”.

Các chuyển mạch cơ khí được bố trí theo cặp chuyển đổi và phải được vận hành trong một sự kết hợp cụ thể để vận hành hoặc dừng động cơ DC. Ví dụ, chuyển đổi kết hợp A + D điều khiển xoay về phía trước trong khi chuyển mạch B + C kiểm soát xoay ngược như hình vẽ. Chuyển kết hợp A + B hoặc C + D quần short ra các thiết bị đầu cuối động cơ gây ra nó để phanh một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, sử dụng công tắc trong cách này hết sức nguy hiểm của nó như là công tắc điều hành A + C hoặc B + D cùng ngắn xin thoát ra khỏi nguồn điện.

Trong khi hai mạch trên sẽ làm việc rất tốt cho các ứng dụng động cơ nhỏ nhất DC, chúng ta thực sự muốn hoạt động kết hợp khác nhau của các công tắc cơ khí chỉ để đảo chiều của động cơ, NO !. Chúng ta có thể thay đổi thiết bị chuyển mạch nhãn cho bộ Điện Rơ le và có một nút duy nhất phía trước đảo ngược hoặc chuyển đổi hoặc thậm chí sử dụng một trạng thái rắn CMOS 4066B quad chuyển đổi song phương.

Nhưng một cách rất tốt để đạt được kiểm soát hai chiều của động cơ (cũng như tốc độ của nó) là kết nối các động cơ một thỏa thuận loại mạch Transistor cầu H như hình dưới đây.

Basic Bi-directional cầu H Mạch

động cơ dc mạch h-cầu

Mạch cầu H trên, được đặt tên như vậy vì cấu hình cơ bản của bốn công tắc, hoặc rơle cơ điện hoặc bán dẫn tương tự như của chữ “H” với động cơ đặt trên thanh trung tâm. Các Transistor hoặc MOSFET cầu H có lẽ là một trong những loại thường được sử dụng nhất của bi-directional mạch điều khiển động cơ DC. Nó sử dụng “cặp transistor bổ” cả NPN và PNP trong từng ngành với các bóng bán dẫn được chuyển cùng nhau theo cặp để điều khiển động cơ.

Kiểm soát đầu vào Một hoạt động của động cơ một chiều tức là, Chuyển luân chuyển trong khi đầu vào B hoạt động của động cơ theo hướng khác tức là, Reverse quay. Sau đó, bằng cách chuyển đổi các bóng bán dẫn “ON” hoặc “OFF” ở “cặp chéo” của họ kết quả trong điều khiển hướng của động cơ.

Ví dụ, khi transistor TR1 là “ON” và transistor TR2 là “OFF”, điểm A được kết nối với nguồn điện áp (+ VCC) và nếu transistor TR3 là “OFF” và transistor TR4 là “ON” điểm B được kết nối với 0 volt (GND). Sau đó động cơ sẽ xoay theo một hướng tương ứng với thiết bị đầu cuối động cơ A là B tích cực và thiết bị đầu cuối xe là tiêu cực.

Nếu trạng thái chuyển mạch được đảo ngược để TR1 là “OFF”, TR2 là “ON”, TR3 là “ON” và TR4 là “OFF”, các động cơ hiện tại sẽ chảy theo hướng ngược lại gây ra động cơ xoay ở đối diện phương hướng.

Sau đó, bằng cách áp dụng mức logic đối diện “1” hoặc “0” cho các đầu vào A và B các động cơ hướng quay có thể được kiểm soát như sau.

Điều quan trọng là không có sự kết hợp khác của đầu vào được cho phép như vậy có thể gây ra việc cung cấp điện được thiếu ra, tức là cả hai bóng bán dẫn, TR1 và TR2 chuyển sang “ON” cùng một lúc, (cầu chì = bang!).

Như với điều khiển động cơ DC uni-directional như đã thấy ở trên, tốc độ quay của động cơ cũng có thể được điều khiển bằng xung Width Modulation hoặc PWM. Sau đó, bằng cách kết hợp cầu H chuyển đổi với điều khiển PWM, cả hai hướng và tốc độ của động cơ có thể được điều khiển chính xác.

Thương mại ra khỏi kệ bộ giải mã của IC như SN754410 Quad Nửa H-Bridge IC hoặc các L298N trong đó có 2 H-Cầu có sẵn với tất cả các điều khiển và an toàn logic cần thiết xây dựng trong được thiết kế đặc biệt cho các mạch điều khiển cầu H động cơ bi-directional .

DC động cơ Stepper

Cũng giống như các động cơ DC trên, Stepper Motors cũng đang khởi động cơ điện để chuyển đổi một tín hiệu đầu vào kỹ thuật số xung vào một (cộng dồn) chuyển động cơ học rời rạc được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển công nghiệp. Một động cơ bước là một loại động cơ không chổi than đồng bộ ở chỗ nó không có một phần ứng với một bộ chuyển mạch và carbon bàn chải nhưng có một cánh quạt tạo thành từ nhiều, một số loại có hàng trăm răng nam châm vĩnh cửu và stator với cuộn dây cá nhân.

động cơ bước dc
bước cơ
Như tên gọi, động cơ bước không quay trong một thời trang liên tục như một động cơ DC thông thường nhưng di chuyển trong “bước” rời rạc hoặc “Việc tăng”, với các góc của mỗi chuyển động quay hoặc bước phụ thuộc vào số cực stator và rotor răng động cơ bước có.

Bởi vì hoạt động bước riêng biệt của họ, động cơ bước dễ dàng có thể được luân chuyển một phân số hữu hạn của một vòng quay tại một thời điểm, chẳng hạn như 1.8, 3.6, 7.5 độ vv Vì vậy, ví dụ, cho phép giả định rằng một động cơ bước hoàn thành một cuộc cách mạng đầy đủ (360o trong chính xác 100 bước.

Sau đó góc bước cho các động cơ được cho là 360 độ / 100 bước = 3,6 độ mỗi bước. Giá trị này thường được gọi là các động cơ bước Bước Angle.

Có ba loại cơ bản của động cơ bước, từ trở biến, Magnet thường trực và Hybrid (một loại kết hợp của cả hai). Một Stepper Motor là đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi phải định vị chính xác và độ lặp lại với để bắt đầu, dừng, đảo chiều và kiểm soát tốc độ và một tính năng quan trọng của động cơ bước một phản ứng nhanh chóng, là khả năng giữ tải ổn định khi yêu cầu vị trí là đạt được.

Nói chung, động cơ bước có một rotor nội bộ với một số lượng lớn các nam châm vĩnh cửu “răng” với một số nam châm điện “răng” gắn trên vào stato. Các stator châm điện là phân cực và phân cực liên tục, gây ra các cánh quạt xoay một “bước” vào một thời điểm.

Hiện đại đa cực, động cơ đa răng bước có khả năng độ chính xác thấp hơn 0,9 degs mỗi bước (400 xung mỗi cuộc cách mạng) và được sử dụng chủ yếu cho các hệ thống định vị chính xác cao như những người sử dụng cho các từ của người đứng đầu trong các ổ đĩa mềm / cứng, máy in / máy vẽ hoặc các ứng dụng robot. Các động cơ bước thường được sử dụng nhất là 200 bước mỗi động cơ cách mạng bước. Nó có 50 răng rotor, 4 pha stator và một góc bước là 1.8 độ (360 degs / (50 × 4)).

Bước cơ Xây dựng và Kiểm soát

động cơ bước biến miễn cưỡng

Trong ví dụ đơn giản của chúng ta về một động cơ từ trở bước biến trên, động cơ bao gồm một rotor trung tâm bao quanh bởi bốn cuộn dây điện từ trường được dán nhãn A, B, C và D. Tất cả các cuộn dây với cùng một lá thư được kết nối với nhau để cung cấp năng lượng mà, nói cuộn dây đánh dấu A sẽ gây ra các rotor từ kết chính nó với bộ dạng cuộn.

dinh-vi-xe-may-3

Bằng cách áp dụng quyền lực để mỗi bộ cuộn dây lần lượt các cánh quạt có thể được thực hiện để xoay hoặc “bước” từ một vị trí tiếp theo với một góc xác định bởi việc xây dựng góc bước của nó, và tiếp thêm sinh lực các cuộn dây trong chuỗi các rotor sẽ sản xuất một quay chuyển động.

Các điều khiển động cơ bước điều khiển cả hai góc độ bước và tốc độ của động cơ bằng cách tiếp thêm sinh lực các cuộn dây trường trong một chuỗi bộ ví dụ, “ADCB, ADCB, ADCB, A …” vv, các cánh quạt sẽ quay theo một hướng (phía trước) và bởi đảo ngược trình tự xung “ABCD, ABCD, ABCD, A …” vv, các cánh quạt sẽ xoay theo hướng ngược lại (ngược lại).

Vì vậy, trong ví dụ đơn giản của chúng tôi ở trên, động cơ bước có bốn cuộn dây, làm cho nó một động cơ 4 giai đoạn, với số lượng cực trên stator là tám (2 x 4) được cách nhau 45 khoảng độ. Số răng trên rotor là sáu được đặt cách nhau 60 độ ngoài.

Sau đó, có 24 (6 răng x 4 cuộn dây) vị trí tốt hoặc “bước” của rotor để hoàn thành một cuộc cách mạng đầy đủ. Do đó, góc bước trên được đưa ra như: 360o / 24 = 15o.

Rõ ràng, các răng rotor và stator hoặc cuộn dây sẽ cho kết quả trong kiểm soát nhiều hơn và một góc bước tốt hơn. Cũng bằng cách kết nối các cuộn dây điện của động cơ trong các cấu hình khác nhau, đầy đủ, Half và góc độ vi bước là có thể. Tuy nhiên, để đạt được vi bước, động cơ bước phải được điều khiển bởi một (quasi) sin hiện nay đó là đắt tiền để thực hiện.

Nó cũng có thể kiểm soát tốc độ quay của một động cơ bước bằng cách thay đổi thời gian trễ giữa các xung kỹ thuật số áp dụng cho các cuộn dây (tần số), còn sự chậm trễ chậm hơn tốc độ cho một cuộc cách mạng hoàn chỉnh. Bằng cách áp dụng một số cố định của các xung cho động cơ, trục động cơ sẽ xoay qua một góc độ nhất định.

Ưu điểm của việc sử dụng thời gian trì hoãn xung là sẽ không có nhu cầu đối với bất kỳ hình thức phản hồi bổ sung bởi vì bằng cách đếm số xung cho động cơ vị trí cuối cùng của rotor sẽ được biết chính xác. Phản ứng này đến một số thiết lập của xung đầu vào kỹ thuật số cho phép các động cơ bước hoạt động trong một “Open System Loop” làm cho nó cả hai dễ dàng hơn và rẻ hơn để kiểm soát.

Ví dụ, cho phép giả định rằng động cơ bước của chúng tôi ở trên có một góc bước 3,6 degs mỗi bước. Để xoay động cơ thông qua một góc nói 216 độ và sau đó dừng lại ở vị trí yêu cầu sẽ chỉ cần tổng cộng: 216 độ / (3,6 degs / bước) = 80 xung áp dụng cho các cuộn dây stator.

Có rất nhiều bộ điều khiển động cơ bước của IC có sẵn mà có thể kiểm soát tốc độ bước, tốc độ quay và động cơ hướng. Một trong những điều khiển IC là SAA1027 đó có tất cả các truy cập và mã chuyển đổi cần thiết xây dựng trong, và có thể tự động lái xe 4 đầu ra cầu kiểm soát hoàn toàn đối với động cơ trong chuỗi đúng.

Hướng quay cũng có thể được chọn cùng với chế độ bước đơn hoặc liên tục (vô cấp) xoay theo hướng lựa chọn, nhưng điều này sẽ đặt một số gánh nặng trên bộ điều khiển. Khi sử dụng một bộ điều khiển kỹ thuật số 8-bit, 256 microsteps mỗi bước cũng có thể

SAA1027 Stepper điều khiển động cơ Chip

saa1027 Chip động cơ bước

Trong hướng dẫn này về luân bị truyền động, chúng tôi đã xem xét các chải và chổi than động cơ DC, DC Servo Motor và Stepper động cơ như là một thiết bị truyền động cơ điện có thể được sử dụng như một thiết bị đầu ra để kiểm soát vị trí hoặc tốc độ.

Trong hướng dẫn tiếp theo về các thiết bị đầu vào / đầu ra, chúng tôi sẽ tiếp tục xem xét của chúng tôi tại các thiết bị đầu ra được gọi là thiết bị truyền động, và một đặc biệt là chuyển đổi tín hiệu điện thành sóng âm thanh một lần nữa sử dụng điện. Các loại thiết bị đầu ra, chúng tôi sẽ xem xét trong hướng dẫn tiếp theo là loa.

 

Call Now Button