Động cơ bước

Gần đây hơn, thuật ngữ động cơ bước chỉ được biết đến với một vòng hẹp của các kỹ sư điện. Giờ đây, các động cơ bước đã nhận được quyền danh dự chỉ được gọi bằng "tên viết tắt" của họ - bằng chứng SD về việc sử dụng rộng rãi các loại máy điện loại này.

Tưởng tượng vô tình nhắc hình ảnh của một cỗ máy điện bước với chân tay. Không, đây không phải là robot, mặc dù động cơ bước có thể điều khiển một trong các khớp của nó. Chiếc xe rất đơn giản. Một động cơ bước có thể được biểu diễn dưới dạng một số nam châm điện có cuộn dây xung trên một phần cố định (stato) và phần ứng, khi chuyển đổi cuộn dây, quay hoặc di chuyển dần dần. Để hiểu động cơ bước hoạt động như thế nào, hãy nhớ nguyên tắc hoạt động của các máy điện khác, chẳng hạn như đồng bộ.

Có hai hoặc ba cuộn dây trên stato. Chúng được chảy xung quanh bằng cách thay đổi dòng chảy hình sin trơn tru. Cùng với dòng điện, trường điện từ được đập bởi mỗi xung quanh co. Các dòng điện trong cuộn dây tăng và giảm không cùng một lúc, nhưng với độ trễ thời gian được xác định nghiêm ngặt; các cuộn dây được dịch chuyển tương đối với nhau và chiếm các phần xen kẽ của bề mặt hình trụ.

Nhờ vào điều này, hai hoặc ba sóng trường xung (theo số lượng cuộn dây) tạo thành một sóng di chuyển. Đối với mỗi chu kỳ của sự thay đổi hoàn toàn dòng điện trong cuộn dây, sóng kết quả sẽ tuần hoàn toàn bộ bề mặt hình trụ của lỗ stato hoặc một phần của nó. Trường quay đều, mang theo rôto cùng với nó. Dòng điện trong cuộn dây thay đổi liên tục, do đó trường trong khe làm việc và rôto quay liên tục. Phong trào bao gồm nhiều phong trào nhỏ vô hạn.

Và nếu tại một thời điểm nào đó, bạn dừng dòng điện thay đổi, đóng băng chúng ở mức đạt được, dù sao, giống như trong rạp chiếu phim, hiển thị cùng một khung hình trong một thời gian? Cùng với dòng điện trong cuộn dây, sóng của trường di chuyển sẽ đóng băng ở một vị trí nào đó, và với nó, rôto sẽ dừng lại. Hãy để thay đổi nhóm khung và dừng lại khung cuối cùng, rôto sẽ quay một góc nhất định và sẽ đóng băng lại.

Lặp lại điều này nhiều lần. Chiếc xe ngoan ngoãn bước theo từng bước. Hóa ra rất đơn giản để thay đổi dòng điện trong cuộn dây với các bước nhảy lớn hay nhỏ, đóng băng quá trình trên bất kỳ khung nào. Nó là đủ để áp dụng các bước của xung hình chữ nhật cho cuộn dây thay vì điện áp thay đổi liên tục. Mỗi xung là một bước, và nó có thể được thắt chặt đến vô cùng nếu muốn, nghĩa là dừng quá trình và khóa rôto. Trong khi các xung thay đổi chậm, động cơ sải bước rõ rệt.

Mắt của chúng tôi có thể phân biệt vài chục bước mỗi giây. Nhưng các khung hình lóe lên: một trăm, hai trăm, một nghìn, vài chục ngàn bước mỗi giây. Không chỉ mắt chúng ta, mà cả các dụng cụ nhạy cảm không còn phân biệt các bước, mà chỉ đơn giản là nhìn thấy xoay.

Động cơ bước chạy, như trước đây, mặc dù lắc lư một chút, bởi vì nó thực hiện mọi bước tiếp theo một cách nghiêm ngặt tại thời điểm xuất hiện lệnh tiếp theo, và thời điểm này có thể không thuận tiện nhất. Sự tự động nội bộ của các phong trào bị phá hủy và thay thế bằng sự phục tùng mù quáng đối với đội. Nhưng tại bất kỳ thời điểm nào, tại bất kỳ bước nào, chúng tôi có thể đặt hàng: "Đóng băng!". Các cánh quạt sẽ xoay và đóng băng chính xác ở vị trí được chỉ định.

Cố gắng di chuyển anh ta một cách cưỡng bức từ một nơi khi không có đội. Anh ta sẽ kiên quyết chống lại, và nếu động cơ là một bản dựng tốt, bạn sẽ giành được nó bằng tay không. Trường điện từ không muốn chia tay với rôto, trong chuyển động hoặc nghỉ ngơi. Chính nó giữ anh ta trong vòng tay ngoan cường và khiến anh ta lặp lại tất cả các động tác bước.

Ngẫu nhiên, các khâu ghép các bước riêng lẻ, và nếu bạn thích, các chu kỳ cơ bản hoặc chu kỳ chuyển động thành một chuỗi vô tận, mà chúng ta nhận thấy là sự quay liên tục với các xung tốc độ đáng chú ý, xảy ra trong một máy dòng điện trực tiếp giống như trong động cơ đốt trong. Chỉ có ở đó, vai trò của người vận hành không mệt mỏi không phải là bàn chải, mà là nến điện.

Các bước trường, bởi vì các khóa điện tử được mở bằng các lệnh từ bên ngoài, sau đó chúng cấm truy cập dòng điện vào cuộn dây. Động cơ bước được cung cấp bởi một bộ não điện tử, và khả năng của nó trở nên đặc biệt, đôi khi vô cùng.

Sơ đồ nguyên lý của động cơ bước một pha với hệ thống từ tính đối xứng cho đồng hồ, quầy và các thiết bị tự động hóa công nghiệp.

Động cơ bước CNC

Công nghệ hiện đại là không thể tưởng tượng mà không cần phay, tiện, EDM và nhiều máy móc điều khiển kỹ thuật số khác. Hầu hết trong số họ hoạt động nhờ động cơ bước.

Động cơ bước giải quyết trong các cơ chế điều khiển của máy cán, máy ép và máy luyện kim khác, trở thành một trong những yếu tố phổ biến nhất của tự động hóa, làm việc trong đồng hồ điện, bộ hẹn giờ và quầy, trên tàu, máy bay và vệ tinh nhân tạo - bất cứ nơi nào cần nhanh, chính xác và đáng tin cậy thực hiện ý chí của con người.

Với việc mở rộng các ngành nghề làm việc của động cơ bước, một hướng phát triển độc lập đã nảy sinh - ổ điện rời rạc với động cơ bước. Nguồn gốc của nó là các nhà khoa học và kỹ sư của phòng thí nghiệm có vấn đề về điện cơ MPEI.

Động cơ bước đã giành chiến thắng đầu tiên vào năm 1957, khi máy phay điều khiển kỹ thuật số Liên Xô đầu tiên trên thế giới được trưng bày tại Triển lãm Thế giới ở Brussels, nơi trưng bày nhiều triển lãm thú vị khác nhau. Triển lãm này đã được trao Huy chương vàng lớn và mở ra một trang mới trong các công cụ máy móc.

Boris Ivobotenko, Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật