Cấu tạo Động cơ bước

Động cơ bước từ trở biến thiên

Cấu tạo:

Động cơ bước từ trở có hai phần cấu tạo chính là Stator (phần tĩnh) và Rotor(phần quay):

-Thiết kế mạch điện tử theo yêu cầu

-Sửa chữa động cơ điện tại Hà Nội

-Sửa chữa biến tần , PLC tại Hà Nội

-Sửa chữa máy phát điện

-Thiết kế tủ điện công nghiệp

a.Stator: gồm có hai phần chính là lõi thép và dây quấn Stator.

-Lõi thép : Được ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện lại với nhau tạo thành một khối hình trụ, ở giữa được đục lỗ và phay các rãnh cực từ, trên mặt cực từ có răng. Bề dày của mỗi lá thép vào khoảng 0,35 mm đến 0,5 mm, ở hai mặt của mỗi lá thép được sơn cách điện.

-Dây quấn Stator: là dây điện từ có thể là dây nhôm hoặc đồng được cách điện bằng lớp Emay hoặcCotton, tiết diện dây quấn có dạng hình tròn. Mỗi pha trên Stator được quấn thành hai cuộn dây nối tiếp nhau ở vị trí xuyên tâm đối, thậm chí thành 4 cuộn đôi một trực giao, mỗi cuộn dây cuốn có W số vòng dây.

b.Rotor: Cũng giống như Stator, Rotor cũng có răng. Rotor được làm bằng vật liệu dẫn từ (sắt non) có từ trở thay đổi theo góc quay. Mỗi răng của Rotor là một cực. (hình 10)

Hình 10. Động cơ bước ba pha có từ trở biến thiên

Nguyên lý làm việc:
-Nguyên lý làm việc của động cơ bước có từ trở biến thiên dựa trên cơ sở hiện tượng từ trở cực tiểu. Trong động cơ bước loại này Stator và Rotor đều được làm cùng một vật liệu từ và Rotor luôn quay về trạng thái sao cho từ trở là nhỏ nhất. Nghĩa là hệ thống mạch luôn có xu hướng giảm thiểu từ trở. Dựa trên sự tác động giữa một trường điện từ và một Rotor có từ trở biến thiên theo góc quay.
-Cấu trúc tiêu biểu cho động cơ bước có từ trở thay đổi như hình vẽ 

Hình 11 Cấu trúc động cơ bước từ trở

-Rotor được chế tạo bằng vật liệu dẫn từ, trên bề mặt Rotor thường có nhiều răng. Mỗi răng của Rotor hoặc Stator gọi là một cực. Trên hai cực đối diện nhau mắc nối tiếp hai cuộn dây tạo thành một phần của động cơ. Động cơ như hình vẽ 11 có 3 pha (các pha 1, 2, 3) từ trở thay đổi theo góc quay của răng. Khi các răng của Rotor đứng thẳng hàng với các cực của Stator, từ trở ở đó sẽ nhỏ nhất.
-Khi cuộn 1 được kích điện, răng X của Rotor bị hút vào cực 1. Nếu dòng qua cuộn 1 bị ngắt và cấp dòng qua cuộn 2, Rotor sẽ quay 30⁰ theo chiều kim đồng hồ và răng Y sẽ hút vào cực 2.
Như vậy: hướng quay của Rotor không phụ thuộc vào chiều dòng điện mà phụ thuộc vào thứ tự cấp điện cho cuộn dây. Nhiệm vụ này do các mạch logic trong bộ chuyển phát thực hiện. Với cách thay đổi cách kích thích các cuộn dây, ta cũng làm thay đổi các vị trí góc quay.
Động cơ bước từ trở thay đổi chuyển động êm, số bước lớn, nhưng moment đồng bộ nhỏ. Góc bước giới hạn trong khoảng 1,8⁰ đến 30⁰ trong chế độ điều khiển bước đủ, moment hãm từ 1 đến 50 Ncm, tần số khởi động lớn nhất 1 Khz, tần số làm việc lớn nhất trong điều kiện không tải là 20 Khz.

3.Động cơ bước kiểu hỗn hợp (Hybird):

Loại động cơ này có những ưu điểm sau:

-Về cấu tạo nó kết hợp cả hai loại động cơ trên : Động cơ nam châm vĩnh cửu với dạng cực móng và động cơ có từ trở thay đổi.

-Về tính chất, nó phát huy được các ưu điểm của cả động cơ bước nam châm vĩnh cửu và động cơ bước có từ trở thay đổi: có moment hãm khi ngắt điện lớn, có moment giữ và moment quay lớn, họat động với tốc độ cao và có số bước lớn (góc bước từ 0,45⁰ đến 5⁰).

Hình 12 Động cơ bước kiểu hỗn hợp với m = 2, 2p = 6

-Cấu tạo của động cơ bước hỗn hợp :

Cấu tạo của động cơ bước hỗn hợp là sự kết hợp giữa động cơ bước nam châm vĩnh cửu và động cơ bước có từ trở thay đổi. Phần Stator có cấu tạo hoàn toàn giống cấu tạo của động cơ có từ trở thay đổi. Trên các cực của Stator được đặt các cuộn dây pha, mỗi cuộn dây pha được cuốn thành bốn cuộn dây, hoặc được cuốn thành hai cuộn dây đặt xen kẽ nhau để hình thành nên các cực N và S đồng thời đối diện với mỗi cực của các bối dây là răng của Rotor.

Hình 13 Cấu tạo động cơ bước hỗn hợp

-Nguyên lý làm việc :

Động cơ hỗn hợp là sự kết hợp giữa nguyên tắc làm việc của động cơ bước nam châm vĩnh cửu và động cơ bước từ trở do đó có được đặc tính tốt nhất của hai loại động cơ kể trên là momen lớn và số bước lớn. Động cơ bước gồm hai nửa Rotor như hình vẽ 13. Động cơ loại này có số bước đạt đến 400 bước, nhưng giá thành đắt.

Động cơ bước kiểu hỗn hợp có góc bước thay đổi từ 0,36⁰ đến 15⁰ trong chế độ đủ bước, momen hãm từ 3 đến 1000 Ncm, tần làm việc lớn nhất là 40Khz. Trong tất cả các loại động cơ bước kể trên thì động cơ bước hỗn hợp được dùng nhiều hơn cả.